introducción a las variables meteorológicas (evapotranspiración)
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Presentación parte del taller de meteorología, control de calidad, pre y procesamiento de datos meterológicos para técnicos del Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP) de Ecuador, en Sardinas, Napo. Del 16 al 17 de julio de 2013.TRANSCRIPT
Introducción a las variables meteorológicas
(Evapotranspiración)
Mario Guallpa Sardinas, Napo, 16 y 17 de julio de 2013
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
EVAPOTRANSPIRACIÓN
ERRORES EN LOS REGISTROS DE DATOS
Precipitación (lluvia)
Evapotranspiración
InfiltraciónCaudal
P = Q + E + I
INTRODUCCIÓN
Ciclo Hidrológico
INTRODUCCIÓN
Precipitación (lluvia + neblina)
Temperatura del aire
Humedad relativa
Radiación solar
Velocidad y dirección del viento
Presión barométrica
Eva
po
tran
sp
irac
ión
Variables Meteorológicas
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Presión Atmosférica
- La presión atmosférica, P, es la presión ejercida por el peso de laatmósfera terrestre. La evaporación en altitudes elevadas ocurre en partegracias a la baja presión atmosférica, sin embargo, este efecto es pequeñoen los procedimientos del cálculo, el valor medio para una localidades suficiente. Para calcular P puede emplearse una simplificación de la leydelos gases ideales, a una temperatura atmosférica estándar de 20°C:
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Variación de la presión atmosférica (3780 m s.n.m.)
La presión atmosférica no es constante a una altura dada La máxima diferencia (Febrero – Septiembre) es de 1.7 cm
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Temperatura del aire
- En estaciones meteorológicas convencionales y automáticas, latemperatura del aire se mide dentro de abrigos meteorológicos(pantallas de Stevenson o casetas ventiladas)
- Se mide a 2 m sobre la superficie, de acuerdo a los estándares de laOrganización Meteorológica Mundial (OMM).
- Los abrigos meteorológicos se diseñan para proteger los instrumentoscontra la exposición directa a la radiación solar. La construcción conpersianas permite el movimiento libre del aire alrededor de losinstrumentos.
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Temperatura del aire
- La temperatura se expresa en grados Centígrados(°C) o Fahrenheit (°F)
- Para la estandarización, T media para períodosde 24 horas se define como el promedio de lastemperaturas máxima (T máx. ) y mínima diaria (Tmin) en lugar del promedio de las medicioneshorarias de temperatura.
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Humedad Relativa
- El contenido de agua del aire se puede expresar de diversas maneras. Lapresión de vapor, la temperatura del punto de condensación (punto derocío) y la humedad relativa son expresiones comunes para indicar lahumedad del aire.
- La humedad relativa (HR) expresa el grado de saturación del airecomo el cociente entre la presión real de vapor (ea ) a una temperaturadada y la presión de saturación de vapor (e°(T)) a la misma temperatura (T):
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Humedad Relativa
- Temperatura del punto de rocíoLa temperatura del punto de rocío o punto de condensación es latemperatura a la cual el aire necesita ser enfriado para saturarse.
Cuanto más seco esté el aire, más grande será la diferencia entre latemperatura del aire y la temperatura del punto de rocío.
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Humedad Relativa
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Humedad Relativa
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Radiación
- Radiación extraterrestre (Ra)La radiación solar recibida en la parte superior de la atmósfera terrestre
sobre una superficie horizontal.
- Radiación Solar o de onda corta (Rs)Cuando la radiación atraviesa la atmósfera para llegar a la superficieterrestre, parte de ella se dispersa, refleja o absorbe por los gases, lasnubes y el polvo atmosféricos. La cantidad de radiación que llega a unplano horizontal en la superficie terrestre se conoce como radiaciónsolar.
En un día despejado, Rs constituye aproximadamente el 75% de laradiación extraterrestre.
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Radiación
- Albedo (α) y radiación neta solar (R ns )Una cantidad considerable de la radiación solar que llega a lasuperficie terrestre se refleja en ella. La fracción, α, de la radiación solarque es reflejada por la superficie se conoce como albedo.
La radiación neta solar, R ns , es la fracción de la radiación solar Rs que nose refleja en la superficie. Su valor es (1- α)R s .
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Radiación
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Radiación
- Radiación neta de onda larga (R nl )La superficie terrestre emite y recibe radiación de onda larga. La diferenciaentre la radiación de onda larga entrante y saliente se llama radiación netade onda larga, R nl . Como la radiación saliente de onda larga es casisiempre mayor que la radiación entrante, R nl representa una pérdida deenergía.
