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3La atmsfera, eltiempo y el clima

Autores:Jos Daniel Pabn (meteorologa)Profesor asistente, Departamento de Geografa,Universidad Nacional de ColombiaJorge Zea (meteorologa)Profesor asociado, Departamento de Geociencias,Universidad Nacional de ColombiaGloria Len (meteorologa)Profesor asociado, Departamento de Geociencias,Universidad Nacional de ColombiaGonzalo Hurtado (agrometeorologa)Olga Cecilia Gonzlez (biometeorologa)Jos dgar Montealegre (climatologa)

Con la colaboracin de:Ernesto Rangel, Hugo Crdenas, Martha Lasso,Hugo Saavedra, Claudia Lpez, Mauricio Torres,Josu Montaa, Carlos Rocha, Jorge Soler,Gloria Edith Triana, Nancy Snchez,Lorenzo Panizzo, Carlos Mauricio Pez,Ovidio Simbaqueva, Humberto Gonzlez,Mara Teresa Martnez, Leonardo Rivera,Rafael Navarrete, Ivonne Jaramillo

35EL MEDIO AMBIENTE EN COLOMBIA La atmsfera, el tiempo y el clima

E l clima es un factor importante del ambiente glo-bal, interviene en todos sus procesos y a la vez esafectado por la variedad de interacciones entre las diver-sas esferas del ecosistema planetario.

En el captulo anterior, se presentaron los aspectosglobales del clima y del sistema climtico, en general. Enste se presentan algunas de las caractersticas ms deta-lladas del clima, su descripcin en el nivel nacional y sucomportamiento durante los ltimos tres aos.

Ya que comnmente el clima se percibe como lascondiciones atmosfricas predominantes, en este cap-tulo se presentan las partes dedicadas al estado de la at-msfera y a las condiciones del tiempo, entendiendo esteltimo como producto de la dinmica de la atmsfera.

GeneralidadesEl clima es el conjunto fluctuante de las condiciones at-mosfricas, caracterizado por los estados y evolucionesdel tiempo, durante un periodo de tiempo y un lugar oregin dada, y controlado por los denominados factoresforzantes, factores determinantes y por la interaccinentre los diferentes componentes del sistema climtico.Debido a que el clima se relaciona generalmente con lascondiciones predominantes en la atmsfera (uno de loscomponentes del sistema), ste se describe a partir devariables atmosfricas como la temperatura y la precipi-tacin; sin embargo, se podra identificar tambin conlas variables de otros de los componentes del sistemaclimtico.

A travs de la historia, se han presentado fluctuacio-nes del clima en escalas de tiempo que van desde aos(variabilidad climtica interanual) a milenios (cambiosclimticos globales). Estas variaciones se han originadopor cambios en la forma de interaccin entre los dife-rentes componentes del sistema climtico y en los facto-res forzantes.

Elementos y variablesclimatolgicas

Toda propiedad o condicin de la atmsfera cuyo con-junto define el estado fsico del clima, en un lugar dado,para un periodo de tiempo determinado, es conocidacon el nombre de elemento climtico. Los principaleselementos del clima son la presin atmosfrica, la tem-peratura, la humedad, la velocidad y direccin del vien-to, la precipitacin, el brillo solar y la nubosidad. Losfenmenos atmosfricos tales como la niebla, las tormen-

tas elctricas, los vendavales, la bruma y humo, tambinse consideran como elementos definidores del clima.

Estos elementos se convierten en variables climato-lgicas cuando se obtienen sus valores cuantitativos ocualitativos, producto de sus registros y/o mediciones.stas generalmente tienen los mismos nombres que suselementos, pero se diferencian de stos por que el ele-mento es la caracterstica fsica en s, mientras que lavariable es su valoracin. Con el anlisis del comporta-miento de estas variables, en el tiempo y en el espacio,es posible sacar conclusiones sobre el clima actual, elclima del pasado, las fluctuaciones climticas de diversaescala, etc.

Norma y anomala climticaEn climatologa se utilizan los valores promedios paradefinir y comparar el clima. La norma climtica es unamedida utilizada con este propsito y representa el valorpromedio de una serie continua de observaciones de unavariable climatolgica, durante un periodo de por lomenos 30 aos.

Para fines prcticos, se ha establecido por acuerdosinternacionales periodos de 30 aos a partir de 1901.

El trmino anomala climtica es usado para descri-bir la desviacin del clima desde el punto de vista esta-dstico, es decir, la diferencia entre el valor del elementoclimtico en un periodo de tiempo determinado, porejemplo un mes, con respecto al valor medio histrico onorma de la variable climtica correspondiente en unlugar dado.

Fluctuaciones climticasEl clima vara en las escalas del tiempo y del espacio.Grandes reas de la Tierra sufren fuertes variaciones comoparte normal del clima, especialmente en las zonas ri-das y semiridas, donde la precipitacin experimentacambios significativos. Los extremos climticos puedenafectar a cualquier regin: por ejemplo, severas sequaspueden ocurrir en zonas hmedas e inundaciones oca-sionales en regiones secas.

Para fines analticos, las fluctuaciones pueden ser de-finidas como cambios en la distribucin estadstica usualutilizada para describir el estado del clima. La estadsti-ca climtica comnmente usada se refiere a los valoresmedios de una variable en el tiempo. Los valores me-dios pueden experimentar tendencias, saltos bruscos,aumentos o disminuciones en la variabilidad o, aun,una combinacin de tendencias y cambios en la varia-bilidad.

36 La atmsfera, el tiempo y el climaEL MEDIO AMBIENTE EN COLOMBIA

Variabilidad climtica

La variabilidad climtica se refiere a las fluctuacionesobservadas en el clima durante periodos de tiempo rela-tivamente cortos. Esta incluye los extremos y las diferen-cias de los valores mensuales, estacionales y anuales conrespecto a los valores climticos esperados, esto es, lasmedias temporales.

El grado de magnitud de la variabilidad puede des-cribirse por la diferencia presentada entre las estadsticasa largo plazo de un elemento climtico y las obtenidaspara un periodo de menor longitud. Se entiende comolargo plazo un periodo suficientemente extenso comopara que en l estn incluidas todas las caractersticas delos regmenes del elemento climtico, que estn en fun-cin del tiempo y que pueden presentar variaciones c-clicas en intervalos de tiempo ms o menos largos. En laprctica no deben ser inferiores a 30 aos.

Cambio climtico

La variacin observada en el clima durante periodos con-secutivos de varias dcadas, es decir, durante periodosrelativamente largos, se llama cambio climtico.

El cambio climtico determina diferencias en los va-lores medios de un elemento climtico a lo largo del tiem-po; es decir, que cualquier cambio climtico significati-vo puede dar lugar al establecimiento de un nuevo climanormal y por lo tanto, a un ajuste en las actividades hu-manas.

Procesos externos tales como la variacin de la radia-cin solar, variaciones de los parmetros orbitales de laTierra (excentricidad o inclinacin), los movimientos dela corteza terrestre y la actividad, son factores que tienengran importancia en el cambio climtico. Aspectos in-ternos del sistema climtico tambin pueden producirfluctuaciones de suficiente magnitud y variabilidad a tra-vs de los procesos de retroalimentacin de los compo-nentes del sistema climtico.

Las concentraciones atmosfricas de gases de efectoinvernadero estn aumentando notablemente como con-secuencia de las actividades del hombre, alterando lacomposicin de la atmsfera e induciendo cambiosclimticos que afectan directamente al hombre y sus ac-tividades.

Tendencia climtica

La tendencia climtica corresponde a los cambios de unelemento climtico o del clima, caracterizados por au-mentos o disminuciones paulatinas del valor medio en

el tiempo. La tendencia climtica no est restringida aun cambio lineal en el tiempo, sino que se caracterizapor un valor mximo o mnimo para el punto final delperiodo.

AtmsferaLa atmsfera, es decir, la capa gaseosa que rodea nuestroplaneta, adems de contener el aire, incluye partculasslidas y lquidas en suspensin, o aerosoles y nubes. Lacomposicin de la atmsfera y los procesos que en ella sedesarrollan tienen gran influencia en la actividad huma-na y en el comportamiento del medio ambiente en ge-neral, y en uno u otro grado afectan los procesos de pro-duccin, intercambio y consumo de bienes y servicios,el bienestar y la seguridad de la poblacin, las relacionessociedad-naturaleza y los procesos en otras esferas delmedio natural. De ah la necesidad de hacer el segui-miento continuo de la dinmica de la atmsfera, su cir-culacin, las variaciones en su composicin y de los fe-nmenos que en ella ocurren.

De acuerdo con su objeto de estudio, la meteorolo-ga es una ciencia atmosfrica pero a la vez es considera-da como una de las ciencias de la Tierra, dado que seocupa de una de las esferas de este planeta.

La meteorologa realiza los estudios de los procesos yfenmenos atmosfricos a travs de sus especialidades,como la fsica de la atmsfera, la qumica de la atmsfe-ra, la meteorologa dinmica y la meteorologa sinptica,entre otras.

De igual manera, esta ciencia busca la aplicacin desus conocimientos en la prctica de diferentes formas dela actividad humana; de esta manera se han desarrolladoreas aplicadas, como la meteorologa agrcola, la me-teorologa marina, la meteorologa aeronutica, la me-teorologa energtica, la meteorologa aplicada a la saludhumana, a la recreacin y el deporte, etc. De esta forma,la meteorologa se convierte en herramienta al serviciode la sociedad.

Composicin de la atmsferaLa composicin de la atmsfera ha variado a travs de lahistoria del planeta hasta conformar la actual mezcla degases y aerosoles. stos, hoy en da, se pueden dividir endos grupos: constantes y variables.

Los gases constantes mantienen una proporcin casipermanente en la atmsfera: los ms abundantes son elnitrgeno (78,1%), el oxgeno (20,9%) y el argn(0,9%). Los gases variables son los que cambian en ma-


yor proporcin; en este grupo los ms importantes sonel vapor de agua y el dixido de carbono. Este ltimoexiste en cantidades relativamente altas (0,035%), perosu concentracin presenta variaciones estacionales y delargo plazo. El vapor de agua, por su parte, es muy varia-ble tanto en el tiempo como en el espacio. Otros gases,como el xido nitroso, el metano y el ozono, se encuen-tran en una menor proporcin; sin embargo, juegan unpapel importante.

Finalmente, otro elemento variable de la atmsfera,que frecuentemente acta como un gas, es el materialparticulado suspendido en el aire como partculas depolvo, residuos de humo, sal del ocano, bacterias, espo-ras, semillas, ceniza volcnica y partculas meteorticas.

Capas de la atmsferaEl 98% de la masa de la atmsfera se ubica en una capadelgada, cuyo espesor es aproximadamente 0,25% deldimetro de la Tierra (unos 30 km). Para efectos prcti-cos resulta conveniente dividir la atmsfera en cuatroregiones segn la temperatura: troposfera, estratosfera,mesosfera y termosfera.

