referente precipitaciones promedio gachancipa

7/21/2019 Referente Precipitaciones Promedio Gachancipa

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CARACTERIZACIÓN CLIMATOLÓGICA DE LA CUENCA ALTA

DEL RÍO BOGOTÁ

PAOLA ANDREA BOADA CUEVAS



CARACTERIZACIÓN CLIMATOLÓGICA DE LA CUENCA ALTA DEL RÍO

BOGOTÁ

PAOLA ANDREA BOADA CUEVAS

41041065

Trabajo de grado para optar el título de

Ingeniera Ambiental y Sanitaria

Di t



Nota de aceptación

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Firma del presidente del jurado

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Firma del jurado



A Dios, a mi Madre quien me brindó la oportunidad de ser profesional y es mi

ejemplo a seguir en todos los aspectos de mi vida , a mi Padre que con su

experiencia me ha hecho ver la vida de una manera más humana y ha sembrado

en mí esa semilla inquieta que me permite percibir la realidad de una manera más

crítica, siempre buscando soluciones para mejorar las cosas día tras día, a mis

hermanos con quienes hemos estado unidos en las buenas y en las malas, a mis

abuelitas y demás familiares, a mis amigos y conocidos.



Un agradecimiento especial a mí Director de Trabajo de Grado Leonardo López,

quien con sus enseñanzas, disciplina y apoyo fue mi guía en el camino para

culminar este ciclo de mi formación profesional.

Al profesor Luis Reinaldo Barreto Pedraza por su apoyo y dedicación en este

trabajo.

A la Universidad de la Salle.



CONTENIDO

GLOSARIO TÉCNICO .................................................................................................................................................. 12

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................................................... 17

OBJETIVOS .................................................................................................................................................................. 18

OBJETIVO GENERAL............................................................................................................................................. 18

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................................................... 18MARCO DE REFERENCIA .......................................................................................................................................... 19

1.1 MARCO TEÓRICO .................... ...................... ...................... ..................... ..................... ...................... ........... 19

1.1.1 Cuenca hidrográfica ..................... ..................... ...................... ...................... ..................... ...................... 19

1.1.2 El clima ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ..................... .................. 20

1.1.3 Relación entre clima y recurso hídrico en una cuenca hidrográfica .......................................................... 25

1.1.4 Caracterización climatológica ................................................................................................................... 261.2 ANTECEDENTES ..................... ...................... ..................... ...................... ..................... ...................... ........... 29

1.3 MARCO LEGAL...... ...................... ...................... ...................... ...................... ..................... ...................... ....... 31

2. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA ZONA DE ESTUDIO ............................................................................ 32

2.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA CUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ .................................................................... 32

2.2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA CUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ .................................................... 34

2 2 1 G f l í 34



4.1.1 Climatología ...................... ...................... ..................... ...................... ..................... ...................... ........... 55

4.2 COMPORTAMIENTO DE LA PRECIPITACIÓN ...................... ...................... ..................... ...................... ....... 57

4.2.1 Distribución espacial ................................................................................................................................. 58

4.2.2 Distribución temporal ................................................................................................................................ 61

4.3 COMPORTAMIENTO DE LA TEMPERATURA ................... ...................... ...................... ..................... ........... 65

4.3.1 Distribución espacial .................... ..................... ...................... ...................... ..................... ...................... 65

4.3.2 Distribución temporal ...................... ...................... ...................... ...................... ..................... .................. 68

4.4 COMPORTAMIENTO DE LA EVAPORACIÓN .................... ...................... ...................... ..................... ........... 71

4.4.1 Distribución Espacial ................................................................................................................................. 71


4.5 COMPORTAMIENTO DE LA HUMEDAD RELATIVA ..................... ...................... ..................... ...................... 75



4.6 BRILLO Y RADIACIÓN SOLAR ...................... ..................... ...................... ...................... ..................... ........... 77



4.7 DIRECCIÓN Y VELOCIDAD DEL VIENTO ................... ...................... ...................... ..................... .................. 80

5. CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA .................................................................................................................................. 85

6. INFLUENCIA DE LOS EVENTOS CLIMATICOS Y ANTRÓPICOS SOBRE EL SISTEMA HÍDRICO ..................... 88

6 1 RELACIÓN ENTRE PRECIPITACIÓN CAUDALES Y NIVELES MEDIOS 88



LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Consideraciones sobre los pisos térmicos. F.J.Caldas .................................. ...................... ...................... ... 28

Tabla 2. Clase de clima por factor de humedad ........................................................................................................... 28

Tabla 3. Tipos de clima según Caldas Lang ................................................................................................................. 29

Tabla 4. Marco legal sobre cuencas hidrográficas ....................................................................................................... 31

Tabla 5. Número de especies según subcuenca .......................................................................................................... 38Tabla 6. Red de estaciones meteorológicas seleccionadas del IDEAM ..................... ..................... ...................... ........... 45

Tabla 7. Red de estaciones meteorológicas seleccionadas de la CAR ....................................................................... 46

Tabla 8. Porcentajes de disponibilidad de datos en estaciones meteorológicas CAR-IDEAM .................................... 47

Tabla 9. Cobertura de la red meteorológica según parámetros en Estaciones CAR-IDEAM ...................................... 49

Tabla 10. Estaciones utilizadas para aplicar el método de Caldas-Lang ..................................................................... 54

Tabla 11. Clasificación Climática de Caldas-Lang ....................................................................................................... 85

LISTA DE GRÁFICAS

Gráfica 1. Temperatura Media Mensual Estación Iberia antes de aplicar el Modelo ARIMA ....................................... 52



Gráfica 20. Comparación entre Índices MEI (índice Multivariado de ENOS) y ONI (Índice del Niño Oceánico) de

Eventos Niña 1973-1974 Vs 2010-2011 ....................................................................................................................... 97Gráfica 21. Tendencia Temperatura Media Anual Estación Checua, Municipio de Nemocón ..................................... 98

Gráfica 22. Tendencias en las temperaturas globales .................... ...................... ...................... ..................... ........... 99

LISTA DE DIAGRAMAS

Diagrama 1. Fase Exploratoria ................... ...................... ...................... ...................... ..................... ...................... ... 41

Diagrama 2. Fase de procesamiento y manejo de datos ............................................................................................. 41

Diagrama 3. Fase de Análisis de información .............................................................................................................. 42

Diagrama 4. Fase de presentación de resultados ........................................................................................................ 43

Diagrama 5. Resumen del análisis del coeficiente de correlación entre dos variables ................................................ 53

LISTA DE MAPAS

Mapa 1. Orografía cuenca del río Bogotá ..................................................................................................................... 35

Mapa 2. Distribución de la red meteorológica en el área de estudio ............................................................................ 44

M 3 I l l l l d l í B á 59



LISTA DE ANEXOS

ANEXO A. Tablas valores de precipitación (mm) IDEAM-CAR

ANEXO B. Tablas valores de temperatura (°C) IDEAM-CAR

ANEXO C. Tablas valores de humedad relativa (%) IDEAM-CAR

ANEXO D. Tablas valores de evaporación (mm) IDEAM-CAR

ANEXO E. Tablas valores de brillo solar (Hrs) y radiación solar (cal/cm 2) IDEAM-CAR

ANEXO F. Tablas valores de punto de rocío (°C) IDEAM-CAR

ANEXO G. Tablas valores de tensión de vapor (Mb) y nubosidad (Octas) IDEAM-CAR

ANEXO H. Gráficas precipitación (mm) IDEAM

ANEXO I G áfi i i ió ( ) CAR



ABREVIATURAS

CAR: Corporación Autónoma Regional

DANE: Departamento Administrativo Nacional de Estadística

ENOS: El Niño- Oscilación del Sur

IDEAM: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales

IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change

MEI: Índice Multivariado ENOS

NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration

OMM: Organización Meteorológica Mundial

http://en.wikipedia.org/wiki/Intergovernmental_Panel_on_Climate_Change


http://en.wikipedia.org/wiki/National_Oceanic_and_Atmospheric_Administration

http://en.wikipedia.org/wiki/National_Oceanic_and_Atmospheric_Administration




GLOSARIO TÉCNICO

ATMÓSFERA: capa gaseosa que rodea al planeta Tierra, cuya profundidad se

estima cerca de 1000 kilómetros, se compone teóricamente de la exosfera (parte

exterior) y la atmósfera propiamente dicha (primeros 450 kilómetros); esta última

se divide desde la superficie hacia el exterior en: troposfera, tropopausa,

estratosfera, estratopausa, mesosfera, mesopausa y termosfera.

BIOSFERA: zonas compuestas por todos los seres vivientes del planeta y su

hábitat, que abarcan ecosistemas terrestres o costeros/marinos, o una

combinación de los mismos.