- Radiación neta (R n )Es el equilibrio entre la energía absorbida, reflejada y emitida por lasuperficie terrestre o la diferencia de la radiación de onda cortaentrante neta (R ns ) y la radiación de onda larga saliente neta (R nl )
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Radiación
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Radiación
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Radiación
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Velocidad del Viento
- El viento se caracteriza por su dirección y su velocidad. La direccióndel viento se refiere a la dirección de la cual el viento está soplando.Para el cómputo de la evapotranspiración, la velocidad del viento esuna variable importante.
- El proceso de remoción de vapor depende en alto grado del viento y de laturbulencia del aire, los cuales transfieren grandes cantidades de aire haciala superficie evaporante.
- El viento substituye el aire húmedo por un aire más seco. Si este aire no sesubstituye continuamente por un aire más seco, disminuye la intensidad deremoción de vapor de agua y la tasa de evapotranspiración disminuye.
PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS
Velocidad del Viento
EVAPOTRANSPIRACIÓN
Generalidades- Se conoce como evapotranspiración (ET) la combinación de dos procesos separados por los que el agua se pierde a través de la superficie del suelo por evaporación y por otra parte mediante transpiración del cultivo.
EVAPOTRANSPIRACIÓN
Conceptos
- Evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo )Es la tasa de evapotranspiración de una superficie de referencia, queocurre sin restricciones de agua. La superficie de referencia corresponde a uncultivo hipotético de pasto con características específicas.
La superficie de referencia es un cultivo hipotético de pasto, con unaaltura asumida de 0,12 m, con una resistencia superficial fija de 70 s m -1 yun albedo de 0,23. La superficie de referencia es muy similar a una superficieextensa de pasto verde, bien regada, de altura uniforme, creciendoactivamente y dando sombra totalmente al suelo. La resistencia superficial fijade 70 s m -1 implica un suelo moderadamente seco que recibe riego conuna frecuencia semanal aproximadamente.
EVAPOTRANSPIRACIÓN
Conceptos
Evapotranspiración del cultivo bajo condiciones estándar (ETc )Se refiere a la evapotranspiración de cualquier cultivo cuando seencuentra exento de enfermedades, con buena fertilización y que sedesarrolla en parcelas amplias, bajo óptimas condiciones de suelo y agua, yque alcanza la máxima producción de acuerdo a las condiciones climáticasreinantes.
La relación ETc /ETo que puede ser determinada experimentalmente paradiferentes cultivos y es conocida como Coeficiente del Cultivo (Kc ), y se utilizapara relacionar ETc a ETo de manera que ETc = Kc x ETo .
EVAPOTRANSPIRACIÓN
Conceptos
Evapotranspiración del cultivo bajo condiciones no estándar (ETc aj )Se refiere a la evapotranspiración de cultivos que crecen bajo condicionesambientales y de manejo diferentes de las condiciones estándar.
Bajo condiciones de campo, la evapotranspiración real del cultivo puededesviarse de ETc debido a condiciones no óptimas como son la presencia deplagas y enfermedades, salinidad del suelo, baja fertilidad del suelo ylimitación o exceso de agua.
La evapotranspiración del cultivo bajo condiciones no estándar se calculautilizando un coeficiente de estrés hídrico Ks o ajustando Kc a todos los otrostipos de condiciones de estrés y limitaciones ambientales en laevapotranspiración del cultivo.
EVAPOTRANSPIRACIÓN
Conceptos
ERRORES DE LOS SENSORES
Presión Atmosférica
Sensor de Temperatura y Humedad Relativa
ERRORES DE LOS SENSORES
Error de registro entre 8 sensores de T y HR (HOBO)
Error absoluto máximo de 3.8 °C y 22.88 %HR (9h30 – 12h00) Error absoluto promedio de 0.46 °C y 3.24 %HR
Error de registro entre los sensores HOBO y CS
Subestima la T respecto al sensor principal y la HR sobrestima los registros
Error máximo de -6.41 °C y 39.28 %HR (8h30 – 14h00)
Error promedio de -1.07 °C y 8.98 %HR
ERRORES DE LOS SENSORES
Efecto de la T y HR (HOBO) en el cálculo de la ETo FAO Penman Monteith (PM)
La ETo utilizando la T y HR (HOBO) es menor (0.383 mm/día) La HR tiene mayor efecto (65%) en la ETo que la T (35%) A medida que se aumenta la agregación de los datos, el error en la ETo disminuye (horaria = 10.1 mm; diaria = 7.1 mm; y mensual = 5.1 mm)
ERRORES DE LOS SENSORES