La troposfera es la capa adyacente a la superficie te-rrestre. Su lmite superior la tropopausa alcanza aproxi-madamente una altura de 16 km sobre Colombia. Latroposfera es calentada desde su base por contacto con elsuelo, que acta a la manera de un cuerpo negro. Enella, la temperatura generalmente disminuye con la altu-ra, hasta alcanzar un valor entre -75 C y -80 C. En laprimera mitad de la troposfera, la disminucin es de 6C a 7 C por kilmetro, y en la segunda mitad ese de-crecimiento ocurre a una tasa cercana a 7 C por kil-metro. Sin embargo, algunas veces y en capas de pocoespesor se registran, por el contrario, aumentos de la tem-peratura con la altitud, particularmente por efectos delenfriamiento nocturno cerca al suelo o por efectos desubsidencia en alturas intermedias, producindose de esaforma inversin de temperatura por radiacin o porsubsidencia, respectivamente.

La troposfera se caracteriza porque en ella se dan lamayor parte de los fenmenos determinantes del estadodel tiempo, dado que contiene gran parte de la masa dela atmsfera y casi todo el vapor de agua y, adems, por-que en ella tambin se registran movimientos verticalesacentuados.

La estratosfera es la regin que se extiende por enci-ma de la tropopausa hasta una altitud cercana a 50 km.En su parte inferior, hasta 20 km de altitud, la tempera-tura vara muy poco, siendo prcticamente isotrmica.A continuacin, la temperatura aumenta, inicialmente

en forma lenta, hasta cerca de los 32 km de altitud, yluego ms rpido hasta alcanzar valores cercanos a aque-llos apreciados en la superficie terrestre, debido a la sig-nificativa absorcin de radiacin ultravioleta que tienelugar en esos niveles por parte del ozono. As, al contra-rio de lo que ocurre en la troposfera, la fuente de caloren la estratosfera se encuentra en su lmite superior laestratopausa cerca de los 50 km.

Los fenmenos meteorolgicos observados en la es-tratosfera son muy distintos de los de la troposfera, puestoque, a diferencia de esta ltima, la capa superior es ca-liente mientras que la inferior es fra. Prcticamente nose observan nubes en la estratosfera tropical.

El 99% de la masa total de la atmsfera se encuentraen la troposfera y en la estratosfera, dentro de los prime-ros 50 km encima de la superficie terrestre; ambas regio-nes son de particular importancia para entender el siste-ma climtico.

En la mesosfera, con un espesor de 35 km aproxima-dos, la temperatura disminuye regularmente desde su l-mite inferior situado en la estratopausa, hasta aproxima-damente -95 C en su lmite superior, llamadomesopausa, cerca de los 80 km de altitud. La atmsferaal nivel de la mesopausa es ms fra que en cualquierotro nivel de la atmsfera superior.

En la mesosfera el aire es extremadamente fino y lapresin atmosfrica es sumamente baja. La proporcinde nitrgeno (N

2) y de oxgeno (O

2) es igual a la que se

obtiene al nivel del mar, donde el aire es ms denso, porlo que una persona no podra sobrevivir en ella respiran-do por mucho tiempo. As mismo, la baja presin causa

Figura 3.1. Capas de la atmsfera, de acuerdo con el comportamientode la temperatura.

Exosfera

Termosfera

Mesosfera

Estratosfera

Troposfera

Altit

ud [k

m]

Temperatura [oK]0 200 400 600 800 1.000

1.000

500

100

50

10

5

10

Iono

sfera

Hom

osfe

ra


ebullicin a la temperatura corporal. Los pilotos quevuelan por largos periodos de tiempo a ms de 3 km dealtura, necesitan utilizar equipo para respiracin, puescrean una deficiencia de oxgeno en el cerebro que seconoce como hipoxia, cuyos sntomas son cansancio,inconsciencia y puede causar la muerte. Otro efecto,adems de la sofocacin, es la exposicin a la radiacinultravioleta que afecta la piel.

La termosfera es la regin que se encuentra por enci-ma de la mesopausa; est caracterizada por un aumentoprogresivo de la temperatura con la altitud. Cuando laactividad solar es normal, la temperatura aumenta hastacerca de los 400 km de altitud, y cuando aumenta suactividad, puede crecer hasta aproximadamente los 500km. En esta capa la composicin de la atmsfera es dis-tinta, ya que las molculas de un gran nmero de gasesse separan por la accin que tienen sobre ellas los rayosultravioleta y los rayos X emitidos por el sol, dejandolibres los tomos que las constituan.

Por otra parte, los gases tienen menos tendencia amezclarse y las molculas y tomos ms pesados se sepa-ran de los otros por efecto de la gravedad. Debido a ello,a medida que se asciende, las molculas de nitrgeno,ms pesadas, ceden su sitio a los tomos de oxgeno, losque son remplazados a su vez, en los niveles ms altos,por los tomos de hidrgeno ms livianos. En latermosfera, la ionizacin es muy importante pues tantolos iones como los electrones pueden permanecer sepa-rados durante un periodo de tiempo relativamente lar-go, mientras que en la mesosfera se produce solamentedurante el da.

La anterior divisin de la atmsfera en capas se hacecon base en el comportamiento de la temperatura con laaltura. No obstante, es posible con otros criterios identi-ficar capas de la atmsfera con caractersticas particula-res. As por ejemplo, en general, el aire es homogneo enla homosfera, que se extiende desde la superficie hasta lamesopausa, es decir que, hasta ese nivel, las proporcio-nes de los gases que constituyen la atmsfera son prcti-camente constantes, a excepcin del vapor de agua y elozono.

Tambin por las propiedades electromagnticas esposible identificar la ionosfera, zona de la atmsfera queest cargada elctricamente; est integrada por las regio-nes de la termosfera y mesosfera constituidas por iones yelectrones y, se extiende hasta confundirse con el gas in-terplanetario extremadamente ligero. Deriva su impor-tancia del hecho de que los electrones, en particular, re-flejan las ondas radioelctricas. No se puede despreciarla importancia de los gases neutros de la ionsfera, pues-to que a 160 km de altitud hay an aproximadamente

1010 partculas neutras por cm3 de aire, mientras que elnmero de electrones es de 105. La ionosfera, zona de laatmsfera que est cargada elctricamente, es de granutilidad para las radiocomunicaciones por la propiedadque posee de reflejar las ondas de radio, haciendo posi-ble la comunicacin a larga distancia. La ionosfera no esesttica: vara en altura entre el da y la noche; tambinpuede cambiar su propiedad de refraccin a causa del soly las partculas que ste libera, lo cual puede durar mi-nutos, horas o semanas, afectando as las comunicacio-nes en la Tierra.

A 500 o 600 km de altitud aproximadamente, la at-msfera es tan poco densa que son extremadamente ra-ras las colisiones entre las partculas neutras. A partir delos 500 km, y hasta una altura indeterminada, se halla laexosfera. En ella abunda el hidrgeno ionizado y hayuna prdida de partculas (protones y electrones) queescapan al espacio exterior, prdida que se ve compensa-da por el aporte de partculas en forma de viento solar.

Atmsfera estndarLa atmsfera estndar representa las condiciones mediasdel aire en su estructura vertical. Como expresin de suscaractersticas se ha elegido la distribucin media de lapresin, la densidad y la temperatura con la altura, cu-yos valores pueden apreciarse en la figura 3.2.

Capa de ozonoEl ozono es un gas inestable de color azul y oxidante fuer-te, compuesto de tres tomos de oxgeno, muy fcil deproducir pero a la vez muy frgil y fcil de destruir.

Reduccin de la capa de ozono

1. Molecular

2. Celular

3. Poblaciones

4. Comunidades

5. Ecosistemas

Incremento de la radiacin solar UV-B

DNA Fotosistema II Bloqueadores solares

Mutaciones Fotosntesis

Ratas de crecimiento Competicin

Produccin primaria Composicin de especies

Efectos biogeoqumicos

Produccin Diversidad Capacidad de alimentacin

Figura 3.2. Efectos por agotamiento de la capa de ozono.


El ozono es uno de los gases componentes de la at-msfera aunque, en comparacin con otros componen-tes (nitrgeno, oxgeno, dixido de carbono, etc.), sucantidad en la atmsfera es pequesima (10-5 %). Laconcentracin del ozono en la estratsfera es de vitalimportancia porque protege la vida del planeta de losrayos ultravioleta peligrosos para la salud humana, paralos animales y plantas, incluyendo el plancton marino,por sus efectos nocivos sobre las clulas, en el nivelmolecular. Por esta razn, es de gran inters el segui-miento de las variaciones del contenido de ozono en laatmsfera (figura 3.3).

El ozono se presenta desde la superficie terrestre has-ta una altura aproximada de 70 km, pero la mayor can-tidad (cerca de 90%) se da en la estratsfera entre los 19y los 50 km, con una mxima concentracin entre los19 y los 23 km. La capa de mxima concentracin seconoce como ozono estratosfrico o capa de ozono, va-ra segn la poca y el lugar geogrfico y adems se cons-tituye en el principal filtro de la radiacin ultravioletaproveniente del sol. El ozono que se encuentra en latroposfera recibe el nombre de ozono troposfrico, y susmayores concentraciones se localizan entre la superficieterrestre y los 10 m de altura, aproximadamente: es elllamado ozono superficial y est considerado como elprincipal contaminante fotoqumico; se origina princi-palmente en las reas urbanas por varias fuentes de emi-siones, como los automviles y la industria. La concen-tracin elevada de ozono superficial es causante demuchos problemas porque este gas acta como un con-taminante txico para la salud humana, produciendo da-os respiratorios y pulmonares y dando lugar a ojos llo-rosos; tambin tiene efectos nocivos sobre la vegetaciny sobre materiales de uso comn, como el caucho, losplsticos, los colorantes y las pinturas.

El ozono se mide en unidades Dobson (UD). Milunidades Dobson equivalen a una columna uniforme deozono de un centmetro de espesor en condiciones nor-males de presin (1 atm. o nivel del mar) y temperatura(273 K 0 C), que corresponden a una concentracinatmosfrica media de aproximadamente una parte porbilln en volumen (1 ppbv), aunque el ozono no tieneuna distribucin uniforme a lo largo de esa columna.Las concentraciones de ozono fluctan en general entre230 a 500 UD, con un valor medio mundial de 300.

La cantidad de ozono presente en la atmsfera es muypequea. Si todo el ozono que rodea la Tierra fuera com-primido al nivel del mar (1013.25 hPa de presin) y a 0C, es decir, a condiciones normales de temperatura ypresin, esta capa de ozono puro tendra aproximada-mente 3 mm de espesor.

Produccin del ozono

El ozono superficial es un problema diurno durante losdas soleados, a causa de que la luz solar desempea unpapel primordial en su formacin. El proceso comienzacon las fuentes de xidos de nitrgeno y de hidrocarbu-ros, a los que se les conoce como los precursores princi-pales del ozono, o con los compuestos que reaccionanen presencia de luz solar para producir ozono. Particu-larmente, cuando hay temperaturas elevadas y hay pocamezcla de las corrientes de aire, el ozono superficial pue-de acumularse a niveles txicos.