BRILLO SOLAR: principal fuente de energía que posee la tierra y es emitida

directamente por el sol. La medición de la cantidad de horas diarias en que los

rayos del sol llegan directamente en forma efectiva, sobre la tierra, se efectúa por

medio de heliógrafos.



plazo que muestran los valores medios, varianzas, probabilidades de valores

extremos, etc.) en una porción determinada del espacio (WMO – N°182 –

1992).

CLIMATOLOGÍA: ciencia que estudia la evolución de las condiciones medias

de la atmósfera en periodos relativamente largos, incluyendo cambios que

ocurren en periodos de décadas (variabilidad decadal) o de siglos (variabilidad

secular).

CUENCA HIDROGRÁFICA: Entiéndase por cuenca u hoya hidrográfica el

área de aguas superficiales o subterráneas, que vierten a una red con uno ovarios cauces naturales, de caudal continuo o intermitente, que confluyen en un

curso mayor que, a su vez, puede desembocar en un río principal, en un

depósito natural de aguas, en un pantano o directamente en el mar.

Ó Ó



estaciones instaladas para monitorear la ocurrencia de las heladas en la

sabana de Bogotá.

ESTACIÓN PLUVIOGRÁFICA (PG): registra en forma mecánica y continua la

precipitación sobre una gráfica que permite conocer la cantidad, duración,

intensidad y periodo en el que ocurrió la lluvia. La mayoría de los pluviógrafos

son de registro diario.

ESTACIÓN PLUVIOMÉTRICA (PM): estación dotada de un pluviómetro que

permite medir la cantidad de lluvia caída entre dos observaciones consecutivas

(normalmente 24 horas).

ESTADO DEL TIEMPO: conjunto de valores de los elementos o variables

meteorológicas (condiciones atmosféricas) en un momento y lugar determinado,

Lowry, 1973, WMO-92).

Ó



el centro del Pacifico tropical central hasta las costas del norte de Perú, Ecuador y

sur de Colombia alterando sensiblemente el clima en diferentes regiones con la

disminución en las precipitaciones y el aumento de la temperatura media.

FENOMENO DE LA NIÑA: fortalecimiento de los vientos alisios que provoca un

aumento en la fuerza de arrastre que la atmosfera ejerce sobre la capa superficial

del océano, iniciándose el desplazamiento de aguas frías desde el Este hacia el

Oeste de la cuenca del océano Pacifico generando la aparición y permanencia por

varios meses de aguas superficiales frías desde el centro del Pacifico tropical

central hasta las costas del norte de Perú, Ecuador y sur de Colombia alterando

sensiblemente el clima en diferentes regiones con el aumento de las

precipitaciones y la disminución en la temperatura media.

HUMEDAD RELATIVA (Hr): relación en porcentaje, entre el vapor de agua

contenido en el aire y el necesario para saturarlo. También, puede definirse como

el cociente de la tensión de vapor de una muestra de aire y la tensión de vapor



PRECIPITACIÓN OROGRÁFICA: aquella que se origina por el ascenso de una

masa de aire, forzada por una barrera montañosa. En caso de una masa de aire

inestable, el efecto orográfico no supone más que el mecanismo de disparo de la

inestabilidad convectiva. La precipitación es mayor en barlovento y disminuye

rápidamente en sotavento. En las cadenas montañosas importantes, el máximo de

precipitación se produce antes de la divisoria. A veces, con menores altitudes, el

máximo se produce pasada ésta, debido a que el aire continúa en ascenso.

PRECIPITACIÓN CONVECTIVA: aquella que se origina por la inestabilidad de

una masa de aire que asciende al encontrarse más cálida que el aire que la rodea.

En el ascenso esta masa se enfría, se condensa y da origen a la nubosidad de

tipo cumuliforme de donde se desprenden fuertes precipitaciones.

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA (ONDA LARGA): energía en forma de

ondas electromagnéticas que es emitida por cualquier sustancia que posea calor.

Se les llama ondas electromagnéticas debido a que la transferencia de energía



INTRODUCCIÓN

El impacto negativo sobre los cuerpos de agua en el mundo está relacionado, en

su mayoría, con las actividades productivas del ser humano; este impacto se

incrementa, en algunos casos, por alteraciones en el comportamiento de las

condiciones climáticas, que son las que en últimas debieran determinar la cantidad

de agua que llega a estos sistemas. En el caso de la cuenca alta del río Bogotá,

actividades como la expansión de la frontera agrícola, la tala de árboles, la sobre

explotación de los suelos y el mal uso del recurso hídrico señalan un alto impacto

de origen antrópico sobre el área geográfica de la cuenca y esta problemática es

cada vez más preocupante, aún cuando se sabe que de este recurso depende

gran parte de las actividades económicas de muchos municipios. Es importante

anotar que una alteración de los caudales y una degradación de la cobertura

vegetal de la cuenca afectarán, cada vez más, los procesos en el ciclo hidrológico

normal de la región. De esta manera, es posible encontrar teorías que hablan del

cambio en el régimen anual de lluvias y de las temperaturas de la atmósfera



OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar la caracterización climatológica de la cuenca alta del río Bogotá yestablecer la relación entre el comportamiento de las variables meteorológicas y

los niveles y caudales hídricos del sistema.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Analizar la cobertura de la red meteorológica (distribución y número de

estaciones) en la cuenca alta del Rio Bogotá.



MARCO DE REFERENCIA

1.1 MARCO TEÓRICO

Es necesario tener pleno conocimiento del funcionamiento de una cuenca

hidrográfica, desde su comportamiento natural, hasta su ordenamiento y lasrelaciones de los diferentes componentes, especialmente el climatológico para

efectos del presente estudio. La comprensión de estas relaciones constituye el

pilar para la identificación de las problemáticas, potencialidades y restricciones de

la cuenca (causas, efectos, soluciones) y posteriormente de su manejo integral.

1.1.1 Cuenca hidrográfica

La cuenca hidrográfica es el área de aguas superficiales o subterráneas

provenientes de precipitaciones dentro del ciclo hidrológico, que vierten a una



Cuenca hidrográfica como unidad de ordenamiento

El agua es el elemento vital y determinante de la dinámica de las sociedades

humanas y de todas las comunidades biológicas, que hace parte de la

constitución estructural de la biosfera y fundamenta los procesos productivos

naturales, siendo determinante al condicionar el desarrollo de las actividades

socioeconómicas en el espacio y en el tiempo6, por tanto, la protección, mejora y

restauración de las cuencas hidrográficas tienen una importancia fundamental

para lograr los objetivos generales de desarrollo.

La explotación excesiva suele ocasionar la erosión del suelo y la degradación de

las tierras, mientras que la subutilización puede representar un derroche y

ocasionar problemas sociales7, por tanto, “la ordenación de una cuenca tiene por

objeto principal el planeamiento del uso y manejo sostenible de sus recursos

naturales renovables, de manera que se consiga mantener o restablecer un

adecuado equilibrio entre el aprovechamiento económico de tales recursos y la



consistiendo más bien en ligeras variaciones u oscilaciones, de hecho, desde el

establecimiento de las redes de observaciones meteorológicas apenas se ha

observado un incremento de la temperatura media de la Tierra durante el siglo

pasado, dato que se confirma al ver la notoria disminución del área ocupada por

los glaciales en las grandes cordilleras. El clima de un lugar se define como un

conjunto de manifestaciones meteorológicas y atmosféricas donde interactúan

numerosos elementos y factores condicionantes del medio ambiente y para su

determinación se emplean los valores medios de los diferentes elementos

meteorológicos que han sido medidos durante un periodo de tiempo que, ha de

ser mayor a 30 años, según la Conferencia Internacional de Directores de

Servicios Meteorológicos celebrada en Varsovia, en 1935. Este espacio de tiempo

es necesario especialmente para el estudio de la precipitación.

Los elementos o parámetros climatológicos, se definen como las condiciones que

caracterizan los estados del tiempo atmosférico en un momento y lugar

determinado, cuyo comportamiento a lo largo del tiempo permite estudiar el clima



Sistema climático global

El clima de la Tierra depende del equilibrio de la atmósfera que a su vez está

regido por la cantidad de radiación solar que ingresa al sistema y de la

concentración atmosférica de algunos gases variables que ejercen un efecto

invernadero, de las nubes y de los aerosoles originados de forma natural o debido

a la actividad del hombre, siendo todo esto la causa de las alteraciones en el clima

del planeta. Algunos de los gases variables en la atmosfera como el vapor de

agua y el CO2 son relativamente transparentes a la radiación solar caracterizada

por tener una longitud de onda corta a diferencia de la radiación de longitud de

onda larga que emite la Tierra, la cual dichos gases absorben bastante bien. La

atmósfera irradia parte de la energía absorbida al espacio y parte la regresa a la

superficie de la Tierra. Las dos terceras partes de la energía radiante atmosférica

son directamente devueltas a la superficie, suministrando una fuente de energía

adicional a la radiación solar directa. La energía radiante es la fuente más grande

de energía absorbida por la superficie de la Tierra. Este intercambio de energía



o cuando varían las características de reflexión absorción- emisión de la superficie

terrestre9.

