MINISTERIO DE DEFENSA NACIONAL DIRECCIÓN GENERAL MARÍTIMA CENTRO DE INVESTIGACIONES OCEANOGRAFICAS E HIDROGRAFICAS DEL PACÍFICO

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1 MINISTERIO DE DEFENSA NACIONAL DIRECCIÓN GENERAL MARÍTIMA CENTRO DE INVESTIGACIONES OCEANOGRAFICAS E HIDROGRAFICAS DEL PACÍFICO COMPORTAMIENTO DE LA ALTURA DE LA MAREA, TEMPERATURA AMBIENTE, HUMEDAD RELATIVA Y LA PRECIPITACIÓN EN LA FRANJA MARITIMA PACIFICO- COLOMBIANA (TUMACO, BUENAVENTURA, ISLA MALPELO) DURANTE EL AÑO 2011 A PARTIR DE LOS DATOS DE LAS ESTACIONES MAREOGRÁFICAS Y METEOROLÓGICAS AUTOMATICAS SATELITALES (EMAS) DE DIMAR-CCCP Área de Oceanografía Operacional-CCCP San Andrés de Tumaco (Colombia) diciembre de 2011

2 COMPORTAMIENTO DE LA ALTURA DE LA MAREA, TEMPERATURA AMBIENTE, HUMEDAD RELATIVA Y LA PRECIPITACIÓN EN LA FRANJA MARITIMA PACIFICO- COLOMBIANA (TUMACO, BUENAVENTURA, ISLA MALPELO) DURANTE EL AÑO 2011 A PARTIR DE LOS DATOS DE LAS ESTACIONES MAREOGRÁFICAS Y METEOROLÓGICAS AUTOMATICAS SATELITALES (EMAS) DE DIMAR-CCCP. Diego Guerrero Zorrilla 1, Sadid Latandret Solana 1, Jesus Peñaranda Cabarcas 1, Cristhian Martinez Urzola 1, Ricardo Romero Betancourd 1, Manuel Guzman Guzman 1. 1 Área de oceanografía Operacional. Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas del Pacifico (DIMAR-CCCP). Vía al Morro, Capitanía de Puerto, Tumaco, Nariño, Colombia. Citar esta obra como: D. Guerrero, S. Latandret, J. Peñaranda, C. Martinez, R. Romero, M. Guzman Comportamiento de la altura de la marea, temperatura ambiente, humedad relativa y la precipitación en la franja marítima pacifico-colombiana (Tumaco, Buenaventura, Isla Malpelo) durante el año 2011 a partir de los datos de las estaciones mareográficas y meteorológicas de DIMAR-CCCP. Dirección General Marítima Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas del Pacífico. Tumaco, Colombia, 21 pp. RESUMEN Como herramienta de apoyo al Centro de Alerta de Tsunami (CAT), la Dirección General Marítima adquiere e instala en el Pacifico Colombiano, 03 estaciones meteorológicas automáticas satelitales (EMAS), con las cuales amplia y fortalece aún mas su capacidad y alcance para la investigación y estudio oceanográfico. Con base a los datos obtenidos de las estaciones, se efectuó un análisis anual de la altura de la marea, temperatura ambiente, humedad relativa y la precipitación en los tres puntos donde se encuentran ubicadas las estaciones (Tumaco, Buenaventura, Isla Malpelo). PALABRAS CLAVES: Pacífico Colombiano, estaciones mareográficas y meteorológicas, estudio oceanográfico.

3 TABLA DE CONTENIDO 1 INTRODUCCIÓN OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS MARCO TEÓRICO METODOLOGÍA Área de estudio Obtención de datos y procesamiento de la información RESULTADOS Y DISCUSIÓN Estación Mareográfica y Meteorológica Tumaco Estación Mareográfica y Meteorológica Buenaventura Estación Mareográfica y Meteorológica Malpelo CONCLUSIONES... 21

