Jorge Arenas Charlín Ingeniero Agrónomo Doctor

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1 Departamento de Agricultura del Desierto y Biotecnología Observatorio del clima para el primer semestre del año 2009 en el sector Vilacollo, comuna de Colchane, provincia del Tamarugal, región de Tarapacá. Jorge Arenas Charlín Ingeniero Agrónomo Doctor Julio 2009

2 1 El análisis siguiente se hizo a partir de los datos climáticos recolectados en la estación meteorológica instalada en el sector de Vilacollo, comuna de Colchane. Los siguientes son las características de la estación CARACTERÍSTICAS DE LA ESTACIÓN Ubicación de la estación 68º 26 03,26 O ,69 m E 19º 24 03,07 S ,46 m S Altitud msnm Inicio de mediciones Enero 2006 En este documento se analiza en forma conjunta, y agregada, el primer semestre del año 2009, comparándose también las características de semestre analizado, con los valores respectivos de los años 2006, 2007 y Esta iniciativa corresponde a parte de un trabajo realizado por académicos del Departamento de Agricultura del Desierto y Biotecnología de la Universidad Arturo Prat siendo una continuidad del proyecto relacionado con la producción de quínoa, que fue financiado por el FIA y que se realizó en conjunto con la comunidad de Ancovinto situada en la comuna de Colchane. El objetivo de este informativo semestral, es mejorar la información ambiental disponible que sustente las distintas actividades relacionadas con el mejoramiento de la agricultura y la ganadería del sector, en donde, además de las enormes dificultades productivas, la ausencia de información hace mas difícil el logro de objetivos de desarrollo ya sean comunales o sectoriales para la agricultura. Estimados y estimadas, este informe puede ser mejorado significativamente tanto en sus contenidos como en su formato. Para lo anterior, les solicito, en caso que encuentren oportuno y necesario, envíen sus comentarios y opiniones a mi correo electrónico de la Universidad Arturo Prat, el cual es: jarenas@unap.cl. Esperando que la información adjunta les sea de utilidad, se despide atentamente de todos ustedes: Jorge Arenas Charlín Ingeniero Agrónomo Doctor Universidad Arturo Prat

3 2 1. ANALISIS MENSUAL DEL PERÌODO En este punto se analizan los principales indicadores climáticos registrados entre los meses de enero a junio del 2009 y que están asociados con la producción agrícola y pecuaria. Se analizan tanto los valores medios ocurridos, como los valores extremos y, en caso de corresponder, los valores agregados de algunos indicadores climáticos o agrometeorológicos Temperaturas. Posiblemente, esta sea la característica climática más indicadora respecto de las potencialidades agroclimática de un sector. Mediante el conocimiento de las temperaturas existentes se pueden definir los períodos de trabajo agrícola para el sector, se caracteriza la fenología de los cultivos, permite predecir la ocurrencia de una serie de plagas y enfermedades, permite definir parámetros fundamentales para la construcción de estructuras de agricultura intensiva y es una de las variables mas relacionadas con la evapotranspiración. En el siguiente cuadro se resumen los principales indicadores de esta variable climática. TEMPERATURA Valor (ºC) Fecha Hora Media 8,8 Máxima absoluta 33,3 1 de marzo 16:00 Mínima absoluta -16,8 17 de junio 08:00 Cuadro 1. Temperaturas características durante el semestre ( C) Durante el período del análisis, se registro una diferencia de 50,1 C entre las temperaturas extremas. Estas grandes diferencias de temperatura son una clara señal de las difíciles condiciones en que se tiene que desarrollar cualquier actividad para el sector, y más específicamente la agricultura y la ganadería. Define con claridad la necesidad de desarrollar soluciones locales a los problemas productivos tanto para la agricultura como para la ganadería. En la figura 1 se registran las temperaturas medias, máximas y mínimas promedio registradas durante el semestre analizado. 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 Temperaturas promedio primer semestre 2009 Ancovinto C 10,0 5,0 0,0-5,0-10,0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Máximas Minimas Medias Figura 1. Temperaturas medias mensuales durante el semestre ( C)