El ozono estratosfrico se forma en la atmsfera cuan-do la radiacin ultravioleta alcanza la estratosfera y diso-cia las molculas de oxgeno (O

2) en oxgeno atmico

(O). Posteriormente, el oxgeno atmico se combina r-pidamente con otras molculas diatmicas de oxgeno(O

2) para formar el ozono (O

3):

donde UV es la radiacin ultravioleta con longitud deonda entre 240 y 320 nanmetros (nm).

El ozono se forma fundamentalmente en la regintropico-ecuatorial, por mayor disponibilidad de oxge-no y radiacin solar. Una vez producido, se desplazahorizontalmente hacia los polos, siguiendo el movimientode las masas de aire estratosfrico.

Descomposicin del ozono

El ozono se descompone por fotodisociacin, cuandolas molculas de ozono son blanco de la radiacinultravioleta solar en la banda de energa correspondienteal UV-B (290-320 nm):

Tambin se disocia en presencia de oxgeno atmicopara dar oxgeno molecular:

Figura 3.3. Estructura vertical de la atmsfera estndar para:a) presin atmosfrica y b) densidad del aire.

0

5

10

15

20

25

30

35

Altu

ra [k

m]

1.013 703 541 383 265 166 76Presin [mb]

0

5

10

15

20

25

30

35

Altu

ra [k

m]

0,216 0,414 0,736 1,225Densidad [kg/m3]

O2 + UV 2 O O + O2 O3

O3 + UV (


En la estratosfera existen otras especies qumicas enmuy baja concentracin, tanto de origen natural comoantropognico, representadas por radicales OH-, xidosde nitrgeno, metano, compuestos clorados, etc., quepueden intervenir en procesos qumicos que eliminan elozono estratosfrico.

Destruccin de la capa de ozono

La interaccin de la radiacin ultravioleta del espectrosolar con el oxgeno a la altura de la estratosfera producecontinuamente ozono, que a su vez se descompone porcolisin con el oxgeno atmico y por la interaccin conalgunos elementos qumicos, como el carbono, nitrge-no, hidrgeno, flor, cloro y bromo. En la descomposi-cin del ozono, la radiacin UV arranca el cloro de unamolcula de clorofluorocarbono (CFC) y este tomo decloro, al combinarse con una molcula de ozono, la des-truye, para luego combinarse con otras molculas de ozo-no y eliminarlas. El proceso es una larga cadena capaz dedestruir hasta 100.000 molculas de ozono y slo se de-tiene cuando el tomo de cloro se mezcla con algn com-puesto qumico que lo neutralice.

Los componentes qumicos que contienen carbono,cloro y flor son denominados CFC. Los CFC son pro-ducidos por muchas aplicaciones desarrolladas por elhombre, tales como la refrigeracin, el aire acondiciona-do, los aerosoles, la espuma, los limpiadores de compo-nentes electrnicos y los solventes. Otro importante gru-po de los halocarburos son los halones utilizados en laextincin de fuego, los cuales contienen carbono, bromo,flor y, en algunos casos, cloro.

Desde la era industrial se han ido incrementando es-tos qumicos en la atmsfera, perdurando muchos cien-tos de aos y favoreciendo el proceso de destruccin delozono por largos periodos. Por ello los gobiernos handecidido, a travs de una serie de compromisos consig-nados en el Protocolo de Montreal, descontinuar la pro-duccin de CFC, halones y otros qumicos y buscarlessustitutos ms amigables para el ozono

Distribucin global

El contenido de ozono atmosfrico es mayor en las lati-tudes medias que en la zona tropical. Es posible hallarzonas con alto contenido de ozono sobre Norteamricay Asia, en el hemisferio Norte, y sobre el sur del ocanondico y sureste del ocano Pacfico, en el hemisferioSur, con valores superiores a 300 UD. Tambin se desta-

can dos zonas con menor contenido de ozono: una ubi-cada sobre la Antrtida y otra, en la zona tropical sobreel norte de Suramrica, el Atlntico tropical y frica cen-tral, donde se registran valores por debajo de 280 UD.

Distribucin del ozono en Colombia

En Colombia, la columna de ozono presenta variacionessignificativas a lo largo del ao, con una distribucinmonomodal, caracterizndose los meses de enero, febre-ro y diciembre por los valores ms bajos, mientras quejulio, agosto y septiembre evidencian los ms altos. En lafigura 3.5 se presentan los mapas de la distribucin de lacapa de ozono a lo largo del ao, obtenidos a partir delas mediciones satelitales del Nimbus 7, Meteor 3 y EarthProbe Total Ozone Mapping Spectrometer (EP/TOMS NASA).

Entre diciembre y febrero, la columna de ozono pre-senta las menores variaciones espaciales y los valores msbajos del ao: es entonces cuando Colombia recibe ma-yor radiacin ultravioleta. El sur de la regin Caribe y elnorte de la regin Andina registran las menores concen-traciones de ozono, con mnimos hasta de 239 UD sobreel suroccidente de Antioquia y oriente de Boyac ySantander. A partir de esta rea, los valores de ozonosobre el pas crecen latitudinalmente hacia el norte y sur,siendo ms acentuados hacia la parte meridional: es ascomo en Leticia la columna de ozono tiene 256 UD, entanto que en la parte ms septentrional de Colombia losvalores se encuentran cercanos a 245 UD.

De julio a septiembre la columna de ozono crecesignificativamente, caracterizndose agosto por registrarlos valores ms altos del ao. Durante estos meses el au-mento de las concentraciones de ozono es generalizadosobre el territorio nacional. La distribucin espacial essimilar durante estos tres meses, con un marcado con-traste entre el norte del pas, donde se registran los valo-res ms altos (285-288 UD), y la zona sur (por debajo de275 UD), con un mnimo sobre el altiplano de los Pastos(264-267 UD).

En el ao, la columna de ozono vara en promedioentre 255 y 267 UD (figura 3.4). Es de anotar que lacolumna de ozono se hace ms pequea a lo largo de lascordilleras, debido a que en esta zona el aire es ms lim-pio y adems es ms delgada la capa atmosfrica que de-ben recorrer los rayos solares.

Agujero de la capa de ozono

El rpido agotamiento de la capa de ozono sobre unaregin enorme, en la que el total del ozono es inferior a220-200 UD, se ha dado en llamar agujero en la capa de

O + O3 2 O2 + calor


ozono. Este adelgazamiento, superior a un tercio, de lacapa de ozono sobre la Antrtida se ha observado duran-te los dos ltimos decenios, todos los aos entre sep-tiembre y noviembre. La superficie de insolacin mxi-ma, en que la disminucin de los valores llev a hablarde un agujero en la capa de ozono, comenz tan slo amediados de los aos ochenta a sobrepasar los 10 millo-nes de km2 y ha alcanzado unos 22 millones de km2 du-rante varios das, en cada uno de los seis ltimos aos.En 1998 se observ una extensin muy considerable, dems de 25 millones de km2, durante varios das consecu-tivos, desde mediados de septiembre hasta la primera se-mana de octubre. En aos anteriores, tan slo se habaevidenciado el adelgazamiento en una superficie tan ex-tensa durante unos pocos das de 1993 y 1994.

Por otra parte, el numero de das en que la superficiedel agujero super los 10 millones de km2 se prolongdurante 100 das, lo que no tiene precedente. El periodoms prolongado observado anteriormente haba sido de88 das durante la estacin de 1986.

Al llegar los rayos solares de la primavera, se produ-cen reacciones fotoqumicas sucesivas que descomponenel ozono por accin de los rayos ultravioleta y tambin,de aquellos compuestos que contienen principalmentecloro, flor y bromo. A pesar de que las sustancias

agotadoras de la capa de ozono no se producen en lospolos, sino en las latitudes medias y en especial en elhemisferio Norte, las sustancias son arrastradas hacia laslatitudes tropicales y suben luego hacia la estratosferadebido a los vientos; posteriormente gran parte de estassustancias son congregadas sobre las regiones polares,tambin por efecto de los vientos. Las condiciones me-teorolgicas durante el invierno favorecen la creacin deuna corriente de aire polar que asla las masas de aire,tornndola muy fra y reteniendo las sustancias agotadorasde la capa de ozono, tales como el cloro y el bromo;durante la primavera se descongelan las nubes y se libe-ran estas sustancias para reaccionar con el ozono.

En el Polo Sur las temperaturas estratosfricas sonmucho ms bajas que en el Norte, razn por la que seforman muchas ms nubes all y la destruccin del ozo-no es mucho mayor.

En la figura 3.6 se muestra la tendencia del ozonodurante los ltimos aos en la estacin Halley Bay, en laAntrtida. All, el proceso de destruccin del ozono esmuy marcado: a mediados del siglo XX se registraban va-lores cercanos a 500 UD, mientras que en la dcada de losnoventa se aproximaron a 150 UD.

En la figura 3.7 se muestra el rpido descenso de lacantidad de ozono sobre la Antrtida durante la estacin

Figura 3.4. Distribucin global del ozono total (cantidad de ozono contenido en una columna de aire de 1 cm2 de seccin, que va desde lasuperficie de la Tierra hasta el tope de la atmsfera), en unidades Dobson o miliatmsferas. (Fuente: Organizacin Meteorolgica Mundial)


Figura 3.5. Distribucin media mensual del ozono total a lo largo del ao, en una columna de aire de 1 cm2 de seccin, que va desde la superficiede la Tierra hasta el tope de la atmsfera, obtenida a partir de las mediciones satelitales y expresada en unidades Dobson o miliatmsferas.(Fuente: IDEAM)

Enero Febrero Marzo

Abril Mayo Junio

Julio Agosto Septiembre

Octubre Noviembre Diciembre

290287284281279276

273270267264261258255

252

249246243240237


de primavera, mucho menos acentuado durante el vera-no. En la figura 3.8 se presenta la distribucin del ozonodurante octubre de 1997, septiembre de 1998 y octubrede 1999, en la que se puede observar el agujero de ozonosobre la Antrtida: la declinacin de la cantidad mnimade ozono y el aumento del tamao del agujero de ozono.

Radiacin ultravioletaLa radiacin ultravioleta (UV) es una parte especfica delespectro de radiacin del sol, que llega a la superficieterrestre y al espacio exterior de la atmsfera. La radia-cin ultravioleta se extiende desde 400 nm hasta 180nm de longitud de onda. La figura 3.9 indica la distribu-cin general del espectro solar y su absorcin por losdistintos gases de la atmsfera.

El sol emite una gran cantidad de energa, de la cualslo 2% corresponde a la radiacin ultravioleta (UV). Estaradiacin UV es una forma de energa radiante invisible,usualmente clasificada en tres categoras de radiacin,de acuerdo con su longitud de onda:

UV-A

La radiacin UV-A, comprendida entre 320 y 380 nm, esla forma menos daina de rayos ultravioleta y es la quellega a la Tierra en mayores cantidades, causa envejeci-miento de la piel, arrugas y puede incluso daar pintu-ras y plsticos que se encuentren a la intemperie.

