Practica 4 Climadiagramas

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE AGRONOMIA AREA TECNOLOGICA SUBAREA DE MANEJO DE SUELO Y AGUA LABORATORIO DE CLIMATOLOGIA ING. AGR. CESAR TORRES

PRACITCA 4

ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE INFORMACIÓN CLIMÁTICA (CLIMADIAGRAMAS)

1. INTRODUCCION

El clima es la influencia media que ejercen los factores de humedad, temperatura, luz solar, viento y presión atmosférica, y cuya manifestación diaria constituye el “tiempo”. En cualquier localidad dada, estas variables atmosféricas se modifican cada una en grado mayor o menor de acuerdo con la zona geográfica, la topografía, la proximidad a las cordilleras montañosas, los grandes volúmenes de agua o las corrientes oceánicas, los suelos, la vegetación, el hombre y el tiempo. El clima, aun en estado relativamente estático es, por lo tanto, una entidad sumamente compleja que varia ampliamente de un lugar a otro de la atmósfera, cuyo conjunto define el estado físico del clima de un lugar dado para un período de tiempo determinado, es conocida con el nombre de elemento climático, los cuales son principalmente: la presión atmosférica, la temperatura, la humedad, la velocidad y dirección del viento, la precipitación, el brillo solar, y la nubosidad. Todas estas variables climáticas pueden sintetizarse y analizarse gráficamente mediante climadiagramas. Un climadiagrama es la diagramación del conjunto de influencias atmosféricas o meteorológicas, especialmente la temperatura, precipitación y evapotranspiración potencial, las cuales combinadas influyen en la naturaleza de los suelos y la vegetación, impartiéndoles caracteres naturales a las diferentes regiones.

3. REVISION BIBLIOGRAFICA 3.1 APUNTES SOBRE PRESENTACIÓN DE DATOS CLIMÁTICOS La información meteorológica ha sido empleada corrientemente por geógrafos para definir zonas climáticas y a partir de ellas, concluir respecto a su vocación agrícola, turística o industrial. Para este propósito, se han utilizado comúnmente los promedios publicados de manera periódica por los respectivos servicios nacionales. Debe suponerse entonces, que los datos a los que se tiene fácil acceso, es decir aquellos de los manuales de geografía o de los registros que publican regularmente los servicios climáticos nacionales son apropiados para fines agrícolas. Sin embargo, después de una reflexión, encontramos que los promedios disponibles son ayudas que sólo contribuyen de manera limitada a la planificación de la producción agrícola. Planificación que debe basarse en rendimientos confiables y rentabilidad de la empresa y al calcular la rentabilidad es necesario incluir cierto riesgo de accidentes. 3.2 LOS PROMEDIOS Generalmente se dispone de un buen número de informes respecto a las medias de varios parámetros meteorológicos. Ellos generalmente se basan en varios años de observación y se refieren a periodos de tiempo que van de un día hasta un año completo, pero un promedio es de poca significación para los fines de planificación agrícola. En agricultura, realmente no es importante el conocer un tiempo hipotético, el llamado tiempo “normal”, que nunca ocurre que se basa en la manifestación simultánea de los promedios de todos los parámetros en consideración; interesan las posibles variaciones de cada elemento y la combinación de algunos de ellos. A consecuencia de que un promedio es el cociente de la suma total de la suma total de cierto número de observaciones dividido entre

dicho número, éste no nos proporciona índices sobre las posibles fluctuaciones. Las medias pueden provenir de observaciones agrupadas con puntos formando conjuntos muy alejados unos de otros; corresponder a una distribución uniforme de tales observaciones o una distribución de frecuencias similar a la de una curva de Gauss. Por consiguiente, el promedio e incluso la desviación estándar acompañado al promedio, no bastan para las necesidades agrícolas. Entonces, al enfrentarse a problemas de planificación o cálculo de beneficios se hace necesario recabar los datos originales con el fin de representarlos en una forma apropiada, forma que difiere un tanto por la climatología clásica. A pesar de que estos ejemplos son totalmente hipotéticos y nunca se les consigue en la naturaleza, no dejan de tener validez para nuestro planteamiento.

