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METEOROLOGÍA COLOMBIANA Nº 5

Influencia del ENSO, oscilación Madden-Julian, ondas del este, huracanes y fases de la luna en el ciclo diurno de precipitación en los Andes Tropicales de Colombia

Germán Poveda, Oscar Mesa, Paula Agudelo, Juan Álvarez, Paola Arias, Hernán Moreno, Luis Salazar, Vladimir Toro, Sara Vieira

RESUMEN

Debido a la clara influencia de diversos fenómenos climáticos de gran escala en los ciclos anual y mensuales de precipitación en Colombia, se evalúa el comportamiento a escala diaria y horaria de la precipitación en los Andes tropicales de Colombia durante la ocurrencia de fenómenos ma-croclimáticos y astronómicos: las dos fases del ENSO (El Niño y La Niña), la oscilación de Madden-Julian, las ondas tropicales del este (4-8 días), las fases de la Luna y los huracanes en los Océanos Atlántico y Pacífico. Es claro el efecto de las dos fases del ENSO: El Niño está asociado a la disminución de las lluvias horarias y La Niña está asociada con el efecto inverso. Este resultado permite afirmar que el ENSO es un modulador de la precipitación en Colombia no sólo a es-calas anual y mensual, sino también a escalas diaria y horaria. Se encuentra influencia de la oscilación de Madden-Julian durante sus dos fases: aumento en la intensidad durante la fase oeste y disminución en la fase este. Se determina que durante la ocurrencia de estos fenómenos (ENSO y MJO) la amplitud del ciclo diurno se ve afectada mientras que su fase se conserva. Las ondas tropicales del este ejercen influencia en el ciclo diurno de precipitación; sin embargo, no es posible caracterizar de una manera general sus efectos. Se identifica una asociación significativa entre los huracanes que ocurren sobre el Océano Pacífico nororiental y el ciclo diurno de la precipitación en la vertiente Occidental de la Cordillera Oriental. En las demás vertientes se tiene in-fluencia de los huracanes del Océano Atlántico. Se determina que las fases de la Luna no afectan la distribución del ciclo diurno y los totales de lluvia diarios.

ABSTRACT

We study the effects of large-scale ocean-atmospheric, astronomic phenomena on thediurnal cycle of precipitation at the tropical Andes of Colombia. Such phenomena include both phases of El Niño / Southern Oscillation (ENSO), namely El Niño and La Niña), the intraseasonal Madden-Julian oscillation, tropical easterly waves (4-8 days), Moon phases and hurricanes over the Atlan-tic and eastern Pacific Oceans. We found a clear-cut effect of both ENSO phases: El Niño is as-sociated with a diminished rainfall diurnal cycle, and La Niña intensifies it. Thus, ENSO modulates precipitation in Colombia at timescales ranging from hours to decades. We identified a close as-sociation with different phases of the Madden-Julian oscillation, as the diurnal cycle is intensified (larger amplitude) during its westerly phase, but it gets decreased during its easterly phase. For both ENSO and the Madden-Julian oscillation we identified a clear-cut influence on the amplitude of the diurnal cycle, yet the phase is conserved for the most part. Tropical

easterly waves appear to affect the diurnal cycle, but no clear overall signal is pervasive throughout the region. We also found a significant statistical association with hurricanes occurring over the northeastern Pacific Ocean with the diurnal cycle of precipitation at raingages located over the eastern slope of the eastern range of the Colombian Andes. Rainfall at all the remaining slopes of the Andes is statisti-cally associated with hurricanes occurring at the tropical North Atlantic and the Caribbean Sea. Moon phases are not statistically associated with the diurnal cycle and daily total rainfall.


Aplicación de Métodos Estadísticos para la Regionalización de Precipitación Mensual en el Valle del Cauca

Yesid Carvajal Escobar, Juan B. Marco Segura

RESUMEN

A partir de la información histórica de 49 estaciones de medición de lluvias, ubicadas en el Valle geográfico del río Cauca, y tomando un período común de registros entre 1972-1998, se realizó una clasificación de las estaciones, aplicando el método de cluster jerarquizado. Se conformaron tres grupos homogéneos para la región. Los resultados se comprobaron aplicando los métodos estadísticos de Dalrymple (1960) Wiltshire & Berán (1987b) y Análisis Discriminante de las Componentes Principales (CP), tomando las 10 primeras componentes (Jhonson, 2000). Igualmente, se verificó la coherencia geográfica de los grupos obtenidos. Se hace un análisis comparativo de las ventajas y desventajas de los diferentes métodos de regionalización, así como de los beneficios de agrupar la información hidrometeorológica cuando se hace un tratamiento conjunto de los datos. Aunque la mejor alternativa es el método geográfico, este debe ser comprobado mediante un test estadístico que valide los resultados de la agrupación.

ABSTRACT

Starting from the historical information of 49 rain gauge stations, located in the geographical Val-ley of the river Cauca, a classification of the stations was carried out applying the method of nested cluster. The precipitation data has been measured during a period 1972-1998. The three homogeneous groups for the mentioned region has been conformed. The results were proven ap-plying the statistical methods of Dalrymple (1960), Wiltshire & Berán (1987b) and Discriminant Analysis of the Principal Components (CP), using the first 10 components (Jhonson, 2000). Also the geographical coherence of the obtained groups was verified. A comparative analysis of the advantages and disadvantages of the different regionalization methods has been sorted out, as well as of the benefits of the hydrometeorological information in the case of a combined treatment of the data. Although the best alternative is the geographical method, this it should be proven by means of a statistical test that validates the results of the grouping.