Los parámetros o elementos climatológicos están estrechamente ligados con la

estructura y dinámica de la atmósfera; de igual manera, los procesos atmosféricos

se reflejan e interaccionan con los continentes, océanos y superficies cubiertas de

hielo (criósfera). Estos procesos originados en la atmósfera también se relacionan

con la biósfera (fauna, flora y demás sistemas vivos en el planeta) donde se

desarrolla la actividad humana. De esta manera, el SCG está compuesto por:

atmósfera, hidrosfera, criósfera, geósfera, biosfera y antroposfera, (Ilustración 1).

Ilustración 1. Sistema Climático Global



Zona de Confluencia Intertropical

La Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT) es una estrecha banda zonal donde

convergen los vientos Alisios del noreste, originados como un flujo alrededor de

las altas del Atlántico Norte, con los vientos Alisios del sureste, formados como un

flujo alrededor de las altas del Pacífico Sur y Atlántico Sur. Esta convergencia se

da como consecuencia del efecto de Coriolis generado por la rotación terrestre en

torno al eje que pasa por sus polos. El encuentro de estos vientos obliga al aire

cálido ecuatorial a elevarse (convección), movimiento ascendente que provoca un

enfriamiento del aire (expansión), condición que favorece la condensación y por

ende, el desarrollo de las nubes y de abundantes lluvias. Todo el sistema

intertropical es dinámico por su movimiento latitudinal, siguiendo el

desplazamiento aparente del sol con respecto a la Tierra, con un retraso

aproximado de dos meses por lo cual cambia paulatinamente la posición de los

centros báricos y las propiedades típicas de las masas de aire, arrastradas por

las corrientes respectivas.



descenso y vuelve a pasar por la zona de estudio a principios de octubre,

época en que se presenta otro pico máximo de precipitación en la cuenca del

río Bogotá y región del Páramo de Sumapaz (núcleo montañoso considerado

como una estrella fluvial, donde se originan ríos como el Duda, el Ariari, el

Blanco, el Tunjuelo, el Sumapaz y Cabrera10).

En las proximidades de la superficie, los vientos en dichas regiones son

generalmente variables y débiles antes de constituirse en vientos alisios que luego

alcanzan el Ecuador. De esta manera se forma en cada hemisferio un circuito

meridional en el movimiento del aire, a través de una amplia célula convectiva

conocida como Celda de Hadley.

1.1.3 Relación entre clima y recurso hídrico en una cuenca hidrográfica

Los caudales de un afluente dependen del régimen de precipitaciones, que a su

vez, está condicionado por los factores climatológicos. En la cuenca alta, la



La escorrentía superficial se genera cuando el suelo está saturado de agua y esta

no desciende más en los estratos, sino que se escurre por la superficie del

terreno, dando lugar a arroyos, quebradas y ríos. Cuando se presenta el menor

caudal de un río se conoce como estiaje.

La vegetación también cumple un papel determinante en la escorrentía de una

cuenca, ya que esta cumple con funciones como protección del suelo contra la

erosión, retención de la humedad en el seno de la cubierta vegetal, regulación de

la escorrentía, intensificación de la precipitación de nieblas goteantes (Font, 1991).

De esta manera, si se presentan lluvias intensas y no hay cobertura vegetal

suficiente se pueden generar desbordamientos e inundaciones en la parte baja de

la cuenca (IDEAM, 2002).

1.1.4 Caracterización climatológica

Una razón fundamental para realizar la caracterización climatológica de la



- Hacer una revisión, depuración y análisis de los datos de dichas

estaciones meteorológicas, identificando aquellas que cuenten con datos

confiables.

- Establecer la relación entre la posición de la zona de convergencia

intertropical (ZCIT) y los factores climáticos altitud (elevación) ydisposición topográfica de las vertientes para determinar el régimen

climático predominante (Monomodal o Bimodal); determinar la

distribución espacial de las isoyetas e isotermas y las características

puntuales de otros elementos del clima como vientos, brillo solar y

humedad relativa; establecer las zonas climáticas a partir de los datosobtenidos de los índices de humedad, de aridez e hídrico, utilizando en

este caso el modelo de Caldas - Lang.

Modelo climático de Caldas-Lang.



- Clasificación de Caldas

La clasificación de Caldas, (Tabla 1), fue ideada en 1802 por Francisco José de

Caldas, quién considero únicamente la variación de la temperatura con la altura

(pisos térmicos) y su aplicabilidad es exclusiva para el trópico americano. En

Colombia es la más conocida por el usuario común, pero es incompleta, debido a

que únicamente considera el factor térmico.

Tabla 1. Consideraciones sobre los pisos térmicos. F.J.Caldas



A continuación se nombran los 25 tipos de clima que se conocen como

clasificación de Caldas Lang (Tabla 3):

Tabla 3. Tipos de clima según Caldas Lang



Mediante el uso del Sistema de Información Geográfica ARC/INFO™ se realizó la

zonificación para el área de estudio correspondiente a la Cuenca Alta y Media del

Río Bogotá. Esta se efectuó teniendo en cuenta los excesos que se obtiene del

balance hídrico y con la información resultante se creó una matriz geográfica en

donde cada mapa representa la variación espacial de los excesos en una década.

Plan de Ordenación y Manejo de la Cuenca Hidrográfica del Río Bogotá.

Elaboración del Diagnostico, Prospectiva y Formulación de la Cuenca

Hidrográfica del río Bogotá - CAR 2006.

La Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR) como entidad

encargada de administrar y manejar los recursos naturales, a través delSubprograma Planeación, Ordenación y el Manejo de Cuencas Hidrográficas

elaboró el diagnóstico, prospectiva y formulación de la Cuenca Hidrográfica del río

Bogotá, siguiendo la metodología de la Guía Técnico Científica para la ordenación

de Cuencas Hidrográficas en Colombia publicada por el IDEAM (2004).



1.3 MARCO LEGAL

El marco legal que existe en Colombia con respecto a la ordenación de cuencas

hidrográficas y la conservación de los recursos naturales que estas proveen, es

bastante completo, no obstante, es importante resaltar que la función de las

entidades ambientales competentes y los entes de control es primordial para

hacer cumplir la legislación vigente. (Tabla 4).

Tabla 4. Marco legal sobre cuencas hidrográficas



2. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA ZONA DE ESTUDIO

Es indispensable conocer los aspectos más relevantes que intervienen en el

comportamiento de la cuenca alta del río Bogotá, entre ellos los componentes

físicos-bióticos, socioeconómicos, hidrogeológicos y climatológicos, ya que

cumplen una función importante. La alteración de estos factores, afectaría de

una u otra forma el funcionamiento de la cuenca, por tal razón, a continuación

se describirá brevemente las características generales de la zona de estudio.

2.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA CUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ

La cuenca del río Bogotá está localizada en la parte central de Colombia, ubicada

dentro del Departamento de Cundinamarca donde se encuentran situados 45

municipios y el Distrito Capital.



Limita al norte con el Departamento de Boyacá, al sur con el Departamento del

Tolima, al occidente con los municipios de Albán, Bituima, Guayabal de Síquima,

La Vega, Sasaima, San Francisco, Supatá y Pacho, finalmente al oriente con los

municipios de Chipaque, Choachi, Nilo, Silvana, Tibacuy y Ubaque.

La cuenca alta del río Bogotá, nace en el páramo de Guacheneque (Foto 1), a

unos 3300 msnm y llega hasta 2650 msnm en el punto conocido como puente LaVirgen, sirviendo a su paso a varios municipios. Cuenta con una superficie de

2400 kilómetros cuadrados aproximadamente y en el recorrido del río en su parte

alta es de 170 kilómetros, el 45% de la longitud total del mismo (370 kilómetros

hasta su desembocadura en el río Magdalena).

Foto 1. Paramo de Guacheneque en el nacimiento del río Bogotá



2.2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA CUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ

2.2.1 Geomorfología

En la cuenca alta del río Bogotá predomina el relieve fuertemente ondulado a

fuertemente quebrado en más de la mitad de su extensión territorial (52.3%)

correspondiendo principalmente a las zonas montañosas que rodean la Sabana

de Bogotá en altitudes por encima de los 2600 msnm, (Foto 2). Aproximadamente

el 14.4% corresponde a relieves ligeramente inclinados y ondulados y 12.2% a

relieves ondulados e inclinados. Una fracción menor al 5.6% del área total

corresponde a relieves escarpados y muy escarpados principalmente en las zonas

con fallas y de escarpes mayores en las partes más altas de las montañas11.

Estas condiciones de alta montaña son las que favorecen en gran medida la

generación de la precipitación orográfica que cae, principalmente, sobre las

laderas que conforman el valle geográfico del río Bogotá (Mapa1).