UV-B

La radiacin UV-B est comprendida entre 285 nm y 320nm de longitud de onda; tambin llega a la superficie dela Tierra y es potencialmente muy daina. Reduce el cre-cimiento de plantas, puede causar daos a las clulas ge-nerando problemas como cataratas en los ojos, cncer depiel, alteracin del sistema inmunolgico, quemadurasseveras del sol, daos a otras formas de vida, y tambin,a materiales y equipos en la intemperie.

UV-C

Los rayos UV-C son la forma ms daina de toda la gamade rayos ultravioleta por tener ms energa; sin embargo,esta radiacin, entre 180 y 285 nm, es absorbida por eloxgeno y el ozono en la estratosfera y nunca llega a lasuperficie terrestre.

El papel protector de la vida del planeta que ejerce elozono estratosfrico consiste en su habilidad para absor-ber la radiacin UV-B peligrosa para la salud humana y

para la vida en general. La cantidad de radiacin UV-B quellega a un lugar est inversamente relacionada con el ozo-no total: a menor cantidad de ozono, mayor radiacin UV-B ingresa a la superficie. Por ello, en aquellas regiones dondeel contenido de ozono es menor, se recibe las mayorescantidades de radiacin UV-B; como en la Antrtida, enaquellas reas influidas por el agujero de la capa de ozono.

La radiacin ultravioleta vara de acuerdo con la ubi-cacin geogrfica. Sobre la zona ecuatorial los rayos so-lares caen ms directamente que en las latitudes mediasy la radiacin solar resulta ser ms intensa en esa rea;por ello, tambin es mayor la radiacin UV en las latitu-des cercanas al ecuador, como es el caso de Colombia.

Figura 3.6. Variacin interanual del ozono, contenido en una columnade aire de 1 cm2 de seccin, que va desde la superficie de la Tierrahasta el tope de la atmsfera, medida en la estacin Halley Bay(Antrtida) donde se evala el agujero de la capa de ozono, en uni-dades Dobson o miliatmsferas. (Fuente: Universidad de Cambrigde)

400

350

300

250

200

150

100

50

1960 1965 1970 1975 1980 1985 19900

Ozo

no

tota

l (unid

ades

Dob

son)

Media mensual por ao (mes de octubre)

Figura 3.7. Desviacin del ozono estacional promedio sobre laAntrtida (agujero en la capa de ozono), para las estaciones deverano y de primavera. (Fuente: Organizacin Meteorolgica Mundial)

1955-60

-40

-20

0

20

1965 1975 1985 1995


La altitud determina la cantidad de radiacin UV quese recibe: debido a que en zonas de alta montaa el aire esms limpio y ms delgada la capa atmosfrica que debenrecorrer los rayos solares, llega ms UV; de manera que amayor altitud, mayor radiacin UV. Las nubes pueden te-ner un impacto importante en la cantidad de UV que reci-be la superficie terrestre: en general, las nubes densas blo-quean ms UV que una nube delgada; lo mismo lascondiciones de lluvia reducen la cantidad de UV. La conta-minacin trabaja en forma similar a las nubes, de tal for-ma que la contaminacin urbana reduce la cantidad deradiacin UV que llega a la superficie de la Tierra.

La radiacin UV reflejada puede producir los mismosefectos que la radiacin UV que llega a la superficie de laTierra. La nieve es la superficie que ms refleja hasta un85%, mientras que la arena seca y el concreto reflejanhasta 12% y el agua, apenas 5%.

Calidad del aireComo se anot en el captulo anterior, los cambios pun-tuales en la composicin de la atmsfera que sobrepasanvalores crticos alteran las condiciones ptimas, relativasal aire, en que se desarrollan los seres vivos; es decir, seafecta la calidad del aire. Uno de los problemas que llevaal deterioro de la calidad del aire es la contaminacinatmosfrica.

En la escala mundial, la combustin es la principalcausa de la contaminacin. La demanda de energa y lacombustin, as como el crecimiento de la poblacin yla actividad industrial, han intensificado fuertemente la

contaminacin del aire, en particular, en el nivel urbanoy de los corredores industriales. En algunas ciudades co-lombianas (Bogot), el transporte es la mayor fuente decontaminacin del aire.

La adicin de cualquier sustancia al aire puede alte-rar en cierto grado las propiedades fsicas y qumicas delaire natural, de manera que estas sustancias pueden con-siderarse como sus contaminantes. No obstante, se clasi-fican como contaminantes nicamente aquellas sustan-cias derivadas de la actividad econmica que, aadidasen suficiente cantidad y duracin, causan efectosmensurables sobre los seres humanos, los animales, lavegetacin o los materiales y que, en general, posean efec-tos perjudiciales para la salud y el bienestar humano ointerfieran en el goce de la vida o la propiedad.

La contaminacin del aire, a causa de la lluvia cida,acta tambin sobre el medio natural y el patrimoniocultural. Estos efectos pueden tener repercusiones eco-nmicas y sociales, agregando costos a la atencin mdi-ca y a la restauracin de las construcciones, disminuyen-do la produccin agrcola, afectando los bosques, la vidasilvestre y, en general, deprimiendo la calidad de vida.

Entre los contaminantes ms comunes, reconocidosdesde el inicio de la era industrial, presentes en mayorescantidades y que afectan la salud humana y el ambientenatural, se incluyen el dixido de azufre (SO

2), los xi-

dos de nitrgeno (NOx), el monxido de carbono (CO),

el ozono (O3) y, en la baja atmsfera, el plomo y el mate-

rial particulado holln, cenizas, polvo. Todos stos, conexcepcin del ozono, son emitidos directamente a partirde las actividades industriales y, en cierta extensin, de

Figura 3.8. Distribucin del ozono total en el hemisferio sur en: a) octubre de 1997, b) septiembre de 1998 y c) octubre de 1999. Se veclaramente el rea del agujero de ozono que cubre una zona considerable sobre la Antrtida. (Fuente: NOAA-Organizacin MeteorolgicaMundial)

TOVS Total Ozone Analysis (matm-cm)Climate Prediction Center/NCEP/NVS/NOAA

10/28/95

TOVS Total Ozone Analysis (matm-cm)Climate Prediction Center/NCEP/NVS/NOAA

10/11/96

TOVS Total Ozone Analysis (Dobson Units)Climate Prediction Center/NCEP/NVS/NOAA

10/20/97

120 180 240 300 360 420

150 210 270 330 390 450

120 180 240 300 360 420

150 210 270 330 390 450

120 180 240 300 360 420

150 210 270 330 390 450


fuentes naturales. La principal fuente de estos contami-nantes son los procesos de combustin: el ozono, princi-pal componente del smog, se forma en la baja atmsfera,mientras que las emisiones de NO

x y los compuestos

orgnicos voltiles (VOC) hidrocarburos, aldehdos sepresentan por induccin de la luz solar. Este ozono nodebe confundirse con el ozono de la estratosfera, en dondese encuentra naturalmente y protege la vida de las radia-ciones ultravioletas excesivas.

Algunos gases de la atmsfera, como CO2, metano,

xido nitroso y ozono troposfrico, tienen la propiedadde retener parte del calor que la Tierra debera emitir alespacio (captulo 2). Gracias a este efecto conocido comoefecto invernadero natural, el planeta tiene una tempe-ratura promedio ms alta que la que tendra si no existie-ran estos gases en la atmsfera; as mismo, gracias a esteefecto, la amplitud de las variaciones de la temperatura estal que permite el desarrollo de la vida en el planeta.

El contenido de gases de efecto invernadero en la at-msfera ha variado por procesos naturales a travs de lahistoria del planeta. Pero la actividad humana, como laindustria, la produccin de energa, la actividad forestal yla agricultura, entre otras, intensificadas en los dos ltimossiglos, est propiciando el incremento de estos gases en laatmsfera y llevando, en consecuencia, a reforzar el efectoinvernadero y al calentamiento global que, finalmente,producira cambios en el clima a escala mundial, regionaly local. De ah que hoy en da se preste atencin a la varia-cin del contenido de estos gases en la atmsfera. Unaidea del aporte de Colombia a este incremento se puedeobservar en el captulo 12, dedicado a las emisiones.

Circulacin atmosfrica

Al analizar los procesos atmosfricos en la escala nacio-nal es conveniente tener en cuenta que stos se desarro-llan dentro del comportamiento de la atmsfera globaly, por lo tanto, es necesario comprenderlo para explicarmejor los fenmenos atmosfricos del pas.

Circulacin en los trpicos

Cerca de la superficie del globo, en la zona tropical, seencuentran vientos del noreste y del sureste, denomina-dos alisios. Esta convergencia cerca del ecuador forma laZona de Confluencia Intertropical (figura 3.10).

En esta zona, por efecto de esta misma convergenciay por el calentamiento diurno, las masas de aire ascien-den hasta altitudes altas y, en ocasiones, pueden llegar aalcanzar el tope superior de la troposfera. Durante esteascenso se origina la condensacin por enfriamiento y,por consiguiente, la formacin de nubes de gran desa-rrollo vertical, que producen abundantes lluvias y even-tualmente tormentas elctricas y granizo.

En la alta troposfera ese aire se aleja del ecuador bajola forma de una corriente de retorno. En el hemisferioNorte, la direccin de esa corriente se orienta progresi-vamente hacia el suroeste; en el hemisferio Sur se orientaal noroeste. Estos vientos de retorno se denominanContralisios.

Una parte de este aire de retorno sufre en los cinturo-nes de altas presiones subtropicales, hacia los 30 de lati-

Figura 3.9. Distribucin general del espectro solar y la absorcin por los distintos gases de la atmsfera.

Irradiancia solar fuera de la atmsfera (rea= 1.353 W/m2)Irradiancia solar a nivel del mar (rea= 1.111 W/m2)Curva normalizada de cuerpo negro (T= 5.762 oK, rea 1.353 W/m2)

00

0.400

0.800

1.200

1.500

2.000

2.400

0.4 0.6 1.2 1.6 2.0 2.4Longitud de onda [m]

Long

itud

de o

nda

[m]

O3

O3

H2O

H2O

H2OH2O

H2O

CO2CO2

O2 - H2O


tud, un movimiento descendente. Este movimiento pro-voca un calentamiento del aire por compresin y reduceel desarrollo de las nubes. En las proximidades de la su-perficie, los vientos en estas regiones son generalmentevariables y dbiles antes de constituirse en vientos alisiospara alcanzar el ecuador. De esta manera se forma encada hemisferio el circuito meridional de una ampliaclula convectiva, conocida como celda de Hadley.

Otra parte de la corriente de retorno que viene delecuador no sufre ese movimiento de descenso en las lati-tudes de 30 y contina su desplazamiento hacia latitu-des ms altas, como una corriente del oeste en las latitu-des medias.

Simultneamente con la celda de Hadley, o circula-cin meridional (a travs de los meridianos), en el trpi-co se desarrolla una circulacin zonal a travs de los pa-ralelos, en la que se destacan tres zonas de conveccin ylluvia localizadas as: la primera, sobre la regin del Con-go, en frica; la segunda, sobre la Amazonia, y la terce-ra, sobre el Sudeste Asitico, donde tambin se encuen-tran las aguas ocenicas ms clidas.