Diagnóstico del ciclo diurno de precipitación en los Andes tropicales de Colombia

Germán Poveda, Oscar Mesa, Paula Agudelo, Juan Álvarez, Paola Arias, Hernán Moreno, Luis Salazar, Vladimir Toro, Sara Vieira, Álvaro Jaramillo, Orlando Guzmán

RESUMEN

El ciclo diurno de la precipitación es estudiado en 51 estaciones localizadas en los Andes tropicales de Colombia. Se realiza un diagnóstico del ciclo diurno promedio de largo plazo, así como durante los diversos meses del año, y la influencia que se presenta a partir de la variabilidad altitudinal y ubicación entre los valles interandinos. Mediante análisis de Fourier se identifican fuertes ciclos diurnos y/o semidiurnos dependiendo de la ubicación y la época del año. La fase del ciclo diurno varía durante el año presentando comportamientos unimodales, bimodales, trimodales y/o multimodales en los valores máximos porcentuales de lluvia. La menor precipitación se presenta en horas de la mañana. La distribución de los máximos muestra alta variabilidad en el transcurso del año. Los mecanismos físicos que explican esta dinámica están asociados con el ciclo diurno de calentamiento radiativo, dinámica de los complejos convectivos de meso-escala, interacción suelo-atmósfera y factores de circulación atmosférica regional y local. La fase del ciclo diurno se ve afectada por la altura sobre el piso de los valles interandinos. En las vertientes del río Cauca las lluvias de madrugada son más comunes en las zonas bajas, sobre el piso del valle y a medida que se asciende en altura aparece una moda de lluvia en la tarde con disminución gradual de la moda de la madrugada. En las cimas la fase de la lluvia diurna se concentra en horas de la tarde. En la ladera oriental de la cordillera central, predominan las lluvias de madrugada. En la ladera occidental de la cordillera oriental el comportamiento del ciclo diurno no es fácil de caracterizar. Se examina el papel de la circulación atmosférica local en el ciclo diurno de las lluvias.

ABSTRACT

We study the diurnal cycle of precipitation at 51 raingauges located over the tropical Andes of Colombia. A diagnostics study is conducted for the long-term average diurnal cycle, but also for its seasonal variation within the annual cycle, and its variability with orography and location of rain-gauges along the Andes. Through Fourier analysis we identified strong diurnal and semi-diurnal cycles, depending upon location and season of the year. The phase of the diurnal cycle varies along the seasonal cycle, exhibiting unimodal, bimodal, trimodal and multimodal behaviors. The lesser amount of precipitation occurs during the morning. Physical mechanisms involved in the di-urnal cycle dynamics are associated with surface radiative heating, the dynamics of meso-scale convective systems, the land-surface-atmosphere interaction, and local circulation features. The phase of the diurnal cycle is very much tied up with the height above the Andean valleys floor. Along the Cauca Valley hillslopes, early morning rains are more frequent over the low-lands, but they occur later,

exhibiting a late afternoon peak, at higher elevations. Over the top of the Andes, diurnal precipitation peaks during the afternoon. Over the eastern slope of the Central range of the Andes, dawn rains are more predominant. There is no single characterization for the diurnal cycle of rainfall over the western slope of the eastern range of the Andes. The role of local atmospheric circulation associated with the diurnal cycle is examined.


Comparación de diferentes horarios para el cálculo de la temperatura media

Orlando Guzmán Martínez, John Jairo Ramírez Gaviria

RESUMEN

Contando con los registros medidos en estaciones automáticas situadas en dos sitios experimentales operados por el Centro Nacional de Investigación de Café “Pedro Uribe Mejía”, Cenicafé se calcularon las temperaturas de referencia media diaria (24 horas), diurna y nocturna medias (12 horas) y se compararon con las obtenidas a través de diferentes combinaciones abreviadas de horas. Se encontró que la combinación más precisa para el cálculo de la temperatura media fue la usada inicialmente por Federacafé con diferencias alrededor de 0.3°C en relación con la temperatura patrón. Igualmente, se observó que el horario en uso es también aceptable y no difiere del primero en más de 0.1°C. La combinación que emplea la (mínima + máxima)/2 dio errores aproximadamente de 1°C y no se aconseja su uso en el cálculo de esta variable. El horario para la temperatura diurna más adecuado correspondió a (08:00+13:00+17:00)/3 con errores de 0.3°C. Con buena precisión se calcula la temperatura nocturna a través de la combinación (20:00+01:00+05:00)/3 y sus diferencias con el patrón llegan alrededor de 0.2°C. La temperatura media diurna fue mayor en cerca de 2°C con respecto a la media diaria y a su vez entre 3 y 4°C superior a la temperatura nocturna.

