PROFESOR RESPONSABLE: Mag.Geog. David Durand Castro

CURSO: METEOROLOGÍA

1.- SUMILLA: Curso de formación básica en Geografía y trata sobre la atmósfera y de los procesos físicos que en ella ocurren. Las variables y componentes de la atmósfera terrestre. Sistematiza, interpreta y representa el tiempo atmosférico mediante el uso de la cartografía sinóptica y otras técnicas.

2.- OBJETIVOS:Proporcionar los conceptos y criterios básicos de la Meteorología y Climatología a fin de que el alumno pueda reconocer y evaluar los distintos parámetros del tiempo y del clima, así como también, dar algunas pautas metodológicas de investigación en este campo, útiles al futuro profesional geógrafo.Proporcionar conceptos avanzados y metodología específicas de estudio para el estudio de problemas de orden meteorológico.- Adiestrar al estudiante en el uso de las técnicas de gabinete y de campo.

5.- ORGANIZACION:5.1.- DURACIÓN DEL CURSO: 17 semanas.5.2.- N° de CRÉDITOS: 3.01.5.1. TEORICAS : 21.5.2. PRÁCTICAS : 2

5.3.- FECHA DE INICIO: 17 de agosto de 20155.4.- FECHA DE TÉRMINO: 18 de diciembre de 2015

5.5.- N° DE HORAS POR SEMANA: TEORÍA: 2hsPRÁCTICA: 2hs.

 5.6.- HORARIO:TEORÍA y PRÁCTICA : Miércoles 13.00 –

15.00 Teoría 15.00 – 17.00

Práctica

SISTEMA DE EVALUACIÓN:-Dos exámenes escritos de Teoría.

Ver programa.-Promedio de Prácticas.-Un examen sustitutorio.

La nota final resulta del promedio de las tres anteriores.

NOTA: El 30% de inasistencia impide la evaluación final.

1ra Semana: Introducción. Meteorología y Climatología, conceptos. La atmósfera como conjunto de las relaciones de materia y energía. Instrumentos meteorológicos convencionales. Medios espaciales de observación desde satélites.

Práctica N° 1: Generalidades de un observatorio meteorológico y de los

instrumentos meteorológicos. 

2da Semana: La atmósfera: Composición, estructura. La atmósfera y el hombre. La contaminación y el efecto invernadero. Fenómenos de la atmósfera: La Ionosfera, aurora, tormentas magnéticas, meteoros, potencial eléctrico, etc.

3ra Semana: La energía de la atmósfera.- Calor.- Formas de transmisión de calor.- La radiación solar. Naturaleza de la radiación solar. Constante solar, albedo y cuerpo negro.

 Práctica N° 2: Estudio de la radiación solar. Instrumental de

radiación.

 

4ta Semana: Leyes fundamentales de la radiación: Ley de Kirchof-Bunsen. Ley de Planck, Ley de Wien y de Stefan-Boltzman. Efecto de la atmósfera y la Tierra sobre la radiación solar. El balance térmico de la atmósfera.

5ta Semana: Temperatura del aire, escala termométricas. Causas geométricas y el papel de la atmósfera en el calentamiento de la Tierra. Iluminación: duración del día, altura del Sol. Práctica N° 3: Variaciones de temperatura en el aire. Instrumental de temperatura.

6ta Semana: Factores geográficos que rigen la distribución de las temperaturas en la superficie terrestre. La distribución espacial y temporal de temperatura de la superficie terrestre. 7ma Semana: La presión atmosférica. Graficación y formaciones isobáricas. La distribución de la presión atmosférica con la latitud y la altitud. Variaciones de la presión atmosférica en el tiempo y en el espacio. Formación de gradientes de presión .Mapas de isobaras y reducción de presiones al nivel del mar. 8va Semana: Evaluación de medio curso

9na Semana: Termodinámica de atmósfera. Convección y subsidencia. Efecto del movimiento vertical en la temperatura y en el contenido de humedad de un volumen de aire. Ecuaciones termodinámicas. Diagramas termodinámicos.  10ma Semana: Los vientos y corrientes. Gradiente de presión y vientos. Fuerza de presión. El efecto de la fricción. El parámetro de Coriolis. El viento geostrófico. La circulación general de la atmósfera. Variaciones de la velocidad del viento con la altura. Corriente de chorro.