La figura 3.11 ilustra tambin la circulacin normalen el plano este-oeste (zonal), conocida como circula-cin de Walker. El aire seco desciende lentamente desdela alta troposfera sobre las aguas frescas del Pacfico orien-tal, fluye luego hacia el oeste, a lo largo del ecuador, comoparte del sistema de vientos alisios del sudeste, llevadopor la accin de la alta presin en el este y la baja en eloeste. Segn se va desplazando sobre aguas ms clidas,el aire se va calentando y humedeciendo hasta llegar a laregin Australia-Indonesia, donde su humedad es con-densada al ascender en la zona de baja presin, forman-do nubes de gran desarrollo vertical que producen abun-dantes lluvias en esa regin. El retorno del aire se producepor el flujo hacia el este en la alta troposfera que cierra elcrculo de la circulacin.

Oscilacin cuasibienal del viento

La oscilacin cuasibienal es una oscilacin de largo pla-zo en el viento de la estratosfera baja ecuatorial, con unperiodo irregular que vara entre dos y tres aos y queconsiste en la alternancia de vientos del este, dominan-tes durante la mitad del periodo (un poco ms de unao), con vientos del oeste, la otra mitad del periodo.Esta oscilacin est relacionada con variaciones simila-res en las circulaciones troposfricas y favorece el desa-rrollo de eventos clidos en el ocano Pacfico tropical,como el Fenmeno Clido del Pacfico ms conocidocomo El Nio, cuando se ha establecido la fase oeste dela oscilacin cuasibienal.

Anlisis estadsticos sugieren que los ciclos aparentesde esta oscilacin de alrededor 25-30 meses no son deorigen desconocido, sino que estn estrechamente rela-cionados con el ciclo anual que resulta de los procesos deinteraccin que involucran el sistema atmsfera-ocano-tierra.

Oscilacin del Sur

Si bien el trmino Fenmeno Clido del Pacfico se haasociado a los calentamientos irregulares del agua en lascostas de Ecuador y Per, la comunidad cientfica usaeste trmino para fenmenos de mayor escala, como lasvariaciones climticas a escala global analizadas dentrodel contexto de la Oscilacin del Sur.

Segn las palabras de su descubridor, G. Walker, cuan-do la presin es alta en el ocano Pacfico, tiende a ser bajaen el ocano ndico y viceversa; esta ltima condicinest asociada con temperaturas bajas en la superficie delmar en el Pacfico occidental y con lluvias intensas en eloriental. La parametrizacin de este evento, descrito comoun balancn de presin, se ha hecho por medio del ndicede la Oscilacin del Sur (IOS), que se define como la dife-rencia de las anomalas mensuales de presin estandarizadaspor sus correspondientes desviaciones tpicas entre Tahit(Polinesia Francesa) y Darwin (Australia).

En 1967, Bjerknes demostr una ntima conexinentre estos dos eventos. Cre la hiptesis de quegradientes normales de la temperatura superficial del mar,entre el relativamente fro Pacfico ecuatorial oriental yel enorme recipiente de aguas clidas en el Pacfico occi-dental, daban lugar a una gran clula de circulacin este-oeste en el plano del ecuador.

Figura 3.10. Circulacin general de la atmsfera: en los trpicospredominan los alisios. (Fuente: Universidad de Oklahoma)

Fuen

te: U

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Alta polar

Estes polares

Oestes

Alisios del NE

ZCIT

Alisios del SE

Celda de Hadley

Celda de Hadley


Esta circulacin, conocida con el nombre de Walker,puede intensificarse, debilitarse o cambiar su orientacin.Cuando la circulacin se intensifica, los vientos alisios,el afloramiento Ecuatorial y las corrientes Ecuatorial Nor-te y Sur son fuertes; como resultado se tiene acumula-cin de aguas clidas, hundimiento de la termoclina yaumento del nivel del mar en el Pacfico occidental. Latemperatura en el Pacfico oriental, particularmente enla costa de Per, es baja. Esta situacin puede permane-cer con pequeas fluctuaciones por uno o varios aos, yen sus casos extremos suele conocerse con el nombre deFenmeno Fro del Pacfico, La Nia (figura 3.12.a).

Por el contrario, el Fenmeno Clido del Pacfico ocu-rre cuando se da un debilitamiento en la circulacin deWalker; los vientos alisios, el afloramiento Ecuatorial y lascorrientes Ecuatorial Norte y Sur se debilitan y el Pacficooriental se calienta. La presin atmosfrica desciende en elPacfico central, formndose un rea de presin relativa-mente baja. El aire fluye hacia el este, desde Australia-Indonesia, ascendiendo en el Pacfico central y justifican-do los mximos de lluvia all observados (figura 3.12.b).

El desplazamiento de las celdas mantiene una estre-cha relacin con el movimiento de los ncleos de calorsobre el mar y, en consecuencia, con la temperatura su-perficial del mar. Durante el desarrollo de un episodiointenso, se ha observado el corrimiento de las ramasconvectivas, que normalmente se sitan en el SudesteAsitico, hacia el Pacfico central, y la localizacin de unsegundo ciclo de ascenso de aire sobre las costas sudame-ricanas del Pacfico; todo ello en armona con la posi-cin de los centros de mayores lluvias. Igualmente seobserva un sector de subsidencia mxima sobre la parte

oriental del frica, extendida hacia el ocano ndico ycoincidente con reas de sequa o grandes disminucio-nes de lluvia. La circulacin en gran altura es predomi-nante en el este, cerrndose la clula con el descenso delaire en el Pacfico occidental, lo cual trae como conse-cuencia sequas para la regin.

Cuando los vientos superficiales del este sonremplazados por vientos del oeste, el afloramiento ecua-torial desaparece, las corrientes Ecuatoriales Norte y Surse debilitan, la contracorriente Ecuatorial se intensificay la corriente Ecuatorial subsuperficial que fluye de oestea este por debajo de la corriente Ecuatorial desaparece.Como resultado, se tiene acumulacin de aguas clidas,hundimiento de la termoclina y aumento del nivel delmar en la costa oriental del Pacfico; la temperatura su-perficial del mar en la costa norte de Per sobrepasa envarios grados centgrados a los valores normales.

Para el seguimiento de este fenmeno se utiliza elndice de Oscilacin del Sur (IOS). Los valores negativosde este ndice corresponden a disminuciones de la pre-sin atmosfrica en el Pacfico tropical oriental y a suincremento en el sector central y occidental. La fase po-sitiva del ndice generalmente est relacionada con unasituacin inversa: disminucin de la presin en la parteoccidental y central e incremento en la oriental. Todoesto est relacionado con cambios en la circulacintroposfrica que inciden en la produccin de precipita-cin; comnmente la fase negativa trae como consecuen-cia incrementos de las lluvias en el sector oriental delPacfico tropical y reduccin en el sector central y occi-dental, mientras que la fase positiva lleva a una situacininversa.

Figura 3. 11. Representacin esquemtica de la circulacin de Walker en la zona ecuatorial a escala planetaria y posicin de los sistemas delluvia. (Fuente: Bureau of Meteorology-Australia)

Circulacin de Walker

AlisiosTahit

A

Ocano Pacfico

Mar clido

A

Mar fro Posicin tpica de los sistemasde alta presin en verano

Vientos en superficie

Darwin

A

Circulacin del aireen un plano verticalsobre el ecuador.


La atmsfera sobreel territorio colombiano

Por su ubicacin en la zona tropical, la atmsfera sobreel territorio colombiano tiene algunas particularidadesque la distinguen, tanto en su composicin como en suestructura, de las de otras latitudes. Con la informacindisponible en el Ideam es posible detectar algunas deestas particularidades.

En la estructura de la atmsfera sobre el territorio co-lombiano, por ejemplo, se encuentra que, por estar en lazona tropical, la troposfera es ms alta que en cualquier otra

latitud y, aunque su altitud es variable, se puede decir quealcanza en promedio 16 km. As mismo, en los cortes ver-ticales de la troposfera, en lugares como Riohacha y la islade San Andrs, es posible encontrar otra particularidad dela atmsfera tropical: la inversin trmica de los alisios.

En la composicin de la atmsfera sobre el territoriocolombiano tambin es posible encontrar diferencias enlas concentraciones de vapor de agua (humedad del aire)y de otros gases, particularmente del ozono. Las caracte-rsticas de la distribucin del ozono estratosfrico sobreel territorio colombiano hacen que se presenten nivelesde radiacin ultravioleta relativamente altos en compa-racin con los de otras latitudes.

Figura 3.12. Representacin esquemtica de la circulacin en el sentido este-oeste en la zona ecuatorial a escala planetaria y posicin de lasprincipales zonas lluviosas, durante: a) un evento La Nia y b) un evento El Nio.

Condiciones de La Nia

Ecuador

Occidente

Ecuador

OrienteTermoclina

Condiciones del Nio

Ecuador

Occidente

Ecuador

OrienteTermoclina

a

b


Como es sabido, la actividad humana est producien-do cambios en la composicin de la atmsfera. Al igualque en otras partes del globo, la actividad humana en elterritorio colombiano est inyectando a la atmsfera ga-ses que irn a reforzar el efecto invernadero; por eso, laactividad socioeconmica tiene un aporte en el incre-mento de gases de efecto invernadero. De otro lado, lasemisiones, tanto de los gases de efecto invernadero comode otros gases contaminantes producidos por la activi-dad nacional, est cambiando la calidad del aire.

Variacin de la temperaturacon la alturaSalvo Leticia, que presenta una capa aproximadamenteisoterma entre los 3 y los 6 km, el gradiente vertical detemperatura en Bogot, San Andrs y Riohacha es casiconstante, alcanzando la temperatura mnima entre -77C y -80 C, a una altura cercana a los 16 km altura dela tropopausa en la franja tropical. En los niveles supe-riores a sta, la recuperacin de la temperatura es ligera-mente ms rpida (en San Andrs y Leticia, ms que enBogot y Riohacha).

La atmsfera en 1997-1999

Comportamiento de la capa de ozono

Las concentraciones de ozono en Colombia varan entre255 y 270 UD, con los valores ms bajos localizados so-bre las zonas de cordillera; la diferencia de la concentra-cin del ozono entre las zonas bajas y de montaa alcan-za hasta 10 UD. En la figura 3.13 se presentan lasdistribuciones anuales de las concentraciones de ozonoen la columna total de la atmsfera, correspondientes a1997-1999, obtenidas a partir de las mediciones satelitalesdel Earth Probe Total Ozone Mapping Spectrometer (EP/TOMS NASA).

Las concentraciones ms altas de ozono en Colom-bia (265 a 270 UD) se ubican sobre las zonas con pocaelevacin y tienden a presentar los picos en la Orinoquia,la Amazonia y en la regin Caribe, mientras que en elPacfico registran en promedio 4 UD menos.

1998 se caracteriz por presentar las concentracionesms bajas de este periodo: en la regin Andina se presen-taron valores entre 255 y 258 UD y en el rea martimadel Caribe, entre 264 y 267 UD; de manera contraria,1999 se seal como el ao con los valores de ozonoms altos, con valores de 264 a 267 UD para las zonas demontaa y de 270 a 273 UD para las regiones de poca

elevacin. En armona con el comportamiento espacial dela capa de ozono en Colombia, Bogot registr los valoresms bajos en 1998 y los ms altos en 1999 (tabla 3.1).