ABSTRACT

Based on the measurements taken in automatic weather stations located in two experimental sites operated by the National Coffee Research Center "Pedro Uribe Mejía", Cenicafé, the daily mean temperature (24 hours), day-time mean temperature (12 hours) and night-time mean temperature (12 hours) were calculated and compared to those obtained through different combination of hours. It was found that the most accurate combination for the calculation of the daily aver-age temperature was that used initially by the National Federation of Coffee Growers of Colombia with - differences around 0.3°C in relation to the reference temperature (24 hours). In addition, it was observed that the schedule in use is also acceptable and does not differ from the former in more than 0.1°C. The combination that uses (minimum + maximum)/2 gave an error of in the order of 1.0 °C and its use in the calculation of this variable is not advised. The most suitable schedule for the diurnal temperature corresponded to (08:00+13:00+17:00)/3 with an error of 0.3 °C. A very good approximation of the nocturnal temperature is obtained through the combination (20:00+01:00+05:00)/3), which differences with the pattern reach around 0.2°C. The day-time mean temperature was greater in near 2°C with respect to the daily mean temperature and as well between 3 and 4°C superior to the nocturnal temperature.


Modelación sistémica para el diagnóstico de la interacción clima-malaria en Colombia. Aplicación durante El Niño 1997-1998 y La Niña 1998-2000

Daniel Ruiz, Germán Poveda, Martha Lucía Quiñónez, Iván Darío Vélez, Guillermo Rúa, William Rojas, Juan Santiago Zuluaga

RESUMEN

Se ha desarrollado un modelo matemático para representar las múltiples interacciones entomológicas, epidemiológicas y climáticas de la transmisión de la malaria. Se orientaron esfuerzos a la detección de las variables entomológicas que son particularmente afectadas por factores ambientales, así como a la representación de la fluctuación estacional de los mosquitos mediante la inclusión de los módulos paralelos de disponibilidad de criaderos e interacciones predador-presa-recursos. El modelo ha sido aplicado en el Municipio de Nuquí, Departamento del Chocó, para el período Nov/1997-Feb/2001 (1200 días de horizonte de simulación) durante el cual los eventos El Niño y La Niña afectaron la hidroclimatología del país. Se ha ejecutado para temperaturas y humedades relativas promedio diarias, así como valores totales diarios de precipitación registra-dos. En el proceso de experimentación se consideraron diferentes escenarios de temperatura así como análisis de sensibilidad e inestabilidad. Los principales resultados indican que las variables más importantes en la incidencia de la enfermedad son el ciclo de ovoposición (frecuencia de alimentación sanguínea) y el ciclo esporogónico (período de incubación del parásito dentro del vector), ambos fuertemente controlados por la temperatura. El modelo mismo y los resultados obtenidos están pensados dentro de la filosofía de modelación explicativa y de diagnóstico de la relación clima-malaria en las regiones estudiadas. Este modelo puede convertirse en una herramienta para exploración de escenarios de cambio climático y su incidencia en la transmisión de malaria en el país, así como para la toma de decisiones en el sector de salud pública.

ABSTRACT

A vector-borne disease model has been developed to represent the entomological, epidemiological and climatic interactions of malaria transmission conductive to disease outbreaks in Nuquí prone-region, Chocó province, along the Pacific Colombian coast. Considering a breeding place availability model and several predator-prey-food models allow us to represent the vectorial densities fluctuations observed during the fields campaigns. The comprehensive model has been ap-plied to represent malaria incidence during the period Nov/1997-Feb/2001 (1200 days simulation period), when both El Nino and La Nina events strongly affected the hydro-climatology of Colombia. The model has been run for observed climatic patterns such as mean daily temperatures, total daily precipitation records, and mean daily relative humidities gathered by a nearby climatological station. Diverse temperature scenarios have been considered to deepen the

understanding of the entomological-climatic linkages conductive to malaria outbreaks. Sensitivity analysis and instabilities cases have been also studied during the experimentation-validation processes. Obtained results allow us to conclude that the model constitutes a promising tool to deepen the understanding of the ecological, entomological, and epidemiological linkages conductive to malaria outbreaks.


Balance atmosférico de humedad y estimación de la precipitación reciclada en Colombia según el reanálisis NCEP/NCAR

Adriana Cuartas, Germán Poveda

RESUMEN

Se estiman las magnitudes de los flujos de humedad de entrada, salida y la cantidad de agua precipitable a diferentes niveles de la columna atmosférica sobre Colombia. Se cuantifica el balance de agua en la atmósfera Colombiana, se identifican las regiones y los niveles atmosféricos de entrada y salida de humedad. Se verifica la hipótesis que en el largo plazo el influjo atmosférico neto de humedad debe ser igual al promedio de largo plazo de la escorrentía neta. Además, se estima el porcentaje de precipitación reciclada sobre el territorio Colombiano. Se analiza la variabilidad durante las dos fases del ENSO. Los cálculos se realizan con la información del proyecto de Reanálisis climático desarrollado por el National Center for Enviromental Prediction (NCEP)/National Center for Atmospheric Research (NCAR), con la colaboración de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)/National Enviromental Satellite de EE.UU. Se contó con información mensual de 41 años comprendida entre 1958-1998. La información hidro-lógica se obtuvo del proyecto Balances Hidrológicos de Colombia, 1999, realizado por el Posgrado de Recursos Hidráulicos, de la Universidad Nacional, con el apoyo de COLCIENCIAS y la Unidad de Planeación Minero Energértica-UPME. Los resultados mostraron como el valor pro-medio estimado del influjo neto de humedad a la atmósfera de Colombia es de 5716 mm/año, con una gran variabilidad en ambas fases del ENSO. La mayor advección de humedad hacia Colombia se da en los niveles bajos de presión (entre 1000 y 850 hPa) y provenientes de todas las direcciones, principalmente de los vientos alisios del este y alisios del oeste. También se encontró que el mayor transporte de humedad hacia Colombia se da en los trimestres DEF y MAM, con va-lores promedios de 606.6 y 505.1 mm/año, respectivamente. Se observó que la hipótesis que en el largo plazo, el influjo atmosférico neto, es igual a la escorrentía terrestre neta, es razonablemente adecuada para la región Colombiana en el período 1966-1987, con los datos disponibles, obteniéndose que