4 TABLA DE FIGURAS Figura 1. componentes de la marea.. 4 Figura 2. Esquemas de las mareas..5 Figura 3. Interfaz gráfica del software de Hydras...7 Figura 4. Medidas diarias de altura de la marea del año Figura 5. Registros diarios de temperatura ambiente del año Figura 6. Registro diario de humedad relativa del año Figura 7. Registro diario de precipitación del año Figura 8. Registro diario de temperatura del agua del año Figura 9. Registro diario de presión atmosférica del año Figura 10. Registro diario de dirección y velocidad del viento del año Figura 11. Medidas diarias de altura de la marea del año Figura 12. Registros diarios de temperatura ambiente del año Figura 13. Registro diario de humedad relativa del año Figura 14. Registro diarios temperatura del agua del año Figura 15. Registro diarios de dirección y velocidad del viento en el año Figura 16. Medidas diarias de altura de la marea del año Figura 17. Registros diarios de temperatura ambiente del año Figura 18. Registro diario de humedad relativa del año Figura 19. Registro diario de precipitación del año Figura 20. Registro diario de presión atmosférica del año Figura 21. Registro diario de dirección y velocidad del viento del año

5 1 INTRODUCCIÓN La constante labor del Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas del Pacífico (CCCP) en el ámbito investigativo y la necesidad de mantenerse a la vanguardia de la comunidad científica y de los desarrollos tecnológicos, hace indispensable la adquisición de herramientas que permitan agilizar y optimizar la labor de la investigación científica en el Pacífico Colombiano. La información obtenida con equipos de última tecnología permite mejorar la calidad y precisión de los datos sobre las condiciones oceanográficas y atmosféricas del área de estudio, ya que a partir de la información obtenida, se perfeccionan los procesos de simulación de los modelos matemáticos que se realizan sobre tsunamis, derrames de hidrocarburos, entre otros. En la aplicación de nuevas tecnologías implementadas por el CCCP para la investigación oceanográfica, se destaca la adquisición de 03 Estaciones Meteorológicas Automáticas Satelitales (EMAS), instaladas en tres zonas del Pacífico Colombiano, y con las cuales la Dirección General Marítima (DIMAR) apoya el proyecto del Centro de Alerta de Tsunami (CAT). Con este proyecto se logran monitorear eventos sísmicos ocurridos en el océano pacifico y atlántico que puedan tener incidencia sobre nuestras costas colombianas, para asimismo efectuar las avisos, alertas o alarmas correspondientes que contribuyan a prevenir a la comunidad en general en caso de un eventual tsunami. El monitoreo de las condiciones océano-atmosféricas en el Océano Pacifico Colombiano a través de las estaciones mareográficas y meteorológicas hace posible comparar las condiciones de normalidad con respecto a eventos meteorológicos y oceanográficos anómalos, permitiendo contribuir al principio de redundancia en el centro de alerta de tsunami. De la misma manera, la DIMAR a través del proyecto CAT, tiene en la mira lo que será un futuro tecnológico prometedor, lleno de grandes adelantos y de herramientas poderosas en las manos de la investigación oceanográfica de nuestro país. 2

6 2 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL Monitorear el comportamiento de la altura de la marea, temperatura ambiente, humedad relativa, presión atmosférica y la precipitación, durante el período 2011, a partir de datos recolectados por las Estaciones Meteorológicas Automáticas Satelitales (EMAS) instaladas en aguas jurisdiccionales de Tumaco, Buenaventura e Isla Malpelo. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Recopilar y procesar la información meteorológica y oceanográfica obtenida a partir de las Estaciones Meteorológicas Automáticas Satelitales (EMAS). Analizar diariamente en la Bahía de Tumaco, la Bahía de Buenaventura y aguas jurisdiccionales de Isla Malpelo, el comportamiento de la altura de la marea, basado en los datos obtenidos con los sensores RLS y PLS de las estaciones mareograficas y meteorológicas. 3