El ciclo anual del ozono en Bogot (figura 3.14) pre-sent una distribucin monomodal, con un promediopara el periodo 1997-1999 de 262 UD; as mismo, lasconcentraciones mximas (286 UD, aproximadamente)ocurrieron entre agosto y octubre, seguidas de una cadarpida de los valores de ozono, registrndose los ms bajos(alrededor de 231 UD) entre diciembre y enero. Es deanotar que en 1998 el comportamiento mensual del ozo-no present una distribucin diferente a los otros aos:los valores ms altos, mayores a 270 UD, comenzaron aregistrarse a partir de julio, en tanto que para 1997 y1999, estas magnitudes aparecieron en junio; los valoresmnimos igualmente estuvieron afectados durante esteao, anticipndose su cada con valores mnimos en no-viembre de 1998 y enero de 1999.

Radiacin ultravioleta

El Ideam realiza desde 1997 mediciones continuas de laradiacin ultravioleta en las bandas UV-A y UV-B en cincociudades del pas: Leticia (Amazonas), Pasto (Nario),Bogot, Riohacha (Guajira) y San Andrs, islas. En lasfiguras 3.15 y 3.16 se presentan las series de los valoresmximos registrados desde el inicio de las medicioneshasta marzo de 2000, en longitudes de onda de 340 nm,en la regin UV-A, y de 305 nm, en la regin UV-B. En lasgrficas se observa que las ciudades de Pasto y Leticia, alsur del pas, registran los valores ms altos, mientras quelos menores se observan en Riohacha y San Andrs, co-rrespondientes a la parte norte del pas: esto se debe aque en la zona sur del pas hay menos concentracin deozono estratosfrico que en la parte norte. Tambin seobserva que los mayores valores se presentan entre fina-les de 1997 y mediados de 1998, periodo que coincidecon poca del fenmeno de El Nio.

Tabla 3.1. Concentraciones mnimas, medias y mximas anualesde ozono en la columna total de la atmsfera (UD), entre 1997 y1999, para Bogot (latitud 4.51, longitud: -74,08 y altitud: 2.632 m),obtenidas a partir de las mediciones satelitales del Earth ProbeTotal Ozone Mapping Spectrometer. Fuente: EP/TOMS NASA.

oA]DU[onozoedlaunanicartnecnoC

oideM aminM amixM7991 5,262 3,432 1,582

8991 1,752 5,322 2,482

9991 8,662 2,732 1,092


Calidad del aire y la precipitacin

La lluvia cida es un fenmeno qumico y atmosfricocomplejo que ocurre cuando las emisiones de dixido deazufre (SO

2) y xidos de nitrgeno (NO

x) reaccionan

con el agua, el oxgeno y algunos compuestos oxidantesen la atmsfera, para formar varios compuestosacidificados. La luz solar aumenta la velocidad de la ma-yora de estas reacciones. Esta mezcla forma una solu-cin dbil de cidos sulfuroso, sulfrico, ntrico y carb-nico, que puede ser arrastrada a grandes distancias de sulugar de origen antes de depositarse en la tierra en formahmeda (a manera de lluvia, neblina o inclusive nieve) oprecipitarse en forma slida (partculas secas). Los vien-tos predominantes arrastran estas partculas cidas, queen algunos casos pueden deteriorar los elementos dondese acumulan, como edificaciones, automviles, casas yrboles.

Las principales causas de la lluvia cida son las emisio-nes de gases y partculas de la atmsfera por el uso de com-bustibles fsiles en la industria y el transporte; aunque tam-bin puede ser causada, en menor medida, por fenmenosnaturales como incendios, polvo proveniente de sueloserosionados por el viento y erupciones volcnicas.

En los ltimos aos se ha notado un acelerado creci-miento demogrfico en Colombia, un aumento en eluso de vehculos, la industrializacin y muchas deficien-cias tanto en la planeacin como en la elaboracin denormas ambientales, trayendo como resultado proble-mas de salud pblica y fuertes alteraciones al medio am-biente. Los resultados de la composicin qumica de lalluvia muestran que existe una alteracin del componenteatmosfrico en zonas urbanas muy localizadas, en dondese realizan emisiones fuertes de NO

x y SO

2 y es impor-

tante que se lleven a cabo estrategias para desarrollar, enel corto plazo, planes para el manejo de la calidad delaire, con medidas efectivas para su control.

La actividad industrial en Colombia se concentra enlos centros urbanos con mayor nmero de habitantesdel pas, principalmente en las ciudades de Bogot, Caliy Medelln, lugares en los que tambin circula la mayorparte del parque automotor; esto trae como consecuen-cia que las zonas urbanas ms densamente pobladas seanlos lugares donde se genera la mayor cantidad de emisio-nes con efecto local potencial.

Desde 1996, el Ideam realiza el monitoreo de la cali-dad fisicoqumica de la lluvia en diferentes puntos delterritorio nacional, mediante el anlisis del pH, laconductividad elctrica y las concentraciones de nitratosy sulfatos, como variables indicadoras del estado de alte-racin de la atmsfera por el ingreso de gases de carcter

cido, sustancias inicas y xidos de nitrgeno y de azu-fre, respectivamente.

En la tabla 3.2 se presentan los promedios de las va-riables analizadas durante el periodo julio de 1998 a enerode 2000, en cada uno de los puntos de monitoreo.

El anlisis del comportamiento de esta variables mues-tra que en los meses de mayor precipitacin se presentaun mayor lavado de la atmsfera, reducindose el volu-men de partculas y de algunos gases en el aire, lo que seevidencia con la disminucin de los valores de pH,conductividad, nitratos y sulfatos.

Los resultados de los anlisis de la lluvia y su composi-cin qumica muestran que la calidad del aire se encuen-tra alterada en los principales centros urbanos del pas(Bogot, Cali y Medelln), donde las lluvias presentan pro-medios con tendencia a la acidez (< 5.6 unidades de pH).El caso de acidez en la lluvia en Bogot es el ms crtico yaque se ha notado un aumento gradual desde julio de 1998hasta enero del 2000, con los valores ms cidos en losltimos cuatro meses, alcanzando valores puntuales dehasta 3.1 unidades de pH. Estos resultados muestran quela calidad del aire en Bogot, as como en los principalescentros urbanos del pas, se est alterando notoriamente.

En cuanto a la concentracin de nitratos en la lluvia,los niveles ms altos se presentaron en Bogot, Cali,Medelln y, en ciertas ocasiones, en Barranquilla y Sole-dad. De acuerdo con los anlisis, se puede inferir que elpH de la lluvia est relacionada con la concentracin denitratos y, por ende, con las emisiones de xidos de ni-trgeno, ya que los municipios que presentaron mayoracidez en la lluvia (Bogot, Cali y Medelln), presenta-ron los niveles ms altos de nitratos.

Tabla 3.2. Promedios de las variables analizadas en la lluvia (julio1998-enero 2000).

oipicinuM Hp )sedadinu(dadivitcudnoC

acirtcle)mc/S(

sotartiNON-Ngm( 3 )L/

alliuqnarraB 2,6 13 23,0

togoB 4,4 72 94,0agnamaracuB 9,5 91 71,0

ilaC 6,4 03 57,0atucC 7,5 11

nriG 0,6 11 91,0ugabI 2,6 92 61,0aiciteL 3,6 31

nlledeM 2,5 91 63,0

avieN 3,7 31 61,0

oerraCotreuP 8,6 02 21,0


Figura 3.18. Concentraciones de ozono en la columna total de la atmsfera (UD), correspondiente a 1997-1999, obtenidas a partir de lasmediciones satelitales del Earth Probe Total Ozone Mapping Spectrometer. (Fuente: EP/TOMS NASA )

Circulacin atmosfrica

Durante la mayor parte de 1997, el IOS present valoresnegativos, lo que est relacionado con el evento clidodel Pacfico de 1997-1998.

El seguimiento permanente efectuado sobre los proce-sos relacionados con la variabilidad climtica interanual,en particular, los que tienen que ver con los fenmenosdel ciclo El Nio-La Nia-Oscilacin del Sur, muestraque las condiciones clidas de la superficie del mar en lossectores central y oriental del Pacfico tropical continua-ron intensificndose hasta finales de 1997 y comienzosdel ao siguiente.

Para diciembre de 1997, las aguas de la superficie delmar cercanas a las costas de Amrica del Sur registraronun calentamiento extremo, presentando anomalas en latemperatura de la superficie del mar (TSM) en torno a los5 oC. En el nivel subsuperficial, la TSM registr en el sec-tor oriental del Pacfico tropical, entre los 50 y 100 m deprofundidad, un calentamiento del orden de 9 oC porencima de lo normal. Durante casi todo el periodo deduracin del evento, los vientos en niveles bajos en unaextensa rea del Pacfico ecuatorial soplaron anmala-mente del oeste; igualmente la TSM estuvo caracterizadapor una conveccin ms intensa que la de los meses pre-cedentes. La temporada de ciclones tropicales, iniciadaen junio en el mar Caribe, en el Golfo de Mxico y en elocano Atlntico tropical, no mostr mayor actividaden los ltimos meses de 1997.

A partir de enero de 1998, las anomalas de carcterocenico comenzaron a disminuir, en tanto que el ndicede la Oscilacin del Sur alcanz su valor ms bajo (-3.3).En los meses siguientes el Fenmeno Clido continuperdiendo intensidad. A mediados de ao se comenzarona presentar las primeras anomalas negativas de la TSM y el

1997 1998 1999

273 UD

270 UD

267 UD

264 UD

261 UD

258 UD

256 UD

252 UD

Figura 3.14. Ciclo anual de las concentraciones de ozono en lacolumna total de la atmsfera (UD), correspondiente a 1997-1999,para Bogot (latitud: 4,51, longitud: -74,08 y altitud: 2.632 m),obtenidas a partir de las mediciones satelitales del Earth ProbeTotal Ozone Mapping Spectrometer. (Fuente: EP/TOMS NASA)


Promedio mensual de radiacin UV-B

Tiempo (meses)

Expo

sici

n r

adi

ante

(kJ/m

2 )

140

120

100

80

60

40

Leticia Pasto Bogot Riohacha San Andrs

Enero 98 Julio 98 Enero 99 Julio 99 Enero 00 Julio 00 Enero 01

nivel del mar en el Pacfico central, inicindose de estamanera la fase fra asociada al Fenmeno La Nia.

Con la aparicin en marzo de 1999 de anomalas po-sitivas cercanas a 1 C en el Pacfico oriental, se inici laculminacin del primer pulso de la fase fra La Nia,extendido desde junio de 1998 hasta mayo de 1999. Unsegundo pulso comenz en agosto de 1999 y lleg hastamayo de 2000, con una caracterstica similar al anterioren cuanto a la presencia durante el trimestre marzo-mayode aguas fras en el Pacfico central y a las anomalas po-sitivas mayores de 1 C en el Pacfico oriental, ocasiona-das posiblemente por una reduccin de la intensidad delos vientos alisios en ese sector.