Práctica N° 4: Gráficos y análisis de vientos, presión atmosférica, Instrumental y métodos de observación.

11ra Semana: Masas de aire, clasificación y características. Frentes. Perturbaciones atmosféricas: en los trópicos y el ecuador. Predicción del tiempo.  12da. Semana: Evaporación y evapotranspiración. Evaporación: Factores, estimación de la evaporación. Evapotranspiración real y potencial, medición, estimación de la evapotranpiración y potencial.

Práctica N° 5: Análisis de la evaporación y de la evapotranspiración.  

. 

15ta. Semana: Evaluación de la segunda parte16ta. Semana: Sustitutorio.17ma. Semana: Notas y actas finales.

13ra. Semana: Humedad atmosférica. Temperatura y capacidad de vapor de agua del

aire. Humedad relativa y humedad absoluta. La condensación. Rocío. Núcleos de condensación. Nubes y niebla.

14ta. Semana: La precipitación.Teorías. Formas de precipitación. Medición, Características de la precipitación. Los mecanismos o procesos de condensación y precipitaciones. Tipos de precipitaciones. Acción del hombre sobre las precipitaciones. Distribución mundial de las precipitaciones. Régimen pluviométrico. Abundancia extrema de precipitaciones y sequía.

Práctica N° 6 : Análisis espacial y temporal de la Precipitación

BIBLIOGRAFIA:

AGUIRRE,I y CARRAL P. Apuntes de Meteorología y climatología Madrid 2008.BANICHEVICH, A El ozono, Ed. Tecnológica de Costa Rica 2003.BIROT, Pierre Tratado de Geografía Física General. Ed. Vicens - Vives- Barcelona.CUADRAT, José Ma y PITA Ma Fernanda. Climatología. Edi. Cátedra, Madrid.1997GORDON, A.H. Elementos de Meteorología Dinámica. El Tiempo. Ed. UTEHA.GOODY, R y WALKER, J. Las atmósferas . Edi.Omega.Barcelona 1975.LONGLEY, R. Tratado ilustrado de Meteorología. Ed.Talleres Gráficos.LOZAN,J, GRABI, H, HUPFER Climate of the 21 st Century: Changes and risks.2001.LEDESMA, Manuel Principios de Meteorología y climatología, Ed.Paraninfo. Madrid 2011.

LEDESMA, Manuel y BALERIOLA, Gabriel Meteorología aplicada a la aviación. Ed.Paraninfo.1997.MILER, A. Meteorología. Ed Labor.Barcelona1977.PATTON, ALEXANDER y Kramer Curso de Geografía Física. 1978.PNUMA Perspectivas del medio ambiente mundial 2007.KRAMER. Curso de Geografía Física. Ed.Vincens Universidad.1978.PETTERSSEN, Sverre Introducción a la Meteorología. Ed.Espasa-Calpe.1976.TORRES RUIZ, Edmundo Agrometeorología, Ed. Diana México.1983.STRAHLER, Arthur Geografía Física. Ed.. Omega.1994VALDIVIA PONCE, Jorge Meteorología General . Ed.UNMSM.VIERS, Georges Climatología. Ed.oikos-tau.1975.

C.U. Agosto de 2015.

1ra Semana: Introducción. Meteorología y Climatología, conceptos. La atmósfera como conjunto de las relaciones de materia y energía. Instrumentos meteorológicos convencionales. Medios espaciales de observación desde satélites.

Práctica N° 1: Generalidades de un observatorio meteorológico y de los

instrumentos meteorológicos.

Introducción. Meteorología y Climatología, conceptos.

INTRODUCCIÓN :

¿La atmósfera terrestre ha permanecido en el tiempo tal como la conocemos hoy?,

¿Los elementos componentes y sus características se han mantenido constantes o éstos han sufrido modificaciones ?

En ¿Qué medida ello ha sido importante para la vida y el hombre en el planeta?