7 3 MARCO TEÓRICO Las mareas son los cambios periódicos del nivel del mar, causados principalmente por las fuerzas de atracción que ejerce la Luna y el Sol a nuestro planeta, y que provoca una fuerte atracción del océano hacia estos astros. Existen 3 fuerzas principales que producen el fenómeno de las mareas, dos gravitatorias que son las de la Luna y el Sol y una centrífuga por el propio giro de la Tierra. La combinación de las 3 provoca los diferentes estados de las mareas. Cuando la Luna está justamente encima de un punto dado de la Tierra, la combinación de estas fuerzas hace que el agua se eleve sobre su nivel normal. Esto se conoce como marea alta o pleamar. Lo mismo ocurre con las regiones situadas en el lado opuesto de la Tierra. A la primera se le conoce como marea directa, mientras que a la segunda se le conoce como marea opuesta. Asimismo, a lo largo de la circunferencia formada por las zonas perpendiculares al eje de mareas directa y opuesta se producen fases de marea baja o bajamar. Figura 1. Componentes de la marea El otro componente de las mareas es la atracción ejercida por el Sol. Su periodo es de 23 horas y su intensidad entre el 20% y el 30% de la lunar. Como esta fuerza es menor que la de la Luna la frecuencia de las mareas está determinada por el pasaje aparente de la Luna alrededor de la Tierra, lo que toma apenas un poco más de un 4

8 día. En la mayoría de las costas del mundo se producen dos mareas altas y dos mareas bajas cada día lunar (su duración media es de 24 horas, 50 minutos y 28 segundos). Por tanto el ciclo se repetirá al día siguiente con un retraso de 50 minutos. Cuando la atracción del Sol está alineada con la de la Luna en Luna Nueva y Luna Llena, esos son los días en que hay mareas vivas (mareas de sicigia), mientras que cuando las atracciones están a 90 grados las mareas son pequeñas y las llamamos mareas muertas (mareas de cuadratura). Las alturas de las mareas vivas están gobernadas por la distancia de la Luna a la Tierra, siendo más grandes en el Perigeo (cuando la Luna está más cerca de la Tierra) y más pequeñas en el Apogeo (cuando la Luna está más lejos). El intervalo de tiempo que separa dos perigeos sucesivos es de 27.5 días. Figura 2. Esquema de las mareas 5

9 4 METODOLOGÍA 4.1 Área de estudio El área de estudio está comprendida por tres sitios estratégicos a lo largo de la franja marítima del Pacifico Colombiano, los cuales están ubicados en las aguas jurisdiccionales de Tumaco, Buenaventura e Isla Malpelo. Las estaciones meteorológicas y mareográficas situadas en los sitios anteriormente mencionados, están constituidas por los siguientes sensores: Termo-higrómetro (sensor de humedad y temperatura del aire), pluviómetro (sensor de precipitación), barómetro (sensor de presión atmosférica), anemómetro (sensor de viento), mareógrafo tipo radar RLS (sensor de altura de la marea), mareógrafo tipo presión PLS (sensor de altura de la marea). Las estaciones cuentan con un sistema de paneles solares, una barra pararrayos, una antena satelital, 02 antenas con comunicación vía radio (01 transmisora y 01 receptora), un transmisor satelital, un regulador solar, una batería, una unidad LOGOSENS 2, la cual permite la interfaz grafica, 02 radios MDS (01 transmisor y 01 receptor) y comunicación satelital con las 3 estaciones y vía radio con las estaciones de Buenaventura y Tumaco. El sensor RLS de la estación mareografica y meteorológica de Tumaco se encuentra ubicado en el muelle de la estación de guardacostas de Tumaco en la posición 01º 49' " de latitud norte y 78º de longitud oeste. El sensor RLS de la estación mareografica y meteorológica de Buenaventura está ubicado en el muelle de señalización marítima del Pacifico, aproximadamente en la posición 03º de latitud norte y 77º de longitud oeste. La estación mareografica y meteorológica de Isla Malpelo consta de 02 sensores RLS, los cuales se encuentran ubicados sobre la Isla en las siguientes posiciones, sensor 1: 04º de latitud norte y 81º de longitud oeste. Sensor 2: 04º de latitud norte y 81º de longitud oeste. 4.2 Obtención de datos y procesamiento de la información La descarga de los datos se efectuó por medio del software Hydras, desarrollado por la empresa OTT. Una vez descargados los archivos, fueron cambiados de formato de texto a formato Excel para facilitar su procesamiento y depuración. Posteriormente se efectuó la verificación de estos archivos para descartar los datos erróneos y finalmente se generaron las gráficas. 6