Mapa 1. Orografía cuenca del río Bogotá

Fuente: Ordenación del recurso hídrico de la cuenca alta del río Bogotá. Climatología (López L. – 2010)



2.2.2 Hidrografía de la región

El río Bogotá nace en el municipio de Villapinzón, sobre los 3300 msnm y se

ubica en la parte central del departamento de Cundinamarca, tiene un área

tributaria total hasta su desembocadura en el río Magdalena de 5.476 Km2,

sobre la cota 280 msnm y una longitud de 370 Km. En total se localizan dentro

de la cuenca 46 municipios, incluyendo el distrito capital y tiene 19 tributariosde importancia.

La cuenca alta va desde su nacimiento en páramo de Guacheneque (Alto de la

Calavera) hasta el norte de la zona urbana del Distrito Capital. El sistema

hídrico está compuesto por quebradas, ríos, lagunas y humedales y un sistemade regulación para abastecimiento y generación eléctrica, compuesto por

embalses y un distrito de riego.

En la cuenca alta, se observan los humedales pertenecientes a la laguna del



Foto 3. Frailejón del Paramo de Guacheneque

La cuenca alta del río Bogotá está constituida por una cobertura vegetal

correspondiente a los bosques alto andinos y andinos los cuales se encuentran

muy intervenidos por el hombre para el establecimiento de pastos y cultivos

Estas áreas son de vital importancia para el sistema hidrológico de la cuenca,



Foto 4. Hayuelo (Dodonea viscosa) - Especie característica de los Bosques alto Andinos

En cuanto a la fauna en la zona, existen distintas especies entre las cuales se

encuentran, Aves Mammalia, Reptilea, Anphibia y Peces, (Tabla 5).

Tabla 5. Número de especies según subcuenca



En cuanto a las actividades económicas agropecuarias (Fotos 5, 6, 7 y 8), e

industriales presentes en la zona, se identifican el procesamiento de cueros, los

cultivos tanto transitorios como permanentes, la ganadería de doble propósito,

entre otros13.

Foto 5. Actividad ganadera Foto 6. Actividad agrícola



3. METODOLOGÍA

Para el desarrollo del proyecto, fue necesario establecer una metodología, que

permitiera ejecutar paso a paso y de forma organizada cada una de las diferentes

fases, partiendo de la búsqueda y adquisición de todo el material bibliográfico y

cartográfico requerido como apoyo para la realización del proyecto y la

información meteorológica que se obtuvo a partir de la identificación de aquellasestaciones pertenecientes a la red meteorología disponible en el área de estudio,

procurando que estas contaran con series y datos confiables para establecer la

realidad climática de la cuenca alta, por lo que se realizó una revisión de la

información disponible para luego trabajar sobre esta y, finalmente,

establecer el comportamiento de los diferentes parámetros meteorológicos,realizar la zonificación climatológica de la cuenca alta del río Bogotá y determinar

su relación con el comportamiento de los niveles y caudales hídricos del sistema.

3.1 FASES DEL PROYECTO



Diagrama 1. Fase Exploratoria

3.1.2 Fase 2: Procesamiento y manejo de datos

En esta fase se realizó la selección y verificación de la información. Con la

aplicación del software estadístico SPSS se ajustaron las series de datos. Los

datos finales fueron utilizados en la construcción de gráficos y mapas (isoyetas e



3.1.3 Fase 3: Análisis de Información

En la tercera fase se analizó la red meteorológica en cuanto a su cobertura y

distribución, se determinó la distribución espacio –temporal de los parámetros

meteorológicos, teniendo en cuenta los factores que influyen en su

comportamiento, con lo que se obtuvo el régimen climático de la zona de estudio.

Finalmente se realizó la zonificación climática por el método Caldas-Lang. En elanálisis se tuvo en cuenta algunas consideraciones relacionadas con el

comportamiento del sistema hídrico de la cuenca, frente al Fenómeno ENOS y el

cambio climático, (Diagrama 3).

Diagrama 3. Fase de Análisis de información



Diagrama 4. Fase de presentación de resultados

3.2 INVENTARIO Y ANÁLISIS DE LA RED METEOROLÓGICA

3.2.1 Criterios de calidad para selección de información climatológica

Para establecer la caracterización climatológica del área de estudio se trabajó con61 estaciones meteorológicas, (Tabla 6 y 7), operadas por la CAR y el IDEAM en

los 14 municipios que hacen parte de la cuenca alta del río Bogotá (Mapa 2),

buscando que las estaciones contaran con series de precipitación, temperatura,

evaporación, humedad relativa, brillo solar, velocidad y dirección del viento.



Mapa 2. Distribución de la red meteorológica en el área de estudio

Fuente: Ordenación del recurso hídrico de la cuenca alta del río Bogotá. Climatología (López L. – 2010)



Tabla 6. Red de estaciones meteorológicas seleccionadas del IDEAM



Tabla 7. Red de estaciones meteorológicas seleccionadas de la CAR



Tabla 8. Porcentajes de disponibilidad de datos en estaciones meteorológicas CAR-IDEAM



3.2.2 Cobertura de la red meteorológica

Al realizar la caracterización climatológica del área de estudio, se evaluó el

nivel de cobertura de cada parámetro según la red meteorológica disponible.

Para esto se hizo una revisión, determinando con cuantos y cuales parámetros

meteorológicos contaba cada una de las estaciones, luego se organizó la

información obtenida en una hoja Excel y finalmente se sacó el porcentaje de

cobertura de cada parámetro meteorológico (Tabla 9).

Los porcentajes finales demuestran que del 100% de los parámetros

meteorológicos, la precipitación (totales mensuales, número de díasmensuales, máxima 24 hr), con un 78% es el parámetro que tiene mayor

cobertura en la zona, en cuanto a la temperatura, humedad, evaporación, y

punto de roció, cada uno tiene un porcentaje del 4% de cobertura, el brillo solar

tiene un 3% de cobertura y en último lugar se encuentra la radiación solar y el



Tabla 9. Cobertura de la red meteorológica según parámetros en Estaciones CAR-IDEAM



3.2.3 Procesamiento de la información

Tomando como base el manual para el manejo y verificación de información

meteorológica (López V. 1988), se procedió a depurar los datos eliminando

aquellos cuyo comportamiento no correspondía (errores en la observación y/o

codificación) a los rangos de elevación y a las características de la zona de

estudio.

Durante el proceso se pudo establecer que en muchos casos las observaciones

fueron realizadas a deshoras14 lo que dificultó en buena medida el proceso de

verificación (tratamiento dado a la información analizándola, depurándola,

corrigiéndola y, en algunos casos, complementándola).

3.2.4 Generación de datos faltantes

Algunas series de precipitación y temperatura presentaron vacios en meses,



Método de series de tiempo modelo ARIMA

El acrónimo ARIMA significa Modelos Auto-regresivos Integrados de

Medias Móviles (Auto-Regresive Integrated Moving Average) y cada una de

las tres partes del acrónimo se le denomina componente y modela un

comportamiento distinto de la serie15. Se define el modelo como auto-

regresivo si la variable endógena de un período t es explicada por las

observaciones de ella misma correspondientes a períodos anteriores

añadiéndose un término de error.

En el caso de procesos estacionarios con distribución normal, la teoría

estadística de los procesos estocásticos dice que, bajo determinadas

condiciones previas, toda Y t puede expresarse como una combinación lineal de

sus valores pasados (parte sistemática) más un término de error (innovación).

Los modelos auto-regresivos se abrevian con la palabra AR tras la que se

indica el orden del modelo: AR (1), AR (2),....etc.



y las variables independientes son valores de la serie y valores de los errores

de ajuste retrasados hasta unos órdenes p y q, respectivamente16.

A continuación se muestran dos gráficas de temperatura media mensual de la

estación Iberia de la CAR. En la primera (Gráfica 1), se observa algunas

discontinuidades correspondientes a los datos faltantes y en la segunda (Gráfica

2), se pueden apreciar las predicciones proporcionadas por el modelo ARIMApara completar la serie.

Es importante aclarar que la serie correspondiente a la temperatura media

mensual de la estación de Iberia se tomó desde el año 1970 hasta el 2009, pero

para efectos de facilitar la explicación en cuanto a la aplicación del modelo ARIMAen el presente trabajo, se decidió tomar la serie desde 1991 hasta el 2009 a

manera de ejemplo.

Gráfica 1. Temperatura Media Mensual Estación Iberia antes de aplicar el Modelo ARIMA



Gráfica 2. Temperatura Media Mensual Estación Iberia generada en el software SPSS aplicando el

modelo ARIMA

3.2.5 Regresión Lineal



3.3 METODOLOGÍA PARA LA CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA

La clasificación climática del área que comprende la cuenca alta del río Bogotá, se

determinó utilizando el método basado en las teorías propuestas por Caldas y

Lang, en el cual se tienen en cuenta los parámetros temperatura, elevación y

precipitación.

