CLIMATOLOGÍA CLIMATOLOGÍA 26/09/2007

Transcripción

1 CLIMATOLOGÍA PARÁMETROS CLIMÁTICOS 4.- Precipitación La NAU GRAN D. Segarra 2007 CLIMATOLOGÍA PARÁMETROS CLIMÁTICOS 4.- Precipitación Definiciones: La Meteorología es la ciencia interdisciplinaria que estudia el estado del tiempo, el medio atmosférico, los fenómenos allí producidos y las leyes que lo rigen. La Climatología es la ciencia que estudia el clima y sus variaciones a lo largo del tiempo. El clima es el conjunto de los valores promedio de las condiciones atmosféricas que caracterizan una región La NAU GRAN D. Segarra 2007 Aunque utiliza los mismos parámetros que la meteorología, su objetivo es distinto, ya que no pretende hacer previsiones inmediatas, sinó estudiar las características climáticas a largo plazo. Parámetro es una variable, propiedad medible cuyo valor está determinado por las características del sistema Definiciones: La precipitación es el agua en estado líquido o sólido que cae sobre la superficie terrestre o de otro planeta La pluviometría es la parte de la Meteorología que estudia la distribución geográfica y estacional de las precipitaciones acuosas. 1

2 Medida de la precipitación La cantidad total de precipitación que llega a la superficie en un periodo determinado se mide en volumen/superficie (litros/m 2 ) También se miden en mm. 3 3 litros m.10 = = mm 2 2 m m Pluviómetros Son los aparatos que sirven para medir la precipitación: 1.- pluviómetros ordinarios 2. - pluviómetros registradores. 3.- pluviómetros totalizadores 4.- pluviómetros medidores de intensidad 5.- nivómetro 6.- pluviómetros digitales Pluviómetro de Hellmann medida: 1 mm o 1L/m2 de lluvia recogido en el pluviómetro equivale a S cm2 x 0.1cm = 20 cm3 en la probeta S=Superficie boca pluviómetro= 200 cm2 Las probetas del laboratorio aprecian cm3 por lo que en este caso la sensibilidad será de 0.05 mm de precipitación Las probetas pluviométricas están divididas directamente (para cada pluviómetro) en mm y décimas de precipitación Detalle de la boca del pluviómetro 2

3 Instalación: Corrección para terrenos inclinados h = h ( 1 + tg a. tg b) Pluviómetro año 1908 h es la precipitación medida pluviómetro h la recibida por el terreno Pluviómetro de montaña Pluviógrafo de balanza o cazoletas Pluviógrafo de cazoletas Pluviógrafo de flotador 3

4 Pluviógrafo de intensidad Para linealizar la respuesta La cantidad de precipitación/ unidad de tiempo =intensidad =w ha de ser proporcional al desplazamiento h del flotador w = bh h w = c. (R 2 -r 2 ). (h +a) 1/2 De donde r = (R 2 -A.h/(h+a) 1/2 ) 1/2 A = cte = b/c Pluviómetro totalizador Nivómetro Pluviómetro digital Estimación pluviométrica por Radar Meteorológico 4

5 Objeto del radar meteorológico DESCRIPCION DEL RADAR Información sobre la localización e intensidad de la precipitación Obtener de forma sistemática magnitudes físicas de interés climatológico Ampliar el conocimiento sobre la estructura de los sistemas meteorológicos Mayor resolución espacial y temporal Información sobre parámetros no relacionados con la precipitación como viento o turbulencia Modelización hidrológica Sistema terrestre de teledetección activa RAdio Detecting And Ranging g Sistema capaz de emitir pulsos muy cortos, de λ muy pequeña, muy direccionales y muy energéticos (1940) Esquema del radar Principios de funcionamiento Emisión MW (cm), en forma de pulsos; paso a modo escucha Frecuencias radar: Bandas de trabajo en los radares meteorológicos Longitudes de onda (λ) de 0,8 cm a 10 cm A menor λ equipos más pequeños y baratos A menor λ mayor eficacia en detectar menores partículas A menor λ mayor atenuación Para detectar tiempo severo, λ mayores 5

6 Banda S Longitud de onda = 10 cm (2-4 GHz) Precipitaciones convectivas. Atenuación débil Antena de gran tamaño (6 m) Caro Banda C Longitud de onda = 5cm (4-8 GHz) Más común en zonas de orografía compleja Atenuación significativa. Antena de 3 a 4 m Banda de los radares del INM Mitad de precio que banda S Banda X Longitud de onda = 3 cm (8-12 GHz) Investigación o hidrología urbana Gran atenuación Equipos portátiles El mas económico A bordo de aviones Ecuación del radar Relación entre energía emitida con la recibida Pr = A*B*K 2 *Z/r 2 A=constante B=constante, depende del radar (longitud de onda, ganancia, anchura del haz, duración del pulso...) K=depende del índice de refracción y absorción del blanco K 2 =0,93 agua líquida; K 2 =0,21 hielo El Radar ve mejor el agua líquida que el hielo r = distancia al blanco Z=factor de reflectividad. Depende de la distribución de tamaños de los blancos. Parámetro usado operativamente. Blancos dispersos: Muchos elementos dispersores afectados por un haz determinado Aproximación: Difusores esféricos. Tamaño pequeño frente a λ (aproximación de Rayleigh) Z = Σ D 6 = N(D) D 6 dd (D=diámetro de las gotitas) Escala decibélica (Pe ~ 10 5 W; Pr ~ 10-3 W) 10 log Pr = 10 logz 20log r + C 10 log Z = dbz Relaciones Z-R Relación entre reflectividad y precipitación Z = a R b Relación de Marshall-Palmer a y b constantes experimentales. Se necesita un conocimiento exacto de la distribución de tamaños de las gotas y de la velocidad vertical del viento. Por consiguiente, no pueden obtenerse simples relaciones Z-R que den resultados precisos para cada situación. Sobreestimaciones debidas al granizo Sobreestimaciones debidas al inicio de la fusión 6

7 Algunas relaciones Z-R Ventajas de la observación Radar Llovizna Lluvia Chubasco a b 1,6 1,6 1,6 Teledetección activa del blanco Exploración tridimensional Gran resolución espacial y temporal Datos en tiempo casi real Complementaria a la información satelital e in situ 7

8 Bibliografía: Manual del Obsevador en Meteorología. Ed.INM 1956 BERRY F.A., BOLAY E. Handbook of Meteorology, Ed. McGraw-Hill 1945 Instrumentos Meteorológicos. Ed. INM 1995 TAMAYO J. presentación en el Diploma de Nuevos Sistemas de Observación y Vigilancia en Meteorología y Climatología Valencia 2006 programa 8