Evolución de la atmósfera:

La atmósfera terrestre, al igual que la litosfera, hidrosfera, criosfera y biosfera es resultado de una cadena de innumerables transformaciones con frecuencia sintéticas a lo largo de una lenta y larga evolución. Algunas de las más relevantes, son:

El origen de la materia viva, acontecimiento conocido como biogénesis ocurrió como se sabe, en el mar somero, con las ciano–bacterias (algas marinas azul-verdosas) entre los 3,700 ma. 3,500ma. No existen restos. El aire se supone que estaba compuesta de metano (CH4), mezcla de hidrógeno (H2), amoniaco (NH3) y vapor de agua (H2O).

/…

Evolución de la atmósfera: 2

• A partir de células heterotróficas, se desarrollan los primeros organismos unicelulares primitivos (3,000 a 2,000 ma.), en este lapso se han hallado los fósiles más antiguos que no ofrecen dudas: Algas primitivas autotróficas (procariotes) 2,900ma.

Las ciano–bacterias forman estromatofitos (2,000ma.)

El oxigeno atmosférico se aproxima a 0.1% de su valor actual (1,800ma.), se inicia el suministro de oxígeno en la atmósfera mediante el proceso de fotosíntesis.

/…

• Debido al incremento notable de los seres autotróficos en el mar, comienza una rápida diversificación de los animales pluricelulares en los océanos, el nivel de oxígeno en la atmósfera llega a 1% (600ma.).Inicio del Cámbrico de la era Paleozoica.

• Prosperan los invertebrados en los mares (500ma.).

• Primeras plantas terrestres, luego vastos bosques ocupan los continentes (400ma).

• /…4

A medida que la capa de ozono se establecía, las células autotróficas, es decir las células capaces de hacer fotosíntesis, se comenzaron a extender por el planeta, entonces las diferencias paleogeográficas y paleoclimáticas condicionaron, importantes diferenciaciones ambientales de vida, creando en la superficie terrestre una vasta biodiversidad que continúa evolucionando como un sistema natural.

Evolución de la atmósfera:…

Este sistema natural, incluye entre sus elementos y factores principales, vegetales y animales, suelos, el relieve, las formas y procesos de los mismos, incluyendo finalmente al hombre como agente central, aún cuando éste, es parte del proceso sólo en un lapso muy pequeño y final de todo este proceso, hoy, se constituye, en el más poderoso agente de alteración de las condiciones naturales de la atmósfera.

EL HOMBRE Y LA ATMÓSFERA

La atmósfera y el hombre • Desde que el hombre aparece en la Tierra, en

distintas épocas de la historia de la sociedad humana ha sido dependiente de las condiciones del clima..

•El tiempo y el clima se constituyen así, en elementos inherentes al hombre y a su actividad

diaria..

•Sin lugar a dudas, las ciencias de la atmósfera, tanto la meteorología como la climatología, han contribuido

de manera importante a alcanzar con relativo éxito este objetivo.

• La vida en general y el hombre, vive en el fondo de un océano de aire, siendo un consumidor de aire, dependiendo de las condiciones favorables de temperatura, humedad, presión, radiación solar, composición, etc. de la atmósfera que lo rodea.

• También vive sobre la superficie exterior sólida de la Tierra, de la que depende para comer, vestirse, refugiarse y desplazarse de un lugar a otro.

Pero, el aire y la tierra no son dos reinos completamente separados, entre ellos, tiene lugar un continuo e intenso intercambio de materia y energía.

La superficie en la que se desarrolla el hombre es una zona muy pequeña pero extraordinariamente compleja en la que las condiciones atmosféricas ejercen un control sobre la superficie terrestre, mientras ésta ejerce al mismo tiempo una influencia sobre las propiedades de la atmósfera inmediatamente adyacente.

La atmósfera y el hombre… /4

En conclusión, las condiciones del tiempo y del clima con frecuencia motivan nuestra atención, unas veces por su belleza, otras por la magnitud de su potencia, o porque a veces, nos afecta directamente en nuestra salud y seguridad física o daña los bienes materiales:

1°.- El tiempo atmosférico y el clima siempre están presente, al hombre podrá gustarle o no, convenirle o no. Sin embargo, el estado del tiempo y del clima han contribuido a determinar el bienestar humano y han obligado a responder de diversas maneras frente al reto de su accionar, incluyendo aquellos aspectos que los humanos solemos demostrar todos los días, los estados de ánimo.