10 Figura 3. Interfaz gráfica del software Hydras. 7

11 5 RESULTADOS Y DISCUSIÓN La Estación Meteorológica Automática Satelital (EMAS) ubicada en Buenaventura presentó ausencia de transmisión de datos para todos los parámetros desde el 13 al 16 de agosto y del 28 al 31 de octubre, y el sensor de temperatura de agua ha presentado fallas desde el 10 de octubre del 2010 y se restauró el 03 de junio del 2011; de igual manera el sensor de precipitación ha presentado problemas durante todo el año, tuvo dificultades de transmisión desde el 03 de octubre del 2010 hasta el 10 de julio de 2011, nuevamente presentó desmejora el 26 de junio del 2011 y se restauró el 06 de noviembre del presente año, estas novedades fueron corregidas por el personal de técnicos de la empresa Vansolix. El sensor de presión atmosférica desde el año 2009 presenta un desajuste, debido a que presenta datos fuera del rango normal del área de estudio, mostrando datos entre los 957 Hpa y 990 Hpa. La estación que se encuentra en la isla Malpelo durante el año 2011 presento fallas en el envío de la información del 12 al 17 de julio y del 28 de septiembre al 03 de octubre; mostrando un buen envió de datos en el transcurso del año. Para la estación ubicada en el muelle de Guardacostas de Tumaco tenemos que durante el transcurso del año hubo una muy buena transmisión de datos en casi todos sus parámetros, con excepción del sensor de temperatura del agua que ha estado averiado desde el 18 de septiembre del Estación Mareográfica y Meteorológica Tumaco. Altura de la Marea. Este componente se monitoreó en la totalidad de los días comprendidos entre el 1 de diciembre de 2010 y el 1 de diciembre de 2011, obteniendo el 94% de los datos debido a que se presentaron inconvenientes en la transmisión de datos a partir del día 19 de septiembre hasta el 01 de octubre. La altura máxima registrada se presentó el día 20 de febrero con un valor de 3.59 metros; mientras que el valor mínimo presentado el día 21 de marzo fue de metros (Figura 4). 8

12 Figura 4. Medidas diarias de altura de la marea del año 2011 Temperatura Ambiente. Este componente se monitoreó en la totalidad de los días comprendidos entre el 30 de noviembre de 2010 y el 30 de noviembre de 2011, obteniendo el 96% de los datos ya que se ocurrieron inconvenientes de transmisión en el lapso comprendido entre el 01 y el 09 de noviembre. Este parámetro presentó una media anual de 26.0, donde el promedio de temperatura mas alta se presentó el día 02 de febrero, con un valor de 27.5 ºC; mientras que la mas baja fue registrada el día 15 de diciembre de 2010 con un valor de 22.9 ºC. (Figura 5). Figura 5. Registros diarios de temperatura ambiente del año

13 Humedad Relativa. El parámetro de la humedad relativa se monitoreó entre los meses de noviembre del 2010 y noviembre El promedio más alto fue de 98% y se presentó el día 15 de diciembre del 2010, mientras que el valor más bajo se presentó a los 05 días del mes de marzo, con un valor de 83%, el promedio anual de humedad relativa fue de 89%. (Figura 6). Figura 6. Registros diarios de humedad relativa del año 2011 Precipitación. Para este parámetro de precipitación se monitorio constantemente durante el transcurso del año. Siendo el mes de diciembre donde se presentó el mayor índice de precipitación, con mm/mes. Destacando el día 27 de abril con una pluviosidad de 17 mm siento esta la más alta de todo el año (Figura 7). 10

14 Figura 7. Registros diarios de precipitación del año 2010 Temperatura del Agua La Temperatura Superficial del Mar (TSM) en la costa de Tumaco fue monitoreada mensualmente a partir del 30 de noviembre de 2010 hasta el 17 de septiembre de 2010, debido a problemas con el sensor fue interrumpida la transmisión de datos de este parámetro. Registrando una media anual de 26.8 C hasta el momento en que dejo de funcionar correctamente. El máximo promedio diario que se registró durante este lapso fue de 30.2 C, el día 15 de abril; el valor mínimo diario registrado fue de 24.9 C, el día 16 de diciembre de 2010 (Figura 8). Figura 8. Registros diarios de temperatura del agua del año