4 3 En la figura 1 se ve con mayor claridad lo expresado con anterioridad. Las grandes diferencias entre las temperaturas máximas y mínimas están presentes durante todo el período registrado, tendiendo a crecer estas diferencias a lo largo del semestre analizado. El detalle mensual de estas diferencias se observa en el siguiente cuadro. Oscilación térmica ( C) Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Promedio semestre 25,3 31,6 28,0 31,8 30,3 33,9 30,2 Cuadro 2. Máximas oscilaciones térmicas registradas entre el día y la noche ( C) Los valores anteriores caracterizan las dificultades de producción del sector y, plantean los desafíos que deben afrontar tanto los agricultores como los profesionales que trabajan en el sector. Una de las necesidades planteadas por los agricultores locales, es la construcción de invernaderos, los cuales deberán considerar en sus características constructivas y operativas las oscilaciones térmicas señaladas. En la figura 2, se grafican las temperaturas promedio por hora registradas durante el semestre. C Temperaturas promedio por hora primer semestre 2009 ANCOVINTO 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00-15 Maximas Medias Minimas Figura 2. Temperaturas medias por hora durante el semestre ( C) El ciclo de las temperaturas durante el día esta relacionado con la aparición del sol. Las menores temperaturas ocurren a la hora de la salida del sol, entre las 07:00 y las 08:00 dependiendo de la época del año. Las máximas temperaturas se producen alrededor de las 16:00 horas.

5 Ocurrencia de heladas. Se considera como helada cuando las temperaturas descienden a menos de los 0 C, registrándose esta información en el siguiente cuadro. INDICADOR Heladas Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Total Días por mes Horas con helada por mes 13,0 6,0 33,0 88,0 141,0 225,0 506,0 Horas con helada por día 1,9 3,0 2,8 4,2 5,9 8,0 Cuadro 3. Ocurrencia de heladas y duración de estas El número de días con helada aumenta desde enero hasta junio, incrementándose también su duración, variando esta desde 1,9 horas durante enero a 8,0 horas durante junio. Con estos valores se dimensionan mejor las restricciones climáticas existentes durante el invierno Indicadores térmicos agrometeorológicos. A partir de las temperaturas, se pueden calcular los indicadores horas frío, unidades frío y días grado. Estos valores que se registran en el cuadro 4 sirven para tomar una serie de decisiones relacionadas con la agricultura: selección de especies y variedades frutales y hortícolas, épocas aproximadas de siembra y cosecha, riesgo de aparición de plagas y enfermedades, entre otras. Indicadores Umbrales Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Total semestre Horas Frío Umbral 7,0 200,0 134,0 241,0 271,0 399,0 457, ,0 Unidades Frío Richardson 138,0 142,5 222,0 192,5 289,0 263, ,5 Días Grado Inferior 10,0 Superior 25,0 106,2 92,1 79,7 70,6 44,6 23,5 416,6 Cuadro 4. Indicadores agrometeorológicos acumulados durante el período Este ecosistema tendría una alta potencialidad para producir frutales con altos requerimientos de frío, pero, por otro lado, la menor acumulación de días grado implicaría que cada estado fenológico de los cultivos tendrá una mayor duración que otros sectores con un mayor número de días grado.

6 Dirección y velocidad del viento La velocidad del viento es una variable ambiental relevante para la agricultura y no solamente por los eventuales daños que este pueda ocasionar sobre la infraestructura, también es una variable importante en la evapotranspiración de los cultivos del sector. Siendo también importantes de conocer la distribución de los vientos durante el día y su procedencia. Velocidad (m s -1 ) Promedio Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio semestre Máxima 10,3 11,2 9,4 8,0 11,6 8,9 9,9 Media 3,3 2,9 2,6 2,5 3,1 2,8 2,9 Cuadro 5. Velocidades del viento características durante el período A través de todo el semestre se mantiene las velocidades del viento en torno a los 2,9 m/s de velocidad media y 9,9 m/s de velocidad máxima En la figura 3 se observa para el primer semestre del 2009, la distribución horaria de las velocidades del viento promedio que ocurren a lo largo del día. Velocidad del viento promedio por hora primer semestre 2009 ANCOVINTO m s :00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Maximas Medias Figura 3. Velocidades del viento media y máxima por hora (m/s) El viento en el sector alcanza sus máximas velocidades durante la tarde y mínimas durante el amanecer, estando presente a lo largo de todo el día. El comportamiento de la velocidad del viento coincide con el perfil hora de las temperaturas (figura 2), en donde las máximas velocidades ocurren cuando las temperaturas son máximas y las velocidades mínimas cuando se producen las menores temperaturas. Otra variable por considerar es respecto el origen de los vientos, antecedente que se incluye en el cuadro 6. Para hacer un análisis de la información, el día se dividió en 4 etapas: 01:00 06:00, 07:00 12:00, 13:00 18:00 y 19:00 24:00.