2° .- El tiempo y el clima son características inmutables, es decir, cualquiera sea las características del tiempo atmosférico y del clima, ellos estarán siempre presente, con una dinámica cambiante, a veces violenta o a veces extremadamente lenta, lo que es cierto, es que, el cambio se operará, sin la más leve referencia a las necesidades o deseos humanos.

CONCEPTOS:

METEOROLOGÍA.- La meteorología es la ciencia que estudia las propiedades y estructura de la atmósfera, así como los procesos y fenómenos físicos que ocurren dentro de ella. Se trata de fenómenos puntuales referidos a una localización específica y en momento dado de una determinada variable del tiempo atmosférico.

CLIMATOLOGÍA.- El Clima es un concepto complejo, que en una primera aproximación puede expresarse como lo que indica el estado medio de la atmósfera o del conjunto de tendencias atmosféricas resultantes de las condiciones habituales durante un largo período, una docena como mínimo, siendo aceptable el lapso de 30 años. Naturalmente, cuanto mayor sea el período considerado en el estudio mayores serán las posibilidades de considerar todas las posibles situaciones susceptibles de producirse en un territorio dado.

Es necesario decir que, sobre el clima existen varias definiciones:Según Hahn “El clima es el conjunto de fenómenos meteorológicos que caracterizan el estado medio de la atmósfera en un punto cualquiera de la tierra”Para Max Sorre: El clima constituye una serie de estados de la atmósfera por encima de un lugar en su sucesión habitual” Para Gibbs, es “la probabilidad estadística de la ocurrencia de los distintos estados de la atmósfera sobre una localidad o región durante un período cronológico determinado”.

Instrumentos meteorológicos convencionales. Medios espaciales de observación desde satélites.

Práctica N° 1: Generalidades de un observatorio meteorológico y de los instrumentos meteorológicos.

PRACTICA N° 1

GENERALIDADES DE UN OBSERVATORIO METEOROLOGICO Y DE LOS INSTRUMENTOS METEOROLÓGICOS.

OBJETIVO:Es dar a conocer en líneas generales al estudiante:

- La clasificación de las estaciones meteorológicas en el Perú.- Las funciones que desempeña una estación meteorológica- Los factores que se deben tener en cuenta para su instalación - Las horas de observación recomendadas por la organización mundial de meteorología (OMM)- Las características generales del instrumental utilizado en las observaciones de rutina.- Las generalidades de la instalación de los instrumentos meteorológicos y de la caseta meteorológica.- Los criterios para observaciones visuales.

GENERALIDADES:

Una estación meteorológica u observatorio Meteorológico es el lugar donde se realizan las mediciones u observaciones de las variables meteorológicas.

La cuantificación de las variables meteorológicas es importante para el seguimiento de las condiciones del tiempo y clima y estas a su vez ayudarán a la planificación de las actividades humanas, a las tareas de predicción e investigación.

TIPOS DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS

Las estaciones meteorológicas más actualizadas son las estaciones automáticas, las cuales cuentan con un sistema sensor, un sistema de transmisión y un sistema de registro o acopio de la información o dato.

Estas estaciones se encuentran fundamentalmente en zonas donde de difícil acceso y donde el hábitat no es favorable para el hombre. Por ejemplo en las zonas de climas extremos.

Las estaciones automáticas

Las estaciones convencionales

Las estaciones automáticas

Los instrumentos meteorológicos que cuentan las estaciones son muy variados, la calidad y tipo de instrumentos dependen del tipo de estación, entre ellos podemos citar los siguientes:

ELEMENTO SENSIBLE

Es un dispositivo del instrumento meteorológico que sufre las deformaciones o modificaciones de su estado original, debido a la acción de los cambios de la variable meteorológica o el tiempo atmosférico.

TIPOS DE INSTRUMENTOS

Instrumentos de lectura directaSon aquellos instrumentos meteorológicos con las cuales en forma inmediata

se obtienen el valor correspondiente de la variable meteorológica. Por ejemplo al leer el termómetro obtenemos el valor de la temperatura para el momento en que se ha hecho la lectura correspondiente.