15 Presión Atmosférica El parámetro de presión atmosférica fue monitoreado en la totalidad de los días entre el 30 de noviembre de 2010 y el 30 de noviembre de 2011 y presentó un promedio anual de Hpa. El registro diario más alto fue de Hpa el día 20 de octubre y el valor diario más bajo fue de Hpa, el día 10 de mayo de 2011 (Figura 9). Figura 9. Registros diarios de presión atmosférica del año 2011 DIRECCIÓN Y VELOCIDAD DEL VIENTO El registro de la estación meteorológica durante todo el año muestra que la tendencia en dirección del viento en la zona costera del municipio de Tumaco es de componente Oeste, predominando la dirección Noroeste en un 15%, luego sigue Oeste-Noroeste en un 14% y la dirección Oeste registrando un 13%. Por otro lado tenemos que el porcentaje máximo de velocidad registrado fue de 37.2% correspondiente al intervalo de 2 a 3 nudos, seguido de un 32.4% que pertenece al intervalo de 1 a 2 nudos. (Figura 10). 12

16 Figura 10. Registros diarios de dirección y velocidad del viento del año Estación Mareográfica y Meteorológica Buenaventura. Altura de la Marea Este componente se monitoreó durante todo el año 2011, obteniendo un aproximado de 95% de los datos debido a fallas técnicas con el equipo oceanográfico que fueron corregidas por la empresa Vansolix y posteriormente se obtuvieron los siguientes datos; la máxima altura fue registrada el día 30 de septiembre con un valor de 4.9 metros; mientras que el valor mínimo presentado fue de -0.3 metros y se presentó el día 20 de febrero. (Figura 11). Figura 11. Medidas diarias de altura de la marea del año

17 Temperatura Ambiente Este componente se monitoreó en la totalidad de los días comprendidos entre el 30 de noviembre de 2010 y el 30 de noviembre de 2011, con una transmisión intermitente de datos durante el mes de diciembre de 2010 y enero de 2011 la media anual de temperatura ambiente fue de 25.6, donde el promedio diario de temperatura más alto se presentó el día 19 de julio, con un valor de 27.7 ºC; mientras que el más bajo fue registrado el día 16 de diciembre de 2010 con un valor de 23.6 ºC. (Figura 12). Figura 12. Registros diarios de temperatura ambiente del año 2011 Humedad Relativa. El parámetro de la humedad relativa se monitoreó entre los meses comprendidos de noviembre 2010 a noviembre La media anual fue del 93%, el mayor valor de humedad relativa diaria fue del 99%, se presento el 28 de octubre, mientras que el promedio más bajo se presentó en el mes de marzo el día 12, con un valor de 82% (Figura 13). 14

18 Figura 13. Registros diarios de humedad relativa del año 2011 Precipitación. Este parámetro fue monitoreado mensualmente a partir del mes de noviembre de 2010 a noviembre de Durante este año se presentaron inconvenientes con el sensor de precipitación que impidieron un buen funcionamiento del mismo, por lo cual no se obtuvieron datos y resultados óptimos de su desempeño. El personal de técnicos de la empresa Vansolix realizó mantenimiento a este equipo en noviembre de Presión Atmosférica El parámetro de la presión atmosférica fue monitoreado en la totalidad entre noviembre de 2010 y noviembre 2011, presentando inconvenientes con el sensor de presión atmosférica, el cual obtiene datos erróneos presentando valores que no están dentro de un rango normal, correspondiente al lugar donde se encuentra, es decir, que el equipo se encuentra descalibrado. Temperatura del agua El parámetro de la temperatura del agua se monitoreó durante el transcurso de los meses de noviembre de 2010 hasta noviembre de Se comenzó a obtener datos a partir del 02 de junio de 2011, debido a inconvenientes y problemas con el sensor. El promedio mas alto fue de 29.0ºC y se presentó en el mes de junio, mientras que el promedio mas bajo se presentó en el mes de octubre, con un valor de 26.5ºC, (Figura14). 15

19 Figura 14. Registros diarios temperatura del agua del año 2011 DIRECCIÓN Y VELOCIDAD DEL VIENTO En la rosa de vientos de la estación meteorológica de Buenaventura se puede observar que el 70% de los vientos tienen una tendencia al suroeste, donde las velocidades más frecuentes son de 1 a 2 nudos y de 3 a 4 nudos con porcentajes de 34,9% y 27,7% respectivamente. (Figura 15). Figura 15. Registros diarios de dirección y velocidad del viento en el año