Para realizar la clasificación climática fue necesario escoger estaciones que

contaran con información tanto de temperatura como de precipitación, y que al

mismo tiempo, por su distribución en el área de la cuenca alta del río Bogotá

pudieran ser representativas para determinar la clasificación climática de la región,

razón por la cual, de 61 estaciones solo se utilizaron 10 de ellas para aplicar el

método de Caldas- Lang (Tabla 10).

Tabla 10. Estaciones utilizadas para aplicar el método de Caldas-Lang



4. EL CLIMA EN LA CUENCA ALTA DEL RIO BOGOTÁ

Luego del proceso de depuración de la información, de generación de datos

faltantes para completar series y teniendo en cuenta el tipo de estación

(climatológica, automática o pluviométrica), se realizó el análisis de los datos con

el fin de establecer el comportamiento del clima en la región. El estudio de las

variables se llevó a cabo tomando como base las series mensuales multianualesde los parámetros definidos.

4.1 CONSIDERACIONES SOBRE LA METEOROLOGÍA DE LA REGIÓN

4.1.1 Climatología

La OMM (Organización Meteorológica Mundial ), en su publicación técnica N°182,

define el clima como la síntesis de las condiciones meteorológicas, caracterizadas

por los estados y las evoluciones del tiempo (representadas por estadísticas a



elementos o parámetros meteorológicos (lluvias, temperatura, insolación,

humedad, etc.) y entregan características particulares al clima en las distintasregiones del país.

Debido a las diferencias térmicas existentes entre las latitudes medias y bajas del

planeta, se originan corrientes atmosféricas permanentes en la baja troposfera que

se mueven entre los trópicos y el ecuador. Estas corrientes, cálidas y húmedas, decomponente noreste y sureste son conocidas como vientos Alisios y en su

recorrido se encuentran sobre la franja ecuatorial dando origen a una zona de

bajas presiones conocida como Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT),

caracterizada por la formación de grandes y abundantes nubes, las cuales dan

origen a precipitaciones de variada intensidad.

La ZCIT tiene un desplazamiento sur-norte-sur a lo largo del año, alcanzando su

posición extrema norte (entre 12º y 15° N), durante los meses de julio y

septiembre (estación de verano en el Hemisferio boreal) y su posición extrema sur



parámetros como la cantidad de agua lluvia que cae sobre el área del alto Bogotá

y la cantidad que se escapa de ella por escorrentía o en forma de vapor es posibledeterminar, en buena medida, el balance hídrico de esta parte de la cuenca.

4.2 COMPORTAMIENTO DE LA PRECIPITACIÓN

La precipitación es considerada, al lado de la temperatura, como una de las

variables más importantes a la hora de estudiar el régimen climático de un lugar,

especialmente en latitudes próximas al ecuador donde el concepto de clima

pareciera limitarse al comportamiento de las lluvias. Además, es la precipitación el

elemento que determina el tipo de cobertura, la distribución de la fauna y la flora y,

más que nada, el establecimiento del ser humano sobre el planeta. Estas y otras

razones, relacionadas todas con la disponibilidad del recurso hídrico, obligan a

una mirada cuidadosa sobre el comportamiento de este parámetro.

La precipitación en el área de estudio, además de tener un comportamiento cíclico



En la cuenca alta del río Bogotá es posible observar la relación directa entre laorografía y el comportamiento de las lluvias. En el valle geográfico del río, por

ejemplo, se observa un comportamiento de la precipitación diferente al de las

laderas que lo conforman; así mismo, la parte más alta de la cuenca (nacimiento

en el municipio de Villapinzón) presenta cantidades diferentes a las registradas en

las estaciones próximas a la sabana de Bogotá.

4.2.1 Distribución espacial

El análisis espacial de la lluvia tiene como objeto no solo determinar la manera

como se distribuyen los valores registrados a lo largo de un área o superficie

determinadas, sino el de establecer las relaciones existentes entre estos valores

(tomados en las diferentes estaciones) y los factores representativos de la región

(orografía, cobertura, fuentes hídricas) que los determinan. Partiendo de la base

que la lluvia no cae con igual intensidad ni frecuencia sobre todos los puntos de la



Mapa 3. Isoyetas totales anuales en la cuenca alta del río Bogotá

Fuente: Ordenación del recurso hídrico de la cuenca alta del río Bogotá – Climatología (López L. – 2010)



Los totales mensuales más altos se presentan, especialmente, en la margen

derecha del río. En la estación Guerrero, ubicada en el municipio de Zipaquirá setiene un registro total medio de 1252,3 mm, en la estación de Ventalarga, ubicada

en el mismo municipio, la media multianual es de 1063,8 mm. En el municipio de

Cogua, la estación El Cedral tiene un total medio anual de 956,3 mm, la Represa

del Neusa posee un registro medio de 923 mm y en la estación El borracho el dato

total medio es de 818,8 mm. Vale la pena anotar que sobre esta margen del ríoson varias las estaciones que tienen totales medios alrededor de 800 mm, valores

que descienden al disminuir la elevación.

En la margen izquierda del río también es posible observar el incremento de las

lluvias en la medida que se asciende por la ladera de la cordillera oriental pero, lostotales medios son más bajos que los que se registran en la margen derecha del

río. Los valores más altos (alrededor de 800 mm) corresponden a las estaciones

ubicadas en el municipio de Chocontá, es el caso de La Iberia con 821mm y la

Represa El Sisga con 899,7 mm de lluvia media anual; estas cantidades de lluvia



Los valores más bajos de precipitación se registran en sectores bajos del

piedemonte y en el valle geográfico del río. Es el caso de las estaciones Hoyo Arriba en el municipio de Suesca con un total medio anual de 597 mm, Checua en

el municipio de Nemocón (621 mm), Bombas en el municipio de Sesquilé (612,9),

Montecillos en Guatavita (623,5) y Alco en el municipio de Cajicá con 626 mm.

4.2.2 Distribución temporal

Estadísticamente, cuando en una región se alternan dos temporadas lluviosas y

dos relativamente secas durante el año, como en el sector donde corre el río

Bogotá, se dice que la distribución temporal de la precipitación es de tipo bimodal;

si por el contrario, como ocurre en algunos lugares, solamente se presenta un

período lluvioso y uno seco o menos lluvioso se dice que la precipitación

corresponde a una distribución monomodal. Para establecer la manera como se

comporta, en término medio, la precipitación a lo largo del año, se analizan los

datos de algunas estaciones ubicadas en la parte alta de la cuenca. Estos datos



Gráfica 3. Comportamiento de las lluvias en el municipio de Chocontá

Las lluvias que se presentan entre junio y agosto en este sector de la cuenca

están relacionadas con el ingreso de masas de aire frío y húmedo provenientes

del sureste del continente (en época de invierno), las cuales impulsadas por los

vientos Alisios alcanzan su estado de saturación y condensación y son

0200

( m m )

MESES

DISTRIBUCIÓN

MENSUAL DE LA

PRECIPITACI ÓN

ESTACIÓN PANONIA -

CHOCONTÁ

TOTALES

PRECIPITACI

ÓN



Aunque en la parte alta de Suesca y Sesquilé los valores observados son un poco

diferentes, el comportamiento es similar al del municipio de Villapinzón.

Gráfica 4. Comportamiento de las lluvias en sectores elevados de la cuenca alta

En municipios como Nemocón, Cogua, Zipaquirá, Gachancipá, Sopó y, en



Gráfica 5. Comportamiento de la lluvia en la parte central de la cuenca alta



4.3 COMPORTAMIENTO DE LA TEMPERATURA

Cuando se habla de la temperatura del aire en superficie se hace referencia a la

lectura que se toma de un termómetro expuesto al aire en una caseta o abrigo

meteorológico, a una altura comprendida entre 1,25 y 2 metros sobre el nivel del

suelo. En un punto cualquiera de la tierra, las temperaturas más bajas (mínimas)

se presentan luego del enfriamiento nocturno y antes de que la radiación solar

empiece a superar la terrestre. En la región intertropical, la temperatura máxima

se presenta un poco después del medio día (aproximadamente dos horas

después del cenit), cuando la inclinación de los rayos solares es aún pequeña y la

ganancia de radiación por parte de la tierra continúa superando las pérdidas.

De otro lado, se sabe que la temperatura varía con la altitud, disminuyendo

gradualmente en la medida que se asciende, lo que se conoce como gradiente

térmico vertical y hace parte de la explicación de los pisos térmicos. Es normal,

entonces que, en la medida en que ascendemos por la ladera de las montañas



estas isolíneas se tomaron las estaciones climatológicas localizadas en la cuenca

alta del río Bogotá, teniendo en cuenta su elevación, con la que se establece elgradiente térmico. Revisando el estudio del comportamiento de la temperatura en

Colombia (Cortez E. 1986) y teniendo en cuenta los datos disponibles se

consideró un gradiente de -0,66°C por cada 100 m de ascenso con el que se hizo

el ajuste de las isolíneas de temperatura.