A nivel subsuperficial, los ncleos fros, de hasta 6,0C por debajo de lo normal que aparecieron a comien-zos de 1999 en el Pacfico oriental, se fueron disipandopaulatinamente durante el primer trimestre de 2000, de

tal forma que para mediados de ao el campo trmicosubsuperficial del ocano presentaba temperaturas delagua muy cercanas a sus valores histricos.

Los procesos convectivos en el Pacfico central, vistosa travs de los valores de la radiacin de onda larga sa-liente, estuvieron prcticamente suprimidos durante eltiempo de ocurrencia de los dos pulsos citados arriba. Elcampo de viento en superficie fue intenso en particularen las regiones central y centroccidental del Pacfico tro-pical, con la ocurrencia de anomalas positivas durantela mayor parte del periodo considerado.

Durante la mayor parte del periodo analizado, la pre-sin atmosfrica en el nivel del mar en el Pacfico tropi-cal central se caracteriz por anomalas positivas, entre 1y 2 hPa. El ndice de la Oscilacin del Sur se caracterizpor valores positivos, tpicos de las fases fras, registran-do su valor mximo (2.0) en enero de 1999.

Figura 3.21. Radiacin ultravioleta UV-B en cinco ciudades del pas.

Figura 3.20. Radiacin ultravioleta UV-A en cinco ciudades del pas.

Promedio mensual de radiacin UV-BEx

posic

in r

adia

nte

(kJ/m

2 )140

120

100

80

60

40Enero 98 Julio 98 Enero 99 Julio 99 Enero 00 Julio 00 Enero 01

Tiempo (meses)Leticia Pasto Bogot Riohacha San Andrs


Condiciones del tiempoEl tiempo es la manifestacin de la dinmica de la at-msfera en un lugar y momento determinados.

La dinmica de la atmsfera al distribuir la masa (va-por de agua y otros gases) y la energa (calor y movimien-to) genera variaciones espaciotemporales de elementoscomo la temperatura, la presin y la humedad, lo cual pro-duce en un lugar y tiempo determinados condiciones cli-das o fras, hmedas o secas, de cielo nublado o de cielodespejado, situaciones de lluvia, etc. Estos fenmenos, queson la manifestacin de la dinmica de la atmsfera y entrminos generales se conocen como estado del tiempo,influyen en el desarrollo de todos los procesos que sucedenen el planeta, particularmente en la actividad humana.

Estado del tiemposobre el territorio colombiano

Las variaciones en el estado del tiempo influyen en todotipo de actividad humana y, por ende, en la vida del pas.Dada la importancia de este elemento, el Ideam dedicagran parte de su actividad a conocer mejor los procesosque determinan el estado del tiempo, a diagnosticarlo ypreverlo con el propsito de servir a la comunidad.

El Ideam dispone de informacin para identificar losprocesos que determinan el tiempo en Colombia. Entreellos cabe destacar por su incidencia, los conocidos como:perturbaciones de la Zona de Confluencia Intertropical,ondas del este del Caribe, huracanes, sistemas sinpti-cos de la Amazonia, sistemas sinpticos del Pacfico, in-fluencia de vaguadas de latitudes medias del hemisferioNorte.

Perturbaciones de la Zonade Confluencia IntertropicalLa zona de confluencia intertropical (ZCIT) presenta pe-ridicamente actividad asociada con fuertes precipita-ciones, debido a procesos ondulatorios en ella. Un ejem-plo de estos procesos son las agrupaciones organizadasde nubes de 2.000 km de extensin, aproximadamente.Estos sistemas de nubes se propagan hacia el oeste en laZCIT.

En las imgenes de satlite puede observarse fcil-mente este tipo de formaciones en la ZCIT, cuyo ciclo devida vara entre tres y seis das. La separacin longitudinalde las bandas nubosas es de 3.000 a 4.000 km, corres-pondiente a un rango de periodo para este tipo de per-turbacin de cuatro a cinco das.

Ondas del este del Caribe

Son esencialmente disturbios de tipo ondulatorio en larama noreste de los vientos alisios del este tropical sobreel mar Caribe. La importancia de las ondas del este, fre-cuentes en la temporada lluviosa del norte del pas, radi-ca en que con el paso de una de estas ondas se producenalteraciones en el estado del tiempo en un radio de 1.000km. El tiempo se va deteriorando paulatinamente, au-mentando la nubosidad y las precipitaciones acompaa-das de tormentas elctricas; adems, cuando se intensifi-can, stas pueden dar origen a los huracanes. Se desplazan500 a 700 km por da.

La mayora de estas ondas del este estn precedidasde un tiempo caracterizado por pocas nubes y ausenciade lluvias y nieblas. La nubosidad se incrementa a medi-da que se aproxima el eje de la onda y luego comienza aobservarse ncleos nubosos y a presentarse algunos chu-bascos. El viento cambia de direccin del noreste al este.La temperatura no sufre mayores cambios o pasa a serligeramente ms alta. A la derecha del eje, el viento giradel este al sureste acompaado de abundantes precipita-ciones y de fuerte actividad de tormentas. Una vez quela onda, en su avance hacia el oeste, ha cruzado sobredeterminado lugar y se aleja de l, las condiciones deltiempo se normalizan y se imponen nuevamente los vien-tos alisios.

Si se presentan tormentas al oeste de la vaguada, esdecir, antes del cruce de su eje, indica que la onda se hainestabilizado, pudiendo entonces intensificarse y darorigen a un huracn.

Las ondas dbiles son a menudo difciles de localizarcon exactitud, pues van acompaadas de pocos cambiosdel tiempo y solamente producen un incremento en lanubosidad sobre tierra, en horas diurnas, y sobre el mar,en horas nocturnas.

Huracanes

El huracn es un cicln tropical violento que se originasobre el ocano Atlntico tropical y el mar Caribe entrelos 5 y 20 de latitud norte, donde las aguas martimasson muy clidas, durante los meses de junio a noviem-bre en especial entre agosto y octubre, y con un pro-medio anual de ocurrencia de cinco eventos por ao.Los huracanes son identificados con nombres de perso-nas de acuerdo a una lista previa en sucesin alfabtica,alternando los nombres masculinos y femeninos.

El huracn se caracteriza por vientos fuertes, con in-tensidades que superan los 119 kph, y bandas de nubes enforma espiral que producen abundante lluvia y se extien-


den a distancias entre 300 y 500 km de su centro. Se des-plazan como remolinos, generalmente de este a oeste, conuna ligera tendencia hacia el norte. Su centro denomi-nado ojo del huracn es una rea casi libre de nubosidadcon vientos dbiles en un radio de accin de 10 a 30 km.Bordeando el ojo del huracn se encuentra la pared delojo, constituida por un anillo de nubes cmulo-nimbusque producen lluvias intensas y vientos muy fuertes.

Los ciclones tropicales se forman por la intensifica-cin de perturbaciones tropicales, como las producidasen las ondas del este, que originan vientos cada vez msfuertes. Cuando los vientos alcanzan 37 kph, el ciclndesarrollado se clasifica como depresin tropical; si pasade 65 kph, el sistema es denominado tormenta tropical,y al exceder los 119 kph, la tormenta se designa oficial-mente como huracn. Cuando el huracn decae, la tor-menta se degrada invirtiendo la misma clasificacin.

La parte ms peligrosa y destructiva del huracn estcerca del ojo, en general, en el lado norte. Los mayoresdaos y la prdida de vida que generan resultan de lasinundaciones en reas costeras a causa de marejadas ybrisas. fuertes. El ciclo de vida medio es de nueve das,aunque parece que en agosto tienen una mayor dura-cin, con periodos de 12 das en promedio.

La costa caribea colombiana y el archipilago de SanAndrs y Providencia se ven afectados por huracanes, aun-que con baja frecuencia comparada con otras reas delCaribe. Los mayores daos son causados por los vientosfuertes, lluvias intensas y marejadas en las zonas costeras;hacia el interior del pas los efectos nocivos estn asocia-dos con inundaciones, deslizamientos de tierra y, en me-nor intensidad, con los vientos fuertes. Durante los lti-mos 10 aos, el pas ha sido amenazado por tres huracanes:Joan, en octubre de 1988, que atraves la pennsula de LaGuajira y cruz al sur de San Andrs, originando la prdi-da de algunas vidas humanas e incalculables daos en losbienes materiales; en octubre de 1995, el huracn Roxanneque se desarroll al norte de San Andrs, dando lugar a lageneracin de lluvias intensas en el archipilago, y el hu-racn Cesar que, en julio de 1996, produjo cambios signi-ficativos en el estado del tiempo en el sector norte de Co-lombia, a su paso por el norte de la pennsula de La Guajiracon rumbo hacia la isla de San Andrs, a la que se aproxi-m bastante por el lado sur.

Estimacin del peligro de los huracanes

Todos los huracanes son peligrosos, pero algunos msque otros. Los vientos, la marea de tormenta, la precipi-tacin y otros factores determinan su potenciadestructiva. La escala de huracanes Saffir/Simpson (ta-

bla 3.3) define cinco categoras de riesgo de amenazacuando se aproxima un huracn, para as prever el desas-tre potencial de un huracn. A continuacin se presen-tan los efectos de las diferentes categoras:

Categora 1Las carreteras en terrenos de baja elevacin cerca de lascostas son inundadas. Se pueden presentar daos a mue-lles y botes pequeos sin anclaje. Se producen daos,principalmente en rboles, arbustos y plantaciones agr-colas. Aunque no se observan daos significativos a es-tructuras fuertes, pueden ocurrir daos a rtulos y es-tructuras de madera dbiles que no estn bien aseguradasal terreno.

Categora 2

Las carreteras cerca de la costa quedan intransitables de-bido a las marejadas que se presentan 2 a 4 h antes de lallegada del huracn. Se requiere el desalojo de algunosresidentes costeros y de terrenos bajos. Hay daos consi-derables en plantas y rboles. Se pueden presentar daosmayores en estructuras mal construidas, como tambinen techos, puertas y ventanas de algunos edificios. Sepresentan daos considerables en muelles y embarcade-ros. Las embarcaciones pueden desprenderse de sus ama-rras en los muelles.

Categora 3La costa y terrenos llanos con elevacin menor a 1,5 mpueden verse inundados hasta 10 km tierra adentro.Muchas estructuras pequeas cerca de la costa son des-truidas o seriamente averiadas. Las rutas de escape debaja elevacin se tornan intransitables 3 a 5 h antes de lallegada del ojo del huracn. Se requiere el desalojo deresidentes de zonas inundables. Se pueden destruir pe-queas estructuras, en particular aqullas de madera. Losedificios cerca de la playa se ven afectados por el fuerteoleaje.

arogetaC ogseiR niserP )aph(sotneiV

)hpk(edaeraMatnemrot)sortem(

1 ominM 089> 351-811 5.1-0,1

2 odaredoM 569-089 771-451 2,2-6,1

3 ovisnetxE 549-469 902-871 3,3-3,2

4 omertxE 029-449 052-012 5,4-4,3

5 ocifrtsataC 029< 052> 5,4>

Tabla 3.3. Escala de Saffir-Simpson para la clasificacin dehuracanes.