3.3 RANGOS Como ya lo hemos dicho, nos da mucha más información útil a nuestros propósitos el conocer los puntos extremos entre los cuales varía un factor meteorológico en una localidad dada. Las o tres series de la tabla 1 van de 1 a 30 C y puede decirse entonces, desde el punto del rango total (intervalo que separa el máximo del mínimo absoluto), que todas ellas posen igual significado. Sin embargo, el rango total, es decir el intervalo dentro del cual un elemento climático variaría, no es el único factor de importancia en la agricultura. Se pueden distinguir dos rangos altamente relevantes; al separar el 10% de los datos a ambos lados de la serie, obtenemos el mínimo y el máximo efectivo. En nuestro ejemplo, de 30 datos, dejaremos fuera tres altos y tres bajos y nuestros límites serán los del 80% de la serie. o Logramos así que 29.7, 27 y 22.1 C. ¿Sean o límites superiores y 1.3, 4.0 y 8.9 C sean los limites inferiores?. El intervalo contenido dentro de estos limites, es el rango efectivo y muestra que la producción es rentable 8 de cada 10

años (1 año de déficit por exceso y otro por carencia), situación completamente aceptable. Como dijimos anteriormente, en la agricultura siempre deben esperarse accidentes meteorológicos que provoquen cosechas deficientes. Es posible lograr aún mayor precisión en el cálculo y planificación: en base al 50% central de los datos, el “rango normal”, podemos conocer los rendimientos para cada uno de los años. Esto se logra dejando de lado el 25% de los datos a ambos lados de la serie (primer y tercer cuartiles). En nuestro ejemplo, el rango normal (no confundir con la “normal” de los climatólogos) es aquel limitado por 29.2, 22 o o y 17.6 C en la parte superior y 1.8, 9.0 y 13.4 C en la parte inferior. Así vemos que mientras más nos movemos hacia el centro de la serie (mediana), mayor se hace la diferencia entre nuestros ejemplos. Esto indica que su significado final será diferente.

3.4 FRECUENCIAS La frecuencia de la distribución la obtenemos dividiendo el rango total en seis clases del mismo tamaño y repartiendo los datos entre dichas clases. Se ve entonces, que para el ejemplo A las cuatro clases centrales no contienen datos; en el ejemplo B cada clase tiene igual número de datos; mientras que el ejemplo C hay un apreciablemente mayor número de datos en las dos clases centrales. Los análisis de frecuencia de este tipo nos brindan contundente información adicional para el cálculo de rentabilidad o planificación agro meteorológica de la empresa agrícola.

3.5 VALORES RELATIVOS Hasta ahora hemos hablado más que nada de valores absolutos ya sea los leídos directamente en los instrumentos u obtenidos por observación visual (la niebla por ejemplo), sin embargo, en ciertos casos particulares, los valores reales son

de interés limitado. En la práctica, debido a la densidad de las redes climatológicas, es difícil tener datos de todos los lugares y por lo tanto, se hace necesario extrapolar la información obtenida en una o más estaciones importantes con el objeto de lograr referencias validas para otros sitios. También es raro conseguir estaciones climatológicas donde se lleven registros de una larga serie de años (por lo menos 30), que se encuentren localizados en la vecindad inmediata en la unidad de producción agrícola en consideración. Entonces, cuando se desea determinar la potencialidad de dicha unidad, es necesario extrapolar información basándose en los datos provenientes de estaciones ubicadas en condiciones similares. En el caso de la duración de la insolación, por ejemplo, el horizonte natural de un sitio especialmente en áreas montañosas juega un papel importante en la observación directa y por lo tanto, al llevar la información desde un lugar a otro, conviene disponer del perfil del horizonte. Es decir, la máxima duración posible de insolación diaria para todos los días del año (medición de los ángulos diarios). Por consiguiente, debiera pedirse a los servicios nacionales que agreguen en las publicaciones referidas a este parámetro, el valor relativo, el cual es la razón que existe entre los valores medidos para cada período y los máximos posibles de insolación.