La temperatura aumenta entre el nacimiento del río en el municipio de Villapinzón

y el ingreso del mismo en la sabana de Bogotá, lo mismo sucede cuando se

desciende desde la divisoria de aguas hasta el valle geográfico del río (Mapa 4).

Así, en la estación Silos (municipio de Chocontá), ubicada sobre los 2720 msnm

sobre la ladera oriental del río la temperatura media es de 12°C, valores que sonsimilares a los registrados en la parte alta del municipio de Guasca donde la

temperatura media es de 13°C.

La ladera occidental del río tiene un comportamiento similar, aunque no es tan

afectada por la acción del aire frío arrastrado por los Alisios del sureste a mitad de



Mapa 4. Isotermas medias anuales en la cuenca alta del río Bogotá





Las temperaturas medias más bajas en toda el área de la cuenca alta del río

Bogotá ocurren entre junio y agosto cuando, como ya se trató en párrafos

anteriores, llegan a la cima de la cordillera oriental los fríos y húmedos vientos

procedentes del hemisferio sur (en época de invierno). En esta época los cielos se

cubren, la radiación disminuye y las permanentes lluvias y lloviznas mantienen elaire fresco durante la mayor parte del día lo que baja los promedios de

temperatura.

En el municipio de Chocontá, de acuerdo con los registros de la estación Silos, la

temperatura media sobre los 2700 msnm está alrededor de los 12°C, en estamisma estación se tiene una temperatura mínima media de 7,7°C con valores

mínimos extremos de entre -3° y -5°C en los meses de enero y febrero, cuando los

cielos despejados permiten sobre enfriamientos nocturnos en la superficie. La

estación de Guasca, en el mismo municipio, reporta una temperatura media de



Gráfica 6. Comportamiento de la temperatura en la cuenca alta del río Bogotá



entre diciembre y marzo predominan los cielos ligeramente cubiertos, condición

que favorecen el sobre enfriamiento nocturno de los suelos y la probabilidad deocurrencia de las heladas. La poca nubosidad durante estos meses también

permite el sobrecalentamiento diurno de la superficie por lo que el aire atmosférico

en contacto con esta adquiere valores altos de temperatura. Durante estos meses,

por ejemplo, en la estación Silos, en el municipio de Chocontá (2700 msnm) el

valor de la temperatura máxima media es de entre 20 y 21,5ºC y, de acuerdo conlos datos del IDEAM los valores máximos medios han alcanzado los 24ºC en el

mes de enero.

Gráfica 7. Comportamiento de la temperatura mínima en la cuenca alta del río Bogotá



Durante los meses lluviosos (entre abril y julio, octubre y noviembre, en la mayoría

de las estaciones) se presentan los valores más altos de temperatura media,cuando el cielo está más cubierto y la energía de la tierra no se pierde tan

fácilmente. Durante estos meses las temperaturas mínimas, entonces, no son tan

bajas y las máximas no son tan altas.

4.4 COMPORTAMIENTO DE LA EVAPORACIÓN

La transferencia de agua desde la superficie de la Tierra hacia la atmósfera, se

debe a los procesos de evaporación del agua líquida, sublimación del hielo y

transpiración de las plantas. Físicamente se puede definir como la conversión

gradual de un líquido en gas sin que haya ebullición. Los elementos

meteorológicos más importantes en un proceso de evaporación son la

temperatura y el viento, sin embargo, los niveles de evaporación dependen

directamente de la capacidad de retención.



Mapa 5. Distribución espacial de la evaporación en el área de estudio




Lo anterior muestra que, las cantidades de evaporación disminuyen con la

elevación alcanzando los menores valores sobre las franjas hipsométricas dondese presentan los niveles de condensación de las diferentes laderas (Mapa 5). Se

puede apreciar, además, que los totales de evaporación son un poco más

elevados en la parte alta de la ladera oriental del río, debido a la acción del Fôhn

(viento ágil que desciende de la montaña luego de que el aire ha perdido humedad

en los procesos de precipitación).


Durante las épocas de lluvia la nubosidad aumenta haciendo que disminuya la

cantidad de radiación sobre la superficie, lo que se ve reflejado en unadisminución de la térmica del aire en superficie. El enfriamiento del aire, debido a

las lluvias y el decrecimiento de los valores de radiación, dan como resultado un

aumento de la humedad del aire, condición que determina la disminución de los

procesos de evaporación.



Gráfica 8. Comportamiento de la evaporación en la cuenca alta del río Bogotá



4.5 COMPORTAMIENTO DE LA HUMEDAD RELATIVA

En la baja atmósfera existen cantidades variables de agua en estado de vapor, las

cuales se constituyen en uno de los componentes más importantes del aire

atmosférico. En los primeros kilómetros de la tropósfera se encuentra concentrada

la mayor parte del vapor de agua, procedente en su mayoría de los depósitos

superficiales de agua (lagos, ríos y mares). Cuando una masa de aire se enfría se

reduce su volumen y aumenta su razón de mezcla haciéndose más húmeda,

razón por la cual los valores de humedad se incrementen en la medida que se

asciende por las laderas de las montañas.


La humedad relativa, al igual que la precipitación crece en la medida en que se

asciende por las montañas que limitan la cuenca presentando valores medios que,

en su mayoría, oscilan entre 70% en los meses secos (enero a marzo) y 85% en



más septentrional, la advección de masas de aire húmedo desde el SE del país se

intensifica, las lloviznas se hacen persistentes y la humedad alcanza valoresmedios hasta de 89% en los meses de junio y julio. Las masas de aire húmedo

continúan penetrando hasta comienzos de septiembre cuando la ZCIT está de

regreso, situación que hace que los valores de humedad se mantengan por

encima de 85% hasta mediados del mes de diciembre.

Gráfica 9. Comportamiento de la humedad del aire en la cuenca alta del Río Bogotá



lluvias se incrementan por las razones ya expuestas se presentan promedios entre

72 y 76%.

4.6 BRILLO Y RADIACIÓN SOLAR

La duración del brillo solar representa el tiempo total (en horas normalmente)

durante el cual incide la luz solar de manera directa sobre la superficie, en un lugar

cualquiera de la tierra. El total de horas de brillo solar efectivo es uno de los

factores que determinan el clima de una región. Este elemento meteorológico es

importante en muchas de las actividades del ser humano. Sectores como el

agrícola, forestal, turismo, construcción y energía, planifican aspectos del

cumplimiento de sus programas y actividades sobre la perspectiva de disponer deun suficiente número de horas con brillo solar durante el día.





La distribución temporal del brillo solar, es inversamente proporcional al

comportamiento de la nubosidad y las lluvias y directamente proporcional, en la

mayoría de los casos, a la temperatura media (Gráfica 10).

Gráfica 10. Comportamiento del brillo solar en la cuenca alta del río Bogotá



De otro lado, el comportamiento de la radiación global media en el área de la

cuenca alta es un poco más regular que el caso de la insolación, esto debido aque, aunque el cielo se encuentre cubierto siempre se registrarán cantidades de

radiación difusa que llegan a la superficie. En la estación la fortuna (Villapinzón),

por ejemplo, el máximo medio de radiación se presenta en el mes de diciembre

(425cal/cm2min) y el mínimo en el mes de abril (360 cal/cm2min). El total de

radiación global media anual en este municipio es de (4800 cal/cm2

min). Lascantidades de radiación en los municipios de esta región aunque no varían mucho,

presentan una ligera disminución con la elevación en razón a la presencia de las

nubes orográficas (Gráfica 11).

Gráfica 11. Comportamiento de la radiación solar en la cuenca alta del río Bogotá



La radiación solar, presenta una distribución de tipo monomodal a lo largo del año,

con valores que varían alrededor de las 310 cal/cm2

, excepto durante los mesesde noviembre y diciembre en el segundo semestre, donde se observan los valores

más altos, con registros de 328 cal/cm2 y 331 cal/cm2, respectivamente y en los

meses de enero febrero y marzo, siendo el mes de enero el que presenta el valor

más alto del año, con un registro de 370 cal/cm2. El valor total anual es de 3.848

cal/cm2

.

4.7 DIRECCIÓN Y VELOCIDAD DEL VIENTO

Una primera aproximación al comportamiento del viento en la cuenca alta del rio

Bogotá corresponde a lo presentado en el Atlas de Viento y Energía Eólica

(UPME-IDEAM, 2007)17. En este trabajo los mapas fueron obtenidos mediante la

aplicación de algoritmos físicos usados en un modelo meteorológico regional con

datos de anemógrafos tomados directamente de 111 estaciones del país y

complementadas con información de modelos meteorológicos de baja resolución



En el mapa de velocidad del viento promedio multianual se observa que

Cundinamarca se puede caracterizar por tener valores bajos de la intensidad delviento (Ilustración 3). Este análisis no considera los efectos locales y de micro

escala que modifican el comportamiento de esta variable en la región.