La Precipitación Reciclada en este estudio fue estimada por medio de dos metodologías: Budyko y Eltahir & Bras, cuyos resultados obtenidos son diferentes debido a las suposiciones de cada uno, se puede decir que el porcentaje de la precipitación reciclada promedio en Colombia es aproximadamente el 30%.

ABSTRACT

The magnitudes of the entrance humidity flows and exit are considered, and the amount of precipitable water at different levels from the atmospheric column on Colombia. The water balance is quantified in the Colombian atmosphere, the regions and the atmospheric levels of entrance and exit of humidity are identified. The hypothesis that in the long term the net atmospheric humidity influence must be equal to the average of long term of the net run-off is verified. In addition, the percentage of recycled precipitation is considered on the Colombian territory. The variability during the two phases of the ENSO is analyzed. The calculations are made with the information of the climatic project Reanalysis developed by the National Center for Enviromental Prediction (NCEP)/National Center for Atmospheric Research (NCAR), with the collaboration of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)/National Enviromental Satellite of the U.S.A.. For this work It was counted on monthly information of 41 years between 1958-1998. The hydro-logical information was obtained from the project Balances Hidrológicos de Colombia, 1999, made by the Posgrado de Recursos Hidráulicos , de la Universidad Nacional, with the support of COLCIENCIAS and the Unidad de Planeación Minero Energética-UPME. The results showed tha the average value of the net influence of humidity to the atmosphere of Colombia is of 5716 mm/year, with a great variability in both phases of the ENSO. The greater humidity advection to-wards Colombia occurs in the low levels of pressure (between 1000 and 850 hPa), and originating of all the directions, mainly of trade winds of the east and trade winds of the west. Also one was that the greater humidity transport towards Colombia occurs in trimesters DJF and MAM, with averages values 505,1 and 606,6 mm/year, respectively. It was observed that the hypothesis that in the long term, the net atmospheric flux, is equal to the net terrestrial run-off, reasonably is adapted for the Colombian region in period 1966-1987, with the data available, obtaining that

The recycled Precipitation in this study was considered by means of two methodologies: Budyko and Eltahir & Bras, whose obtained different results due to the suppositions from each one, can be said that the percentage of the recycled precipitation average in Colombia is approximately 30%.


Seguimiento, diagnóstico y predicción climática en Colombia

José Edgar Montealegre Bocanegra, José Daniel Pabón Caicedo

RESUMEN

En este documento se presenta una guía metodológica del proceso desarrollado por el IDEAM para la elaboración de la Predicción Climática en Colombia. Se describen inicialmente, los ante-cedentes relativos al tema, el proceso de incorporación de la Predicción Climática en las actividades de planificación y prevención en el país. Se exponen los métodos utilizados en la elaboración del Diagnóstico y la Predicción del Clima para diferentes horizontes de tiempo (corto, mediano y largo plazo) y finalmente, se esboza el plan de acción para lograr el fortalecimiento de este pro-grama en lo que compete la objetivación y automatización de la metodología y el incremento de la investigación básica, a efecto de mejorar los productos ofrecidos a los usuarios.

ABSTRACT

In this document there appears a methodological guide of the process developed by the IDEAM for the production of the Climatic Prediction in Colombia. They are described initially, the precedents relative to the topic, the process of incorporation of the Climatic Prediction in the activities of planning and prevention in the country. There are exposed the methods used in the production of the Diagnosis and the Prediction of the Climate stops different horizons of time (corto, medium and long term) and finally, it is outlined the plan of action it to achieve the strengthening of this program in what compete the objetivación and automation of the methodology and the increase of the basic investigation, to effect of improving the products offered to the users.


Diagnóstico del ciclo anual y efectos del ENSO sobre la intensidad máxima de lluvias de duración

entre 1 y 24 horas en los andes de Colombia

Germán Poveda, Oscar Mesa, Vladimir Toro, Paula Agudelo, Juan F. Álvarez, Paola Arias, Hernán Moreno, Luis Salazar, Sara Vieira