3.6 ÍNDICES COMBINADOS La simple compilación de largas series de datos de parámetros meteorológicos aislados, no es suficiente para resolver un gran número de problemas agrícolas. Estudios como los mencionados, proporcionan tan solo las fluctuaciones de cada parámetro sin considerar a los demás. Por otra parte, el desarrollo de las plantas en un menor grado, de los animales domésticos no se encuentra determinado por un único factor meteorológico sino por la acción combinada de varios de ellos. Por consiguiente, si se desea información sobre un fenómeno en particular, es necesario

conocer la frecuencia de eventos simultáneos (por ejemplo el alcance de ciertos umbrales críticos) de dos o más parámetros meteorológicos.

3.7 EL RIESGO DE ACCIDENTES METEOROLÓGICOS Hasta ahora hemos hablado tan solo sobre análisis de frecuencia de cada factor meteorológico tradicional, considerado aisladamente o en grupos. En el caso de la agricultura, ese enfoque hace posible sólo una primera aproximación en la determinación de la potencialidad agrícola de un lugar ya que debemos considerar ciertos hechos meteorológicos precisos de importancia capital en el condicionamiento del crecimiento vegetal o desarrollo de parásitos. Mencionamos en el aparte anterior, la combinación de temperatura y humedad en la lucha contra los criptógamos. Dependiendo del cultivo, la frecuencia con que la temperatura alcanza ciertos umbrales, juega un papel de controlador en la planificación. o Pensemos, por ejemplo, en el umbral de 0 C que representa el riesgo de heladas. Las posibilidades de cultivo no se ven afectadas tan sólo por temperaturas bajas, las altas también pueden ser dañinas para el crecimiento de ciertas especies. Mencionamos tan solo un o ejemplo: el umbral de “chamuscamiento” (30 C) por sobre el cual el trigo no se desarrolla normalmente, sino que madura temprano (disminuye el peso por cada 1000 gramos y baja la calidad para el horneado debido a la separación del gluten). Otros accidentes meteorológicos pueden ser tan serios, que causan la pérdida total de la cosecha. Mencionaremos aquí el granizo, huracanes, sequías prolongadas, inundaciones, etc. El conocer por adelantado las frecuencias de estos fenómenos, nos permite evaluar en gran medida, el riesgo de daño.

Las frecuencias deben obtenerse a partir de series de observaciones realizadas, sin embargo sólo su recopilación y presentación en los formatos adecuados, hacen posible detectar los riesgos a que se enfrentan los agricultores.

3.8 DETERMINACIÓN DE LOS CULTIVOS APROPIADOS PARA UN ÁREA Sería muy ambicioso el confeccionar una lista de parámetros meteorológicos y sus umbrales críticos para establecer la aptitud de un lugar para un determinado cultivo, ya que cada región tendrá sus propios estándares en los cuales influyen, no sólo elementos climáticos, sino que la naturaleza del suelo, ubicación geográfica y las condiciones económicas. Por lo tanto, nos limitaremos a dar un ejemplo y no una lista completa.