Instrumentos registradoresSon aquellos instrumentos que van gratificando en forma continua la variación

de la variable meteorológica en el tiempo. Con estos instrumentos es posible obtener el valor instantáneo, el valor mas alto y mas bajo de la variable meteorológica así como la hora de ocurrencia de los mismos. Por ejemplo el instrumento registrador de la temperatura es el termógrafo; con el podemos obtener la temperatura a la hora de observación, la temperatura máxima y mínima y, sus correspondientes horas de ocurrencia.

Instrumentos totalizadoresSon instrumentos acumuladores. Para su cuantificación se necesitan de dos

lecturas en tiempos diferentes, que generalmente son las horas sinópticas. Tal es caso por ejemplo de la evaporación para el que necesitamos hacer las lecturas del nivel del agua en el tanque de evaporación a las 07 horas y a las 19 horas para obtener el valor de la evaporación en el periodo de tiempo considerado.

Horas de Observación

En cuanto a las horas de observación, se debe mencionar que se realizan a las horas sinópticas, lo que quiere decir en el mismo instante o al mismo tiempo, siendo estas estandarizadas a nivel mundial por la Organización Meteorológica Mundial (OMM) y referidas al Meridiano de Greenwich, esto con la finalidad de intercambio de información meteorológica.

Las horas sinópticas principales para el Perú son : 07 13 y 19 horas locales, lo que significa que en el Meridiano de Greenwich son las 12, 18 y 24 horas GMT (Tiempo en el Meridiano de Greenwich), existiendo una diferencia de 05 horas.

Con fines de navegación aérea las observaciones se realizan cada 3 horas durante las 24 horas del día, vale decir a las 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18, 21 y 24 .

III.- MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS Materiales y equipos

Instrumentos de Lectura DirectaTermómetros de MercurioGeotermómetrosIntensímetrosBarómetro PatrónBarómetro AneroideAnemómetro

Instrumentos RegistradoresMicrobarógrafoTermohigrógrafoAnemocinemógrafoAnemógrafoEvaporígrafoPluviógrafo

Instrumentos TotalizadoresHeliógrafo o Heliofanógrafo.Piranómetro esférico de Bellani.Tanque de Evaporación Tipo “A”Evaporímetro PichéPluviómetro.

Características del Instrumental Meteorológico El siguiente cuadro resume las características principales de los instrumentos meteorológicos, así como la hora de lectura de los mismos.

NOMBRE Elemento Sensible/ Variable que mide Horas de Lectura

Termómetros ambientales -Mercurio o Alcohol Horas sinópticas Temperatura

Termómetros de máxima - Mercurio 19 horas Temperatura máxima

Termómetros de mínima - Alcohol 07 horas Temperatura mínima

Intensímetro - Mercurio Horas sinópticas Radiación Solar Circ.

Barómetros - Mercurio, Cápsulas Horas sinópticas Aneroides Presión Atmosférica

Psicrómetro - Hg. Temperatura-HR

Microbarógrafo y - Cápsulas Aneroides Registro HorarioBarógrafo - Presión Atmosférica

NOMBRE Elemento Sensible/ Variable que mide Horas de Lectura

Termógrafo - Láminas Bimetálicas Registro Horario Temperatura

Higrógrafo - Haz de Cabellos Registro horario Humedad relativa

Heliógrafo - Lente Esférico Registro Horario Horas de Sol

Actinógrafo - Láminas Bimetálicas Radiación Solar Registro Horario

Pluviómetro - Precipitación 07 y 19 horas

Evaporímetro - Evaporación 07 y 19 horas

Pluviógrafo - precipitación Registro horario

Evaporígrafo - Evaporación Registro horario

Observaciones Visuales

Es uno de los métodos de observación meteorológica, debido a que existen algunos parámetros meteorológicos que no se pueden medir con los instrumentos, sino sólo estimarlos con las observaciones visuales producto de la experiencia del observador meteorológico; así tenemos :

La Nubosidad :Cantidad Tipo de nubes

La Visibilidad :Niebla y Neblina

Estado del suelo :Seco o húmedo

Características de la caseta meteorológica

La caseta o también llamado abrigo meteorológico, guarda los instrumentos de temperatura, humedad atmosférica y evaporación en condiciones bajo sombra.