El análisis del comportamiento temporal del viento se hizo tomando datos de dos

estaciones: Gachaneca en Boyacá y aeropuerto Eldorado (Gráficas 12 y 13).

En ambas estaciones se muestra que la mayor intensidad se presenta hacia el

mediodía y en horas de la tarde, siendo el periodo mayo-septiembre el que

presenta los valores más altos en el año.

Gráfica 12. Comportamiento de la velocidad y la dirección del viento: Estación Gachaneca



Gráfica 13. Comportamiento de la velocidad y la dirección del viento: Estación Eldorado

Mientras en la estación Gachaneca (Boyacá) los vientos soplan de manera



posible observar también que con frecuencia se presentan corrientes de aire del

oeste, suroeste y sur, aunque con velocidades mucho menores que las de losvientos del Este, los cuales alcanzan velocidades superiores a los 9 m/s.

Gráfica 14. Rosa de vientos de la estación Guatavita para el periodo 1991 a 2008



Gráfica 15. Distribución de frecuencias, velocidad y dirección del viento. Estación Guatavita



5. CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA

Al aplicar el método propuesto por Caldas-Lang, para establecer la clasificación

climática de la cuenca alta del río Bogotá, fue necesario escoger estaciones que

contaran con información tanto de temperatura como de precipitación, y que al

mismo tiempo, por su distribución en el área (elevación) de la cuenca, pudieranser representativas (Tabla 11).

Tabla 11. Clasificación Climática de Caldas-Lang



Para hacer el análisis de los climas que predominan en el área de estudio, se

partió del hecho que, en la mayoría de las cabeceras de las subcuencas quealimentan la cuenca alta del río Bogotá, se conservan aún ecosistemas de

páramo, acompañados por temperaturas muy bajas dando lugar a climas

semihúmedos, fríos y muy fríos que pudieran bien asimilarse al Páramo bajo

semihúmedo de la clasificación Caldas Lang.

Las regiones paramunas del norte de Villapinzón y Suesca (Mapa 6 ), sobre las

que caen pocas cantidades de lluvia a lo largo del año, presentan un clima

predominantemente semiárido frío y muy frío, el cual, sería equivalente al páramo

bajo semiárido al que hace referencia la clasificación de Caldas Lang.

Aunque entre las cotas 2.500 y 2.700, se identifica una franja del territorio de la

cuenca alta donde predomina el clima frío semihúmedo, es importante anotar que

una parte de esta franja, alrededor de los 2700 msnm , donde existen

temperaturas medias entre 11 y 13ªC, presenta características de lluvias



Mapa 6. Clasificación climática de la cuenca alta del río Bogotá. Método Caldas Lang

Fuente: Ordenación del recurso hídrico de la cuenca alta del río Bogotá – Unisalle. 2010



6. INFLUENCIA DE LOS EVENTOS CLIMATICOS Y ANTRÓPICOS SOBRE

EL SISTEMA HÍDRICO

El estudio del comportamiento del clima en la región, es necesario para entender

la manera como este influye en el caudal que corre por el río y la disponibilidad

hídrica de la cuenca. Para tal fin, es indispensable determinar la correlación

existente entre parámetros como la precipitación, los caudales y niveles mediosregistrados en algunas estaciones meteorológicas de la cuenca alta y analizar el

comportamiento de estos, según las series disponibles, teniendo en cuenta

factores que pueden influir como el cambio climático, los fenómenos ENOS y las

actividades antrópicas llevadas a cabo en la cuenca.

6.1 RELACIÓN ENTRE PRECIPITACIÓN, CAUDALES Y NIVELES MEDIOS

Para establecer la relación entre la precipitación, los caudales y los niveles

medios presentados en los cuerpos de agua de la cuenca (Foto 10), se utilizaron



Se revisó la información y se hicieron gráficas de cada parámetro para observar su

comportamiento y su respectiva tendencia en un intervalo de tiempo determinado.Las estaciones que se utilizaron para establecer la relación fueron Villapinzón,

Tocancipá, Saucio y La Iberia (Chocontá).

6.1.1 Análisis gráficas estación Villapinzón

La estación Limnigráfica de Villapinzón se encuentra ubicada en las coordenadas

5°13´N-73°36´W y tiene una elevación de 2705 msnm, en cuanto a la estación

Pluviográfica del municipio, está situada en las coordenadas 5°12´N-73°36´W a

una elevación de 2700 msnm. El municipio de Villapinzón se localiza sobre la

ladera de la cordillera oriental, siendo así, uno de los puntos más elevados de lacuenca alta del río Bogotá, muy cercano al nacimiento del río, en el paramo de

Guacheneque. Como ya se había mencionado en el capítulo 4, los valores de

precipitación se incrementan y los de temperatura disminuyen en la medida que se

asciende desde el lecho del río hacia las divisorias de aguas por lo tanto, la parte



1991 y 2009, se observó que, los coeficientes de correlación disminuyeron, dando

valores de 0,2 y 0,3 respectivamente, lo que indica que la relación entre losparámetros aunque es positiva, es demasiado débil (Gráfica 17). Estos cambios

en los valores del coeficiente de correlación, muestran una serie de niveles y

caudales muy inconsistente hasta el año 2000 época en que se firmó el convenio

entre la CAR y el IDEAM, con el cual inició el proceso de mejoramiento y

automatización de la red meteorológica, situación que mejoró notoriamente lacalidad de los datos y el proceso de recolección y manejo de información.

Gráfica 16. Correlación Precipitación estación Villapinzón Vs Caudales y Niveles estación Saucio



Gráfica 17. Correlación Precipitación estación Villapinzón Vs Caudales y Niveles estación Saucio



observar que los niveles muestran un comportamiento ascendente (Gráfica 16, 17

y Anexo P) esto debido, muy probablemente, al levantamiento del fondo del río acausa de los acelerados procesos de sedimentación por la disposición de residuos

y las altas concentraciones de lodos y contaminantes producto de vertimientos de

aguas residuales provenientes de industrias como los curtiembres y de los

asentamientos humanos dispuestos a las orillas del río.

6.2 COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA HÍDRICO FRENTE AL FENÓMENO

ENOS

Con respecto al comportamiento de los parámetros y su relación con el fenómeno

ENOS, se realizó una comparación cualitativa entre las anomalías en la

precipitación y los caudales (diferencia entre el dato de un mes especifico con el

promedio multianual de dicho mes), registradas en Villapinzón y los índices ONI

disponibles en el Centro de predicción climática NOAA19, donde existen datos

desde 1950 hasta 2011 (Anexo R)



Gráfica 18. Relación entre las anomalías en la precipitación y el índice ONI estación Villapinzón



E l t i áfi b l últi t Niñ i t d fi l d l



Según la gráfica 19, se puede relacionar cualitativamente el comportamiento de

las dos variables e identificar fácilmente los eventos ENOS, observando quecuando ocurre un Evento Niña, el índice es negativo mientras las anomalías de

caudales son positivas, y viceversa para el Evento Niño con índices positivos y

anomalías negativas.

Gráfica 19. Relación entre las anomalías en los caudales Vs el índice ONI estación Villapinzón



al calentamiento del planeta, se han venido observando incrementos en la

intensidad de los Eventos Niño-Niña. Durante estos eventos las condicionesclimáticas son extremas, dando como resultado temperaturas muy altas con

fuertes sequias en los eventos Niño, y abundantes lluvias acompañadas de

grandes inundaciones en los eventos Niña. Un ejemplo de esto, es lo que se

vio durante el último Evento Niña (2010-2011), el cual dejo más de 3 millones

de damnificados, afectando alrededor del 90% de los municipios del país,según datos del Departamento Administrativo Nacional de Estadística DANE.

Los municipios que comprenden la cuenca del río Bogotá no escaparon de los

eventos de inundación, es así como grandes extensiones de tierra resultaron

anegadas y sus pobladores seriamente damnificados.