3.9 EL MÉTODO CLIMATOLÓGICO Como dijimos antes, las redes climatológicas nacionales, generalmente no son muy densas. Esta distribución es suficientemente en terreno plano, donde los cambios climatológicos suceden gradualmente. Por otra parte, en las montañas se consiguen diferencias marcadas en distancias cortas. Para responder estas condiciones, es necesario incrementar la densidad de las estaciones, pero el costo puede ser prohibitivo. Entonces nos vemos forzados a realizar numerosas extrapolaciones para ir desde un punto de observación hasta una unidad agrícola dada. Por esta razón debe realizarse un estudio regional que incluya entre otras cosas, mapas a escala relativamente grande (1:200,000 por ejemplo) que muestren la evolución de los diferentes parámetros climáticos. Dichos mapas han de contener no solamente los promedios, sino los rangos y frecuencias de los factores. Tras hacer dichos cálculos, se pueden preparar cartas regionales que muestren cuáles cultivos pueden desarrollarse en uno y otro lugar. Se necesitan definiciones precisas para cumplir con esto y desde luego,

este procedimiento indica que el lugar deja de ser una finca y se convierte en un área es decir, un grupo de granjas del mismo tipo. El terreno llano, esta primera aproximación es totalmente suficiente debido a que los cambios climatológicos a que están sujetos los parámetros meteorológicos, son pequeños para distancias que van entre 5 y 20 km. Por otra parte, en áreas montañosas, éste método solo permite una primera aproximación a las condiciones de cultivo, debido a que las variaciones climáticas son significativas en cortas distancias y repercuten sobre la adaptabilidad de los cultivos. Un cambio en exposición puede acarrear cambios radicales en la radiación recibida, radiación reflejada, viento, duración de la insolación son los factores de primer orden que afectan la evolución del clima de los primeros centímetros de suelo, en especial su temperatura. Consiguientemente, pequeños cambios debidos a la orografía local, pueden causar modificaciones mayores en las condiciones de crecimiento de los vegetales. Un análisis climatológico no es por sí solo de tratar detalles de este tipo; no proporciona suficiente información para establecer la adaptabilidad de un cultivo a un lugar que, en este caso significa un pequeño huerto.

3.10 EL USO DE ÍNDICES BIOMETEOROLOGICOS El estudio simultáneo de las condiciones climáticas y el desarrollo del vegetal, provee la base necesaria para realizar comparaciones estadísticas y a partir de ellas, deducir los llamados “índices bíometeorologicos” o “modelos” (por ejemplo, la suma total de temperaturas que requiere un cultivo especifico para pasar de un estado fonológico a siguiente). Tras establecer los índices, se les puede emplear como el basamento para calcular la variabilidad económica de la empresa. En realidad, la información climatológica que se obtiene de los índices expresados como formulas, ecuaciones, etc., puede mostrar las veces que un cultivo puede ser exitoso en una

estación determinada de observaciones meteorológicas.

la

red

de

Los cálculos pueden orientarse con el fin de expresar el desarrollo de una especie en sus aspectos cuantitativos o cualitativos, pero también pueden establecer limites para la siembra y la cosecha.

3.10.1 CÁLCULOS DE BENEFICIO El análisis conjunto de los datos climatológicos o índices biometeorologicos para un producto determinado en términos cuantitativos y cualitativos, muestran volumen de producción probable en el año, al menos para 9 de cada 10, u 8 de cada 10 años etc. La utilización de umbrales de rentabilidad (costos de producción, precio de venta, cantidad de producto requerido para balancear los precios, consideraciones respecto a la taza de ganancia deseada, etc.) mostrará por anticipado si un cultivo es apropiado. Al expresar esta rentabilidad, deberá tomarse en cuenta siempre un riesgo permisible de accidentes meteorológicos, predecibles o no por lo tanto el beneficio nunca podrá garantizarse en un 100%. Este tipo de cálculo de rentabilidad, debe proceder a la introducción de cualquier cultivo nuevo, ya que en realidad, la adaptabilidad de una especie, es decir la posibilidad de que la planta crezca bajo un clima dado, no asegura que su cultivo sea necesariamente beneficiado beneficioso para el productor.