Categora 4Los terrenos con elevacin igual o menor a 3 m sobreel nivel del mar pueden ser inundados mas all de 10km tierra adentro. Las rutas de escape de baja elevacinse pueden volver intransitables 3 a 5 h antes de la llega-da del ojo del huracn. Hay daos mayores a la plantabaja de las estructuras cerca de la playa. Erosin signi-ficativa en las playas, dao significativo a estructuras.Se requiere el desalojo masivo de residentes que viven a500 m de la costa y en zonas inundables.

Categora 5Se registran daos mayores en los primeros pisos de es-tructuras en terrenos con elevacin igual o menor a 4,5 msobre el nivel del mar. Las rutas de escape se hacen intran-sitables 3 a 5 h antes de la llegada del ojo del huracn. Losrboles y arbustos son arrancados, se presenta destruccinde plantaciones agrcolas, techos y rtulos, destruccincompleta de muchas estructuras. Se requiere el desalojomasivo de residentes que viven a 500 m de la costa o cercade la playa y varios kilmetros tierra adentro.

Sistemas sinpticos de la Amazonia

En Suramrica, entre mayo y noviembre, particularmentea mediados de ao, es relativamente comn ver cmo lasmasas fras del Polo Sur se mueven hasta los 5 de latitudy en algunas ocasiones atraviesan el ecuador. Al incursionaren zonas tropicales, este aire se inestabiliza y da lugar a laformacin de lneas de inestabilidad, que originan bandasnubosas productoras de abundantes precipitaciones en laAmazonia colombiana. Eventualmente cuando estos sis-temas son intensos, pueden llegar a ocasionar descensossignificativos de la temperatura en la Amazonia y modifi-car el estado del tiempo a lo largo de la cordillera Orientaly parte de la Orinoquia colombiana.

Otro sistema que incide sobre la circulacin atmos-frica del sureste del pas corresponde al sistema de bajapresin en niveles bajos de la cuenca amaznica, sistemadenominado la baja de la Amazonia. Este sistemasemipermanente se desplaza, en enero, desde el norte deBolivia hasta el extremo sureste de Colombia, en julio.Esta baja, a medida que se aproxima al territorio nacio-nal, contribuye a intensificar la conveccin y, en conse-cuencia, las precipitaciones en el suroriente en laAmazonia colombiana, particularmente a mitad del ao.

Sistemas sinpticos del Pacfico

La circulacin atmosfrica en el Pacfico tropical orien-tal frente al litoral colombiano, entre los meses de

marzo a diciembre y particularmente entre junio yseptiembre, est caracterizada por el recurvamientode los vientos alisios, tomando direcciones del sur concomponente oeste. Este fenmeno, junto con el flu-jo de los vientos del este, dominantes sobre el marCaribe, favorecen el desarrollo de un sistema de bajapresin conocido como la baja anclada de Panam,que da origen a movimientos verticales ascendentes ya la formacin de nubes de gran desarrollo vertical.Por otro lado, las condiciones trmicas de las aguasclidas del ocano en esa zona, la humedad propor-cionada por l y las condiciones fisiogrficas que re-presentan los Andes colombianos, refuerzan los mo-vimientos verticales del aire. La conjuncin de estascondiciones propicia el desarrollo de conglomeradosnubosos con gran actividad convectiva, que originanfuertes precipitaciones, incluso en las horas de la no-che, acompaadas de tormentas elctricas. Este siste-ma en promedio tiene un radio de accin de 1.000km y afecta, no slo a la parte ocenica colombiana,sino tambin a la parte continental correspondienteal litoral Pacfico y a sectores de la cordillera Occi-dental. Cuando este sistema es bastante intenso pue-de extenderse hasta la cordillera Oriental y modificarsignificativamente el tiempo de la regin Andina.

Influencia de vaguadas de latitudesmedias del hemisferio Norte

Un tipo especial de ondas en los vientos estes del trpico,que se suele designar como ondas inducidas en los estes,se produce principalmente durante diciembre y marzo.

Con el avance del aire fro que acompaa a los fren-tes de latitudes medias del hemisferio Norte, se obser-va que el eje de baja presin (vaguada) genera una on-dulacin en los alisios en el Caribe manifestada por uncambio en el tiempo, con incrementos en la nubosidady las precipitaciones en sectores del norte y centro delpas por un periodo aproximado de tres das. Una vezque ha cesado la influencia de las vaguadas, las condi-ciones del tiempo retornan a su normalidad.

Otro tipo de perturbacin, observado entre diciem-bre y febrero sobre el litoral colombiano y asociado conlas vaguadas de latitudes medias del hemisferio Nortesobre el mar Caribe, se presenta en el campo del viento yse manifiesta por la intensificacin de los alisios, que oca-sionan fuertes brisas de mar en los sectores costeros. Lainteraccin de este sistema con las aguas marinas super-


ficiales da origen a un oleaje entre moderado y fuerteque se desplaza hacia el litoral colombiano algunas ve-ces denominado mar de leva y que puede dar lugar a lainvasin de aguas marinas en las zonas costeras bajas.

Sistemas sinpticos (1997-1999)

1997 se inici con un comportamiento sinptico atpi-co, ya que dos sistemas anticiclnicos uno ubicado enel mar Caribe y otro, en la Orinoquia bloquearon elavance normal de la Zona de Confluencia Intertropical(ZCIT) hacia el sur, dejndola en el centro de la reginAndina la mayor parte del periodo; tambin favorecie-ron la presencia de un rea de baja presin en medio deellas, situacin que propici una activacin de la ZCIT.

A partir de marzo, cuando se observ el inicio del Fe-nmeno Clido del Pacfico, la circulacin atmosfricapresent cambios notables: los sistemas de mal tiempoprovenientes del hemisferio Norte, normales para la tem-porada abril-diciembre, fueron bloqueados por la inusualactividad de sistemas anticiclnicos en el Atlntico cen-tral y occidental, con valores superiores a 1.036 hPa; si-multneamente, las perturbaciones tropicales en el oca-no Atlntico, normales a partir de mayo, no tuvieron lafrecuencia ni la actividad que suelen tener en aguas delCaribe, debilitndose as otro de los elementos generado-res de la precipitacin en el pas. Finalmente, la ZCIT semantuvo al sur de su posicin normal en forma fracciona-da, debido a la notable actividad de los sistemas de circu-lacin anticiclnica.

La configuracin del campo de presin y la circula-cin general de la atmsfera, observadas durante enero yfebrero de 1998 propiciaron que los sistemas de alta pre-sin del Caribe, ms intensos de lo normal, se ubicaran enel Atlntico central, permanecieran all por ms tiempode lo usual y extendieran su influencia sobre el centro yoccidente del mar Caribe y el norte de Suramrica, regio-nes donde predominaron cielos despejados y tiempo seco.Durante los meses siguientes entre marzo y agosto seinici la normalizacin paulatina de los procesos atmosf-ricos, que permiti el usual desplazamiento de la ZCIT ha-cia el norte; sin embargo, la mayor actividad convectiva sepresent durante la primera temporada lluviosa de marzoa mayo, como efecto de la interaccin con ejes de vaguadaprofundos asociados a sistemas frontales que avanzarondesde la pennsula de la Florida hasta alcanzar latitudestropicales. A partir de la segunda quincena de septiembreel campo de presin propici que los sistemas anticiclnicosse debilitaran y se ubicaran ms al norte y al oriente de suposicin media, favoreciendo la trayectoria de los huraca-nes hacia latitudes ms bajas.

Esta situacin tuvo repercusiones en el comporta-miento de los sistemas que determinan el estado del tiem-po a nivel nacional: as, por ejemplo, durante enero yfebrero fue menos frecuente de lo normal el ingreso desistemas atmosfricos de latitudes medias sobre el terri-torio del mar Caribe por lo general este ingreso produ-ce reactivaciones temporales de las lluvias en el pas.Durante los meses siguientes se dieron condiciones fa-vorables para el desarrollo de los sistemas propios de lapoca, los cuales presentaron una actividad por encimade la normal.

En 1999, a diferencia del ao anterior, la distribu-cin del campo de presin y la circulacin atmosfricafavorecieron que los sistemas anticiclnicos del hemisfe-rio Norte fueran menos intensos que lo normal durantelos primeros tres meses, permitiendo una mayor aproxi-macin de los sistemas frontales a latitudes ms tropica-les y originando cambios significativos en el comporta-miento de la precipitacin en Colombia durante esteperiodo. Durante marzo y agosto estos sistemas presen-taron valores muy cercanos a los tradicionales, con in-tervalos muy cortos de tiempo en los que los valores depresin llegaron a estar ligeramente ms altos, perodesplazados ligeramente al norte. Durante septiembre ynoviembre la influencia de estos sistemas no fue caracte-rstica: es as como a finales de octubre se form un siste-ma de baja presin cerca de San Andrs y Providencia,que alcanz a desarrollarse hasta la fase de depresin tro-pical. Durante este ao, el sistema de baja presin que sepresenta en el norte del Pacfico colombiano, se vio muyperturbado por el paso de las ondas tropicales. Los siste-mas nubosos procedentes del Brasil tampoco fueron muynotorios durante este ao.

La Zona de Confluencia Intertropical se mantuvoactiva durante casi todo el ao: los primeros meses, porefecto de la interaccin con las vaguadas del hemisferioNorte, que persistieron hasta finales de marzo, favore-cieron su desplazamiento un poco ms al norte de lonormal, con grandes ncleos convectivos a lo largo de estesistema, ocasionando fuertes lluvias en el centro y surdel pas, situacin anmala para la poca. Por el otrolado, la interaccin de las ondas tropicales del este, quepersistieron hasta noviembre, mantuvieron activa la ZCITdurante casi todo el ao. La nubosidad asociada con estesistema se ubic, a mitad de ao, entre los 5 y 10 de la-titud norte cerca de Suramrica en el Atlntico y entrelos 4 y 8 norte sobre el Pacfico oriental cerca de lascostas colombianas. El comportamiento de este sistemase fue normalizando al finalizar 1999.

Durante este ao, las ondas tropicales del este co-menzaron a presentarse a partir de mayo y se prolonga-


ron hasta noviembre; fueron continuas y transitaron cadavez ms cerca al continente americano, desplazndosesobre el Atlntico tropical cerca de los 12 de latitudnorte y sobre el mar Caribe, en los 18 de latitud norte.

La baja anclada de Panam, responsable en gran par-te de las lluvias en la regin Pacfica, se present entreligera y moderadamente activa durante casi todo el pe-riodo; las ondas tropicales del este al llegar all propicia-ron una fuerte actividad convectiva.

Fenmenos meteorolgicosdestacados (1997-1999)Uno de los fenmenos meteorlogicos observados du-rante el periodo 1997-1999 fueron los vendavales queocurrieron en diferentes zonas del territorio nacional.

121102 medio ambiente colombia cap3

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