RESUMEN

En el análisis de la lluvia a escala horaria surgen dos interrogantes importantes que tienen relevancia básica y aplicada: ¿En qué época del año ocurren las precipitaciones con máximas intensidades? ¿Cómo pueden verse afectadas las duraciones por los fenómenos oceánicos y atmosféricos de gran escala? Con el fin de responder a estos interrogantes se estudia el ciclo anual de las máximas intensidades de lluvia para 51 estaciones ubicadas en los Andes tropicales de Colombia. Se encuentra que las intensidades máximas de la lluvia a escala horaria ocurren preferentemente durante los dos períodos anuales más lluviosos de Marzo-Abril-Mayo y Septiembre-Octubre-Noviembre. Se observa la similitud entre el ciclo anual de las intensidades máximas de la lluvia y el ciclo anual promedio de la lluvia en los Andes tropicales de Colombia. Este resultado es corroborado en la mayoría de las vertientes cordilleranas; así, en la vertiente occidental de la cordillera central dichas intensidades ocurren en los meses de Abril, Mayo, Octubre y Noviembre. Dichos meses corresponden a los períodos lluviosos de esta región. Con respecto a la influencia del ENSO en el ciclo anual de intensidades máximas, se encontró que durante La Niña se presentan en promedio, eventos de mayor intensidad que durante El Niño para la región estudiada. En general a medida que se exploran duraciones mayores a tres horas, la intensidad se reduce en un orden de magnitud en comparación con las duraciones más cortas, es decir entre 1 y 3 horas. Los eventos máximos registrados no tienen un definido comportamiento que permita asociarlos a eventos de escala anual o interanual debido a la alta variabilidad de los eventos extremos de precipitación, lo que supone un importante rol de la interacción suelo-atmósfera en la génesis, desarrollo y terminación de aguaceros intensos en Colombia.

ABSTRACT

We study the distribution of maximum rainfall events during the annual cycle, for storms ranging from 1 to 24-hour in duration, by using information over 51 raingauges locate at the Colombian Andes. Also, the effects of both phases of ENSO (El Niño and La Nina) are quantified. We found that maximum rainfall intensity events occur during the rainy periods of March-May and September-November. There is a strong similarity between the annual cycle of mean total rainfall and that of the maximum intensities of rainfall over the tropical Andes. This result is quite consistent throughout the three ranges of the Colombian Andes. At interannual timescales, we found that both phases of ENSO are associated with disturbances of maximum rainfall events; since during La Niña there are more intense

precipitation events than during El Niño. Overall, for durations longer than 3 hours, rainfall intensity gets reduced by one order of magnitude with respect to shorter durations (1-3 hours). The most extreme recorded rainfall events are apparently not associated with the annual and interanual large-scale forcing, and appear to be randomly generated by the important role of the land surface-atmosphere in the genesis, and dynamics of intense storms over central Colombia.


Marea diurna y semidiurna en los registros de tiempo de presión atmosférica superficial

en Guatapé y Girardota, Antioquia

Sara Cristina Vieira Agudelo, Germán Poveda Jaramillo

RESUMEN

Se estudian las mareas atmosféricas en los registros horarios de presión atmosférica superficial de los municipios de Guatapé y Girardota (Antioquia). Se utiliza la transformada de onditas, la trasformada de Fourier y un análisis armónico sencillo. Los resultados muestran que la marea (oscilación) semidurna de la presión atmosférica predomina sobre la oscilación diurna. Los análisis de Fourier y de armónicos confirman que se encuentran mayores valores de la amplitud para la oscilación semidiurna, que oscilan alrededor de 1 hPa. El máximo del ciclo semidiurno ocurre de dos a tres horas antes del mediodía o de la media noche. Los resultados que se obtienen para la amplitud y la fase de la marea diurna no son lo suficientemente significativos en términos esta-dísticos para caracterizar tal oscilación. Las mareas semidiurnas de la presión atmosférica tienen importancia climática y además múltiples aplicaciones tecnológicas e industriales que dependen de las fluctuaciones de la presión atmosférica superficial.

ABSTRACT

We study atmospheric tides in hourly series of surface atmospheric pressure recorded at the localities of Guatape and Girardota, Colombia. We have identified strong diurnal and semi-diurnal atmospheric tides by using spectral decomposition through Wavelets Transforms, Fourier Trans-form and simple harmonic analyses. We found that the semidiurnal tide predominates over the diurnal oscillation. The Fourier analysis and the harmonic analyses confirmed that the highest amplitude correspond to the semidiurnal oscillation, being on the order of 1 hPa. The semidiurnal cycle peaks at about two or three hours before noon or midnight. The results obtained for the amplitude an phase of the diurnal oscillation are not statistical significant to characterize such oscillation. The semidiurnal tides of the atmospheric pressure have climatic importance and also multiple technological and industrial applications that depend on the fluctuations of the surface atmospheric pressure.


Análisis de mareas por el método de la descomposición en armónicos

Yuley Cardona Orozco, José Manuel Fernández, Mauricio Toro Botero, Miguel Monsalve Gómez

RESUMEN

Este artículo presenta la aplicación del software Gnotide desarrollado para la descomposición de señales de marea en sus constituyentes armónicos, y, de manera condensada, las ecuaciones que gobiernan dicho fenómeno. El software desarrollado comprende los siguientes módulos que componen la herramienta de análisis: el módulo de análisis de calidad de la información (“open”), el módulo de graficar la serie (“plot”), el módulo de la transformada de Fourier (“Fourier”), el módulo de la transformada de onditas (“wavelet”), el módulo de ajuste mínimo cuadrático (“fit”), y el módulo de predicción (“predict”). La aplicación se ilustra con a una señal de mareas medida en Cartagena de Indias.

ABSTRACT

The application of the software Gnotide, developed for the decomposition of a tidal signal into its astronomical constituents is presented. The governing equations are briefly described. The different modules are described and they are: Analysis of signal quality (“open”), plot module (“plot”), Fourier transform (“Fourier”), wavelet transform (“wavelet”), least square fitting (“fit”) and prediction (“predict”). As an example, a tidal signal measured for Cartagena is analyzed.