3.10.2 SELECCIÓN DEL CULTIVO El agricultor informado que desea desarrollar su empresa, deberá primero que nada, realizar un análisis climatológico siguiendo los métodos descritos. Luego mediante los cálculos de beneficio que se sugieren, llegará a conocer los cultivos que se puedan introducir en su tierra. Las posibilidades serán limitadas y lo serán más aun tras considerar la maquinaria necesaria para el cultivo y las medidas sanitarias requeridas.

De ahí en adelante, solo cuestiones de habilidades, preferencias personales guiarán al productor en su elección.

3.11 REALIZACIÓN DE UN CLIMADIAGRAMA

Con el objetivo de ejemplificar la realización de un climadiagrama, sé graficaron datos históricos de temperatura media mensual, precipitación pluvial mensual y evapotranspiración mensual de la estación climática ubicada en Comalapa. Los datos se presentan a continuación:

Cuadro 1. Datos históricos de temperatura, precipitación pluvial y evapotranspiración para la estación climática del municipio de Comalapa. Mes

Precipitación

Evapotranspiración

pluvial (mm)

Temperatura media o mensual ( C)

Ene

6.6

14.3

48.1

Feb

7.6

15.1

49.1

Mar

13.7

16.4

63.9

Abr

43.1

17.8

72.6

May

128.1

17.9

77.2

Jun

318.4

17.1

70.1

Jul

222.8

16.7

69.0

Ago

220.3

16.8

68.8

Sep

256.0

16.6

64.3

Oct

138.3

16.1

61.2

Nov

47.9

15.0

52.4

Dic

11.9

14.4

49.7

Total

1414.7

16.2

746.4

potencial (mm)

350.0 300.0

Variables climáticas

250.0 Pp (mm) 200.0

T (oC) ETP (mm)

150.0 100.0 50.0 0.0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Meses

Figura 1. Climadiagrama desarrollado para la estación Comalapa (2,038 msnm) Se interpreta que la época lluviosa es a partir del mes de Mayo a Octubre, ya en el mes de Noviembre la evapotranspiración iguala a la precipitación pluvial e inicia la época seca hasta el mes de Abril. La temperatura muestra un comportamiento bastante similar en todos los meses del año.

CLAVE PARA LOS CLIMADIAGRAMAS

enero-

variaciones de temperatura diaria, k = curva de temperatura

Ordenada: Una división = 10 C o 20 mm de lluvia.

media mensual, l = curva de precipitación media mensual, m = periodo de relativa sequía (punteado), n = periodo de relativa humedad (sombra vertical), o = media de lluvia mensual mayor de 100 mm (escala negra reducida a 1/10), p = curva reducida de precipitación o suplementaria (10 C = 30 mm) y arriba de este (rayas) periodo seco, q = meses con media o diaria mínima debajo de 0 C (negro) = estación fría, r = meses con mínima absoluta debajo de o 0 C (sombra diagonal) = ocurren escarchas tempranas o tardías, s = duración media de periodo libre d escarchas en días.

Abscisa: Meses (Hemisferio Norte diciembre; hemisferio sur, julio a junio). o

A = estación. B = altura sobre el nivel del mar, c = duración de observaciones en años (cuando aparecen dos números, el primero indica la temperatura y el segundo la precipitación); d = o temperatura media anual en C; e = precipitación media anual en mm, f = media diaria mínima, del mes mas frío, g = menor temperatura registrada, h = media diaria máxima del mes más cálido, i = mayor temperatura registrada, j = media de

Algunos valores son perdidos cuando no hay datos disponibles en las respectivas estaciones (h-j son solamente dadas para tipos de climas diurnos).

T AREA Realizar climadiagramas de una estación climática tipo “A”, comparando como mínimo las siguientes variables: A. Horas sol y radiación solar B. Velocidad del viento y humedad C. Precipitación, evaporación y temperatura D. Radiación, evaporación y humedad E. Temperatura máxima, mínima, media y evaporación

Deberán contar por lo menos con un registro de datos no menor de 10 años. Además, incluir la interpretación y discusión del comportamiento de las variables para la localidad en mención.