Es importante mencionar, que aunque las magnitudes varían entre el Índice

MEI y el Índice ONI, el Evento Niña ocurrido en el año 1973 y el reciente

Evento Niña 2010-2011, tienen una cercanía en cuanto al valor de sus

anomalías y el nivel de impacto sobre el territorio colombiano. (Gráfica 20). Lo

t i i di t Niñ l d 2010 2011 h bí



Gráfica 20. Comparación entre Índices MEI (índice Multivariado de ENOS) y ONI (Índice del NiñoOceánico) de Eventos Niña 1973-1974 Vs 2010-2011



6.3 CONSIDERACIONES SOBRE EL CAMBIO CLIMÁTICO

Es difícil afirmar que existe una influencia directa del cambio climático sobre la

cuenca alta, ya que para esto es necesario tener series largas y consistentes

de mínimo 60 años. Sin embargo, se pudo evidenciar a través de los datos que

la temperatura media en la región presenta una tendencia positiva (Gráfica 21),

y de hecho, en todas las regiones del territorio nacional la temperatura media

del aire está aumentando por ende, hay un calentamiento generalizado en el

país, aunque hay regiones que se calientan más que otras (Pabón, 2003). Lo

anterior se corrobora al observar la tendencia histórica de aumento de la

temperatura a escala global mostrada en la gráfica 22.

El hecho de que exista la posibilidad de afectación del sistema hídrico de la

cuenca del río Bogotá, debido a las nuevas condiciones climáticas derivadas

del aumento de la temperatura superficial del planeta, debe invitar a la

población a buscar alternativas de adaptación al cambio climático y a las



Gráfica 22. Tendencias en las temperaturas globales

Fuente: Cuarto Informe de Evaluación del IPCC 2007

6.4 IMPACTOS SOBRE LA CUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ

En la cuenca alta, el recurso hídrico, tanto en términos de calidad como de



Observando la influencia que tienen el comportamiento climático y las

actividades antrópicas sobre la cuenca del río Bogotá, es importante tenerclaros los posibles impactos que estas tendrían en los aspectos sociales,

económicos, ambientales y sanitarios de la región:

- La variación en el régimen hidrológico, con una posible reducción de las

precipitaciones, incrementará el déficit hídrico en la cuenca del río Bogotá,afectando el abastecimiento de agua para la población, los distritos de riego

y los embalses hidroeléctricos.

- La transformación de ecosistemas naturales como los páramos hacia

condiciones de vida más seca, debido a la afectación de origen antrópico y ala variación de la temperatura superficial (calentamiento global), determinará

cambios drásticos en el potencial de almacenamiento y regulación hídrica de

las zonas de alta y media montaña.



CONCLUSIONES

- La red meteorológica instalada sobre la parte alta de la cuenca del río

Bogotá, no posee una buena cantidad y distribución de estaciones

climatológicas, por lo que no se cuenta con datos suficientes de variables

como la temperatura, brillo y radiación solar, vientos, evaporación, y

humedad relativa, parámetros que son necesarios para poder monitorear las

condiciones atmosféricas que determinan el clima de la zona.

- Al analizar la distribución espacial de las lluvias se encontró que, los valores

fluctúan entre 590 y 1250mm, incrementándose en la medida que se asciende

desde el lecho del río hacia las divisorias de aguas. Los valores más altos se

registran en la parte occidental de la cuenca, en la ladera de barlovento, donde

se ubica la Represa del Neusa y los municipios de Zipaquirá y Cogua, entre

otros. En la vertiente oriental, sotavento de la cordillera oriental, donde se ubica

la Represa del Sisga y los municipios de Villapinzón Chocontá entre otros los



- Se identificó la bimodalidad de la distribución temporal de la temperatura en

gran parte de la cuenca alta del río Bogotá, presentándose las temperaturasmedias más altas del primer semestre entre marzo y abril y durante el segundo

semestre entre octubre y noviembre, tiempo en que la ZCIT está sobre el

centro del país causando un incremento en la nubosidad y una disminución de

la velocidad del viento, condiciones que permiten a la atmósfera superficial

conservar la energía. Al analizar la distribución espacial de la temperatura,se observó que al oriente de la cuenca alta del río Bogotá, la temperatura es

ligeramente mayor que los valores observados en estaciones ubicadas en la

parte occidental de la misma, esto relacionado con el mayor número de

horas de sol y la menor cantidad de lluvia en la ladera oriental de la cuenca.

- De la clasificación climática (Caldas-Lang), se determinó que en gran parte de

la cuenca alta del rio Bogotá predomina el clima frio semiárido. En algunos

sectores. a partir de los 2600 msnm, es posible encontrar clima frio

semihúmedo (Chocontá y represa del Sisga) y, al seguir ascendiendo,

alrededor de los 3000 msnm se tiene un clima de páramo semihúmedo



tienen una tendencia negativa (Grafica 16 y 17). Este comportamiento puede

estar asociado al levantamiento del fondo del río a causa de los aceleradosprocesos de sedimentación debidos a la alta concentración de contaminantes,

producto de vertimientos de aguas residuales provenientes de industrias como

curtiembres y aguas domesticas, lo que hace que aumente el valor de los

niveles con respecto al tiempo, de ahí su tendencia positiva.

- Con la información disponible fue posible observar una ligera disminución de

las cantidades de precipitación con el tiempo, ligada muy posiblemente al

notorio deterioro de la cuenca, evidenciado en los procesos de deforestación

y la contaminación del recurso hídrico; sin embargo las series de tiempo

entre 20 y 30 años (incompletas en la mayoría de los casos) no permitenhacer aseveraciones respecto a la posible incidencia del calentamiento

global en la tendencia de los valores de precipitación.

- Dentro de la relación hecha entre el índice ONI (Índice del Niño Oceánico) y



RECOMENDACIONES

- El agua, como recurso vital de los municipios que conforman la cuenca alta

del río Bogotá, debe pasar a ocupar el centro de atención de las entidades

ambientales competentes y responsables de las políticas, con el fin de que

se hagan cumplir las normas existentes y, de ser necesario, se creen

algunas más estrictas y ajustadas a las necesidades de la región. Mediante

esta reglamentación se debe hacer énfasis en la modificación de procesos

industriales y en la puesta en marcha de prácticas de conservación,

reutilización y reciclado del agua. Con estos ajustes y modificaciones en la

normatividad se debe reducir la vulnerabilidad del sistema hídrico, frente a

las actividades antrópicas, los eventos ENOS y el escenario que muestra el

cambio climático en la región

- Dada la importancia que tienen las condiciones atmosféricas sobre la

disponibilidad hídrica de la cuenca, de la cual depende la evolución de los

suelos, el paisaje, la fauna y la flora, es de vital importancia contar con una red



BIBLIOGRAFIA

CORPORACIÓN AUTONOMA REGIONAL DE CUNDINAMARCA. Plan de ordenación de la cuencahidrográfica del río Bogotá D.C., 2006.

FERNÁNDEZ GARCÍA, Felipe. Manual de climatología aplicada, clima, medio ambiente y planificación,1996.

INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES. Estudio de lacaracterización climática Bogotá y cuenca alta del río Tunjuelo/IDEAM. Bogotá D.C., 2007.

INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES. Atlas ClimatológicoNacional. ISBN 958-8067-14-6 Imprenta Nacional de Colombia. Bogotá D.C., 2005.

INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES. CORPORACIÓNAUTONIMA REGIONAL DE CUNDINAMARCA. Estudio para el redimensionamiento de la redmeteorológica, 2008.

INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES. UNIDAD DEÓ É



ANEXO A

Tablas valores de precipitación (mm) IDEAM-CAR



108



109



110



111

ANEXO B

Tablas valores de temperatura (°C) IDEAM-CAR



112

ANEXO C

Tablas valores de humedad relativa (%) IDEAM-CAR



113

ANEXO D

Tablas valores de evaporación (mm) IDEAM-CAR



114

ANEXO E

Tablas valores de brillo solar (Hrs) y radiación solar (cal/cm2) IDEAM-CAR



115

ANEXO F

Tablas valores de punto de rocío (°C) IDEAM-CAR



116

ANEXO G

Tablas valores de tensión de vapor (Mb) y nubosidad (Octas) IDEAM-CAR



ANEXO H

Gráficas precipitación (mm) IDEAM



ANEXO I

Gráficas precipitación (mm) CAR



ANEXO J

Gráficas temperatura máxima, media y mínima (°C) IDEAM-CAR



ANEXO K

Gráficas humedad relativa (%) IDEAM-CAR



ANEXO L

Gráficas evaporación (mm) IDEAM-CAR



ANEXO M

Gráficas punto de rocío (°C) IDEAM-CAR



ANEXO N

Gráficas brillo solar (Horas) y radiación solar (cal/cm2) IDEAM-CAR



ANEXO O

Gráficas tensión de vapor (Mb) y nubosidad (Octas) IDEAM



ANEXO P

Tabla explicativa y gráficas de correlaciones y tendencias entre precipitación, caudales y niveles



ANEXO Q

Tabla resumen de la ocurrencia de fenómenos “El Niño” y “La Niña” con el ONI

(Índice del Niño Oceánico)



ANEXO R

Datos de índices ONI (Índice del Niño Oceánico) y MEI (Índice Multivariado del ENOS) desde 1950 hasta 2011

Fuente: Centro de predicción climática NOAA



138

Fuente: Centro de predicción climática NOAA

referente precipitaciones promedio gachancipa

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