Teledetección aplicada al estudio de fenómenos oceanográficos superficiales

Jeimmy Melo

RESUMEN

El presente documento considera las variables físicas y biológicas parte importante en la integración del sistema climático, como mejoramiento al conocimiento de los procesos marinos presentes en las áreas marítimas colombianas mediante el aprovechamiento de los recursos tecnológicos disponibles en la actualidad para la obtención de información en tiempo real de procesos físicos y biológicos, acorde al mandato constitucional de desarrollo sostenible. Las imágenes de color del océano proporcionadas por sensores remotos localizados en los satélites, permiten estimar la productividad orgánica primaria de una manera sinóptica, en grandes áreas. Esto es de gran importancia para apoyar más eficazmente el manejo racional de los recursos pesqueros y para hacer una aportación sobre el papel del océano en el cambio climático global. El fitoplancton marino puede alterar significativamente el intercambio de carbono en interacciones océano-atmósfera. La fotosíntesis marina reduce la presión parcial del CO2 en aguas superficiales, con el resultado de que una porción de carbono orgánico recién formado (productividad nueva) se hunde fuera de la zona afótica. Lo anterior induce un efecto neto de flujo de carbono de la atmósfera al océano. Una de las aplicaciones potenciales del uso de las imágenes de satélite de color del océano es el cálculo de la concentración de clorofila y su relación con la sobrevivencia de larvas de peces de interés comercial. Existen diferentes tipos de modelos matemáticos desarrollados principalmente para aguas oceánicas concernientes en la realización de estimaciones de productividad primaria con base en imágenes de color del océano. Por ello, la necesidad de desarrollar modelos similares para el cálculo de la productividad primaria del fitoplancton de las áreas marítimas colombianas, con el objeto de coadyuvar con el desarrollo de la acuicultura y la conservación de la biodiversidad en estas zonas marinas acorde a los Planes de Desarrollo de las Ciencias y Tecnologías del Mar en Colombia (PDCTM).

ABSTRACT

The present document is consider the physical and biological variables important part in the integration of the climatic system, like improvement to the knowledge of the present marine processes in the Colombian marine areas by means of the advantage of the technological resources avail-able at the present time for the obtaining of information in real time of physical and biological processes, agreed to the constitutional mandate of sustainable development. The images of color of the ocean provided by located remote sensors in the satellites allow to consider primary the organic productivity of a synoptic way, in great areas. This is of great importance to more effectively support the rational handling of the fishing resources and to make a contribution on the paper of the ocean in the global climatic

change. The marine phytoplankton can significantly alter to the carbon interchange in interactions ocean-atmosphere. The marine photosynthesis reduces the partial pressure of superficial water CO2, with the result of which a portion of organic carbon just formed (new productivity) sinks outside the afótica zone. The previous thing induces a net effect of carbon flow from the atmosphere to the ocean. One of the potential applications of the use of the images of satellite of color of the ocean is the calculation of the chlorophyll concentration and its relation with the sobreexperience of larvae of fish of commercial interest. Different types from developed mathematical models for concerning oceanic waters in the accomplishment of estimations of primary productivity with base in color images of the ocean exist mainly. **time-out** for that reason, the necessity of develop model similar for the calculation of the productivity primary of the phytoplankton of the area marine Colombian, with the intention of help with the development of the acuicultura and the conservation of the biodiversity in these zone navy agreed to the Plan of Development of the Science and Technology of the Sea in Colombia (PDCTM).


Agroclimatología en la estación experimental Marquetalia

José Vicente Baldión Rincón

RESUMEN

Se analizaron los principales componentes del clima derivados de los registros históricos (1981-1995) obtenidos en la estación meteorológica localizada a 05° 19' Norte, 75° 00' Oeste y 1450 metros de altitud. El terreno presenta un relieve quebrado con suelos derivados de cenizas volcánicas (Andisoles), profundos, alta porosidad total, textura franco - arenosa y alto contenido de materia orgánica. En promedio al año en 232 días se presenta una lluvia 3865 mm, su distribución es bimodal con dos (2) períodos muy lluviosos (marzo - mayo, junio - agosto); existe alta predominancia de la lluvia (84%) durante el período nocturno. La temperatura media es de 20.3 °C, las extremas medias de 24.3 y 16.9 °C y las oscilaciones diarias no superan los 14.0 °C. Al año recibe 1588 horas de sol que equivalen al 36% del máximo teórico posible. La humedad relativa media es del 82% y presenta condiciones de saturación (>95%) durante la noche. En un año normal de lluvia, la actividad agrícola se enfrenta a una alta disponibilidad de agua que mantiene los suelos sobresaturados entre la 2da década de agosto y la 1ra década de junio; en un año me-nos lluvioso, las deficiencias hídricas se manifiestan entre la 1ra década de junio y la 2da década de agosto. La preparación de los suelos deberá realizarse a comienzos y mitad de año y las siembras podrán efectuarse en marzo, agosto y septiembre. Debido a la alta pluviosidad, es pro-bable que la floración del cafeto se suceda en cualquier época del año; no obstante por la distribución de la lluvia se espera una mayor frecuencia de floraciones en enero – febrero, junio - agosto y las cosechas concentradas alrededor de abril - mayo y octubre - noviembre. En éstas características particulares de clima, los cafetos acumulan menos materia seca en los frutos y en consecuencia reducen su producción.