20 5.3 Estación Mareográfica y Meteorológica Malpelo. Altura de la Marea. Este componente se monitoreó en la totalidad de los días comprendidos entre el 01 de diciembre de 2010 hasta el 01 de diciembre de 2011, alcanzando la máxima altura el día 18 de febrero, con un valor de 4.04 metros; mientras que el valor mínimo presentado fue de -0.9 metros y sucedió los días 18 de febrero y 31 de mayo. (Figura 16). Figura 16. Medidas diarias de altura de la marea del año 2011 Temperatura Ambiente. Este componente se monitoreó en la totalidad de los días comprendidos entre el 30 de noviembre de 2010 y el 30 de noviembre de 2011, donde la temperatura máxima se presentó el día 26 de febrero, con un valor de 31.4 ºC; mientras que la mas baja fue registrada el día 26 de febrero, con un valor de 21.7 ºC. (Figura 17). 17

21 Figura 17. Registros diarios de temperatura ambiente del año 2011 Humedad Relativa. El parámetro de la humedad relativa se monitoreó desde noviembre de 2010 hasta noviembre de La media anual fue del 86%, el mayor valor de humedad relativa diaria fue del 98%, se presento el 10 de enero, mientras que el promedio más bajo se presentó en el mes de octubre, con un valor correspondiente a 73% (Figura 18). Figura 18. Registros diarios de humedad relativa del año

22 Precipitación. Este parámetro fue monitoreado mensualmente a partir del día 30 de noviembre de 2010 hasta el 30 de noviembre de Teniendo inconvenientes de transmisión durante los meses de junio a octubre. El mayor valor de precipitación se presento el día 23 de julio de 2011 correspondiente a 14.6 mm/día, siendo el mes de enero donde se registro el mayor índice de precipitación (Figura 19). Figura 19. Registros diarios de precipitación del año 2010 PRESIÓN ATMOSFÉRICA El parámetro de la presión atmosférica fue monitoreado en la totalidad entre el 30 de noviembre de 2011 y el 30 de noviembre de 2011 y presentó un promedio anual de Hpa. El promedio diario más alto fue de Hpa y se registró el 22 de octubre y el promedio diario más bajo fue de Hpa y se presentó el 10 de mayo (Figura 20). 19

23 Figura 20. Registros diarios presión atmosférica del año 2010 DIRECCIÓN Y VELOCIDAD DEL VIENTO La estación meteorológica de la isla Malpelo registró una tendencia de los vientos del oeste suroeste, suroeste y sur, con una proporción de más del 80%, con intensidades predominantes de 1 a 2 nudos y 3 a 4 nudos con porcentajes de 30,4% y 29,9% respectivamente. (Figura 21). Figura 21. Registros diarios de dirección y velocidad del viento en el año

24 6 CONCLUSIONES A partir de la información recopilada por las estaciones mareograficas y meteorológicas en el transcurso del año 2011, se pudo monitorear en el Pacifico Colombiano información es utilizada para establecer comparaciones que ayuden y alimenten de manera certera las predicciones existentes de parámetros oceanográficos y atmosféricos, lo cual de la misma manera se constituye en aviso de alertas tempranas ante la ocurrencia de fenómenos como los Tsunamis. A partir los datos obtenidos de las estaciones meteorológicas, podemos establecer que los meses con mayores valores de temperatura ambiente en las EMAS de Tumaco y Buenaventura fueron mayo y junio, mientras que en malpelo fueron los meses de marzo y abril, esto nos da a entender que el primer semestre del año fue mas cálido que el segundo en la costa pacífica colombiana durante este año De igual manera los meses donde se registraron los mayores índices de precipitación fueron diciembre en Tumaco y enero en malpelo con valores correspondientes a 592 mm y 541 mm respectivamente. Así mismo, los registros de humedad relativa fueron mayores durante los meses de diciembre y enero en las tres EMAS (Tumaco, Buenaventura y Malpelo), sin embargo vemos que los meses con los menores registros de este mismo parámetro son marzo para las estaciones de Tumaco y Buenaventura y el mes de octubre para la estación de Malpelo. 21