La puerta de la caseta en el Hemisferio Sur debe estar orientada hacia el sur y viceversa en el norte, esto con la finalidad de evitar que los rayos solares penetren al interior de la caseta y calienten los instrumentos, por lo que también la orientación de los rayos solares de acuerdo con la latitud debe tenerse en cuenta.

La caseta por lo general es de madera y de doble puerta, sostenida por cuatro patas, con techo doble y agujero en el techo interno así como paredes tipo persiana para facilitar la ventilación vertical libre, debe estar pintado de blanco.

Cabe mencionar que pueden producirse diferencias de medida debido a diferentes alturas de la caseta, color, orientación, conductividad térmica y distribución de la temperatura en la misma caseta, el techo puede estar inclinado en una sola dirección ó a 2 aguas.

En lo que se refiere a la altura, debe estar en promedio a 1.70 m. y sus patas deben ponerse sobre recipientes con agua grasa para evitar que los insectos y calor llegar a los instrumentos.

Factores que se deben tener en cuenta para la instalación de una estación Meteorológica

Para instalar una estación meteorológica sea cual sea su categoría, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones : Debe ser un sitio plano y representativo del lugar en estudio, lejos de obstáculos naturales (ríos, montañas, árboles, quebradas) y artificiales (edificios altos, carreteras), debido a que pueden producir sombra o crear corrientes de calor o frío que alteren los elementos sensibles de los instrumentos.

El lugar escogido debe ser cercado con malla metálica o alambres de púa, nunca de ladrillo o de cerco vivo.

Debe sembrarse grass corto.

El radio de acción de las estaciones meteorológicas varia de acuerdo a la topografía del lugar. En un sitio relativamente llano como es el caso de la selva peruana tiene un mayor radio de acción y se requiere una mayor separación entre ellas, mientras que en sitios accidentados como el relieve andino el radio de acción disminuye notablemente requiriendo una mayor cercanía de las estaciones.

Además…

Al conjunto de estaciones en una zona o país se le denomina “Red Meteorológica” .

En lo que se refiere al instrumental, se recomienda que todos sean de la misma marca, ejemplo FUESS (Berlín). CASELLA (Londres), etc. y, que constantemente sean revisados y colocados (los que necesiten en postes o soportes pintados de blanco

Características y especializaciones de las Estaciones Meteorológicas

Clasificación Area Inspección Observación

PLUV 2 x 2 m 1 vez al año HidrómetrosCO 8 x 10 m 2 veces al año V,T,VV,H,HS,EV, PP.

CP 10 x 15 m. 3 veces al año CO + Ts,N,Pa,RS

PE 6 x 8 m 3 veces al año Elementos programados

Meteorológica Agrícola Principal (MAP)

Son las estaciones CP dedicadas a las actividades y estudios agrometeorológicos dentro de los cuales pueden estar por ejemplo el estudio de la fenología de los cultivos.

Estaciones AgrometeorológicasSon estaciones que se realizan observaciones Meteorológicas y Biológicas refiriéndose

las últimas a la fenología, desarrollo de las enfermedades en las plantas, etc.

Clasificación Área Tipo de Observación

MAO 8 x 10 m Similar a la anterior pero con menos instrumental, que pueden detallar datos de humedad y tempera-

tura del suelo y evapotranspiración.

MAP 15 x 25 m Observaciones Meteorológicas y Biológicas detalladas para agrometeorología aplicada.

MAPE 6 X 8 M Observaciones para fines específicos y

con carácter temporal o permanente.

MAO : Meteorológica Agrícola OrdinariaMAPE : Meteorológica Agrícola de Propósitos Específicos

CUESTIONARIO:

¿Qué instrumental de medición u observación de una estación meteorológica utilizaría para hacer una investigación en Biología? Explique.

Enumere cuatro diferencias entre los instrumentos de Lectura Directa y los instrumentos registradores.

Enumere dos posibles estudios para el cual se necesitan instalar una estación meteorológica y que instrumentos necesitaría.

Explique como es el funcionamiento de dos instrumentos meteorológico.

¿Cuál es el objetivo de realizar las observaciones en las horas Sinópticas?