ABSTRACT

The main components of the climate were analyzed using historical records (1981-1995) obtained in the Santa Helena, Marquetalia meteorological station, which is located at 05° 19 ' N latitude, 75° 00 ' W longitude and 1450 m of altitude. The land displays a rugged relief with soils derived from volcanic ashes (Andisols), deep profile, high total porosity, sandy-loam texture and high con-tent of organic matter. Mean annual precipitation amounts to 3865 mm with a bimodal distribution (two very rainy periods in March - May, June - August) and it is accumulated during 232 days. Most of the rainfall is nocturnal (84%). The average temperature is of 20,3 °C, with extreme aver-ages of 16,9 and 24.3 °C. Daily oscillations do not surpass the 14,0 °C. The annual mean of sun-shine is 1588 hours, which is equivalent to 36% of the maximum astronomically possible. The relative humidity average is of 82% and saturation conditions (> 95%) are normally present at night. During a normal year of rain, the agricultural activity faces a high water availability that maintains

the soils supersaturated between the second decade of August and first decade of June. In a less rainy year, water deficiencies appear between the first decade of June and the second decade of August. Soil preparation will have to be made at the beginning and half part of year and the sowings will be able to take place in March, August and September. Due to the high rainfall regime, it is probable that coffee flowerings are present all year round but the peaks are expected in January-February (harvest in April-May) and June-August (harvest in October-November). Under this particular climatic conditions, coffee plants accumulate less dry matter in the fruits and consequently they reduce its production.


La importancia de la instalación de redes meteorológicas densas en las ciudades localizadas en montañas del trópico húmedo

Juanita López, Luz Jeannette Mejía, Michel Hermelin

RESUMEN

La Cuidad de Medellín se ha caracterizado por la recurrencia de eventos de origen natural y/o antrópico en los últimos años y ante la carencia de sistemas de monitoreo y alarma en los sectores críticos, surgió la idea de crear una red hidrometeorológica en el marco de un proyecto más amplio que incluyeron un proyecto de investigación acompañado de un programa educativo. Dicho proyecto preparado por el SIMPAD con la asesoría de la Universidad EAFIT recibió el nombre de “Estudio hidrometeorológico en la ciudad de Medellín” y fue adoptado por la Corporación Regional de Antioquia (CORANTIOQUIA) quien lo incluyó en el presupuesto de la Sobretasa Ambiental para que los recursos fueran ejecutados por el SIMPAD. A su vez, el SIMPAD contrató a la Universidad EAFIT para que se vincularan estudiantes de pregrado y de postgrado al proyecto. Para el estudio se eligieron las diez quebradas afluentes del río Medellín con mayor índice de ocurrencia de inundaciones y deslizamientos (Santa Elena y su afluente la Castro, Doña María, La Iguaná, Altavista, La Picacha, Ana Díaz, la Hueso, la Quintana y la Minitas), con base en las estadísticas del SIMPAD (1996). Con este fin se instalaron en el 2001: 35 pluviógrafos y 60 pluviómetros en diferentes instituciones educativas y centros comunitarios; 23 limnímetros repartidos a lo largo de las quebradas y 3 limnígrafos en las quebradas La Iguaná, Santa Elena y Doña María. Además del aspecto técnico, educativo y del conocimiento básico que aportan un proyecto como el presente, hay que tener presente la gran importancia que representa para el estudio de los procesos naturales: no sólo el conocimiento detallado de la distribución de lluvias permitirá prever eventos torrenciales, sino que permitiría conocer los umbrales correspondientes al desencadenamiento de movimientos de masa múltiples.

ABSTRACT

The city of Medellin has been characterized by the occurrence of natural and human events in the Last years and because of the lack of monitor systems and alarms in the critical zones an idea of creating a hymeteoroligical net in the mark of a big project that include an investigation project ac-companied by an educational programhas arose. This project prepared by The “System Municipal de Preveción y Atención de Desastres“ SIMPAD with the consultantship of the EAFIT University received the name of “ Hydrometeorological Study in the city of Medellin” and it was adopted by the “Corporación Autonoma Regional de Antioquia “ (CORANTIOQUIA) who included it in the budget of the Environmental Supertax so that the resources were executed by the SIMPAD. In turn, the SIMPAD hired EAFIT University so that pregraduated and postgraduated students were linked to the

project. For this study ten streams with bigger index of occurrence of floods and landslides were selected (Santa Elena and its tributary the Castro, Doña. María, La Iguaná, Alta-vista, La Picacha, Ana Díaz, La Hueso, La Quintana and La Minitas), based on the SIMPAD sta-tistics (1996). With this end were settled in the 2001: 35 pluviograph and 60 pluviometer in different educational institutions and community centers; 23 limnimeters distributed along the streams and 3 limnigraph in La Iguaná, Santa Elena and Doña. María. Besides the technical, educational aspect and of the basic knowledge that a project as this contribute, it is necessary to have present the great importance that it represents for the study of the natural processes: the detailed knowl-edge of the distribution of rains will not only allow to foresee torrential events, but rather it would allow to know the thresholds corresponding to the starting of multiple mass movements.


Propuesta para el rediseño de la red de observaciones meteorológicas en Colombia

José Daniel Pabón Caicedo, Hugo Armando Saavedra Umba, Víctor Hugo Cárdenas C., Raúl Niño R., Leonardo Parra, Milton Garzón, Francisco Reyes

RESUMEN

Se plantean criterios para el diseño de redes de estaciones meteorológicas buscando la representatividad de los procesos meteorológicos de meso-escala y la diversidad climática del país, el cual se complementa con el criterio de cubrimiento de la división política del territorio colombiano y las necesidades de los principales sectores socioeconómicos. También se consideran las necesidades de observación y medición meteorológicas originadas por otras áreas del conocimiento como la ecología, edafología, hidrología, entre otras.

ABSTRACT

It is proposed criteria to design meteorological station network based on the meso-scale processes representativily and on the country climate diversity; these criteria were complemented considering the administrative organization of The country and the requesting of main socieconomic sectors; the requesting for meteorological measure and observations by others specialities was also considered.


Aplicación de índices de sequía en Colombia

Gonzalo Hurtado Moreno, Marta Cecilia Cadena

RESUMEN

La sequía es uno de los fenómenos más complicados de analizar por el sinnúmero de factores que influyen en su origen y comportamiento. Puede afirmarse que, a pesar de que existen innumerables índices para su caracterización, ninguno refleja completamente todas sus características. Para efectos de este trabajo, se han considerado dos tipos de índices: los basados en lluvia y los basados en el concepto del balance hídrico del suelo. Los primeros consideran que las condiciones de sequía se presentan cuantas veces la cantidad de lluvia disminuye por debajo de ciertos límites. Los que se derivan del balance hídrico tienen en cuenta el almacenamiento del suelo y por tanto el comienzo y final de la sequía no necesariamente coincide con la presencia o no de las lluvias. Como índices de lluvia se probaron el índice de los deciles y el índice estandarizado. Como índices de balance hídrico se probaron el índice de palmer (X), el índice de anomalía de humedad (Z) y el índice de disponibilidad hídrica (IDH). Como zona de estudio se consideró la región Caribe, a partir de los 8 grados de latitud, aproximadamente. Tras el análisis, se concluyó que los índices de balance hídrico en general reflejan mejor lo que sucede con el abastecimiento de agua, y dentro de estos, el índice Z es el que mejor refleja el comportamiento de la sequía. Sin embargo, el índice estandarizado de lluvia muestra una estrecha correlación con el índice Z y es de utilización más sencilla y práctica. Por tanto, se recomienda la utilización de este índice para aplicaciones operativas.

ABSTRACT

The drought is one of the phenomena most complicated to analyze by the endless number of factors that influence in their origin and behavior. It can affirm that, although innumerable indices for their characterization exist, no reflected completely all his characteristics. For effects of this work, two types of indices have been considered: based on rain and the based ones on the concept of the hydric balance of the ground. First they consider that the conditions of drought appear which-ever times the amount of rain diminishes below certain limits. Those that they are derived from the hydric balance consider the storage of the ground and therefore the beginning and end of the drought not necessarily agree with the presence or not of rains. As rain indices proved the index of the deciles and the standardized index. As indices of hydric balance proved the index of palmer (X), the index of humidity anomaly (z) and the index of hydric availability (IDH). As zone of study considered the Caribbean region, from the 8 degrees of latitude, approximately. After the analysis, one concluded that the indices of hydric balance in general reflect better

what happens to the water supply, and within these, index Z is the one that better reflects the behavior of the drought. Nevertheless, the standardized rain index shows one narrow correlation with index Z and is of simpler and practical use. Therefore, the use of this index for operative applications is recommended.


Flujos de dióxido de carbono entre el océano y la atmósfera en las áreas marítimas colombianas

durante el período 1998 – 2001

Paula Judith Rojas Higuera, José Daniel Pabón Caicedo

RESUMEN

Se realizaron estimaciones de los flujos de dióxido de carbono (CO2) entre el océano y la atmósfera en las áreas marítimas colombianas, tomando como base la fórmula propuesta por Etcheto & Merlivat (1988) y con ayuda de la relación empírica establecida por Stephens et al. (1995), para calcular la presión parcial del CO2 oceánico (pCO2w). En estos cálculos se considera solamente el factor físico, utilizando datos de la temperatura superficial del mar (TSM) obtenidos a partir de imágenes del AVHRR de los satélites NOAA. Se obtuvieron distribuciones de los flujos de CO2 para el mar Caribe y el Océano Pacífico colombianos para el período Marzo, 1998 - Diciembre, 2001, estableciendo las diferencias entre estas dos regiones.

ABSTRACT

Estimates of the carbon dioxide (CO2) between the ocean and the atmosphere over the Colombian maritime areas were done, taking as a basis the equation proposed by Etcheto & Merlivat (1988) and the empirical relation established by Stephens et al. (1995) to calculate the partial pressure of oceanic CO2 (pCO2w). In these calculations, it is considered only the physical factor, using sea surface temperature data (SST) obtained by AVHRR images of the NOAA satellites. The distribution of the carbon dioxide fluxes in both Colombian Caribbean Sea and Pacific Ocean from March, 1998 to December, 2001 is presented here.

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