7 6 Hora del día 01:00-06:00 07:00-12:00 13:00-18:00 19:00-24:00 Enero W SE ESE W Febrero W ESE ESE WNW Marzo W ESE ESE W Abril W ESE ESE W Mayo W W E W Junio W W E W Cuadro 6. Procedencia del viento según hora del día. En el cuadro 6 se observan 2 tendencia principales en la procedencia del viento. Durante las horas de oscuridad los vientos predominantes provienen desde W (oeste), mientras que durante las horas con sol los vientos predominantes provienen principalmente desde el E (este): ESE (este sur este), E (este) y SE (sur este) Precipitaciones La agricultura de la comuna de Colchane depende estrechamente de las lluvias que ocurren durante el período del verano, el cual se denomina como invierno altiplánico o invierno boliviano. El abastecimiento de agua tanto de las praderas como de los cultivos depende de la cuantía y de la oportunidad de riego. Variables como la época de siembra o la superficie regada están determinadas por las características que cada año presentan las precipitaciones. En la siguiente figura se registran la ocurrencia de las precipitaciones (días por mes) y su intensidad (milímetros por mes) Precipitaciones durante el primer semestre del 2009 en Ancovinto Dias mm/mes 0 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Dias con precipitaciones Precipitaciones Figura 4. Precipitaciones caídas (mm/día) y días con precipitaciones En la figura anterior se observa que el mes de enero las precipitaciones fueron escasas, lo cual determinó la condición de período seco para el año Normalmente enero es el mes más lluvioso del año, sin embargo durante este año no sólo cayó un 15% de lo caído durante enero del año 2008, lo cual se agrava ya que la mayoría de las precipitaciones se concentraron durante los primeros días de enero, transcurriendo mas de 3 semanas antes de las siguientes precipitaciones.

8 7 Las mayores precipitaciones ocurridas durante febrero del 2009, no compensaron los daños que se produjeron sobre el cultivo de la quínoa y sobre el crecimiento estival de las praderas naturales. Es también importante analizar la distribución de las lluvias durante el día, lo cual se observa en la figura 5. 7 Precipitación por hora primer semestre 2009 ANCOVINTO mm :00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Figura 5. Precipitaciones por hora de ocurrencia (mm/hora) Las precipitaciones son predominantes entre las 15:00 y las 18:00 horas, lo cual ocurre cuando las velocidades del viento son máximas (figura 3) y su procedencia predominante desde el E y ESE (cuadro 6) Humedad Relativa La humedad relativa cuantifica la capacidad de la atmósfera para absorber humedad desde el suelo y de las plantas. Mientras menor sea la humedad relativa mayor será la capacidad de la atmósfera de contener vapor de agua y, por lo tanto, acelerar los procesos de evaporación desde el suelo y superficies de agua y de la transpiración desde los vegetales. HUMEDAD RELATIVA Valor (%) Fecha Hora Media 31,1 Máxima absoluta 94,0 2 de marzo 04:00 Mínima absoluta 4,0 29 de marzo 15:00 Cuadro 7. Humedades relativas características durante el semestre (%) La humedad relativa del sector tiene una gran variabilidad a lo largo del semestre, variando desde valores de 94 % (con un máximo de 100%) y hasta valores de 4 % (con un mínimo de 0% teórico), alcanzándose mayores valores durante la madrugada y valores mínimos al atardecer, situación que es analizada mas en detalle en la figura 7. En el siguiente cuadro se analizan las humedades relativas promedio (máximas, mínimas y promedio) que fueron registrados a lo largo del primer semestre del año 2009.

9 8 Humedad relativa Promedio Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio (%) semestre Máxima 59,3 64,9 65,2 49,9 29,4 18,4 47,9 Media 36,8 44,4 42,6 32,6 18,1 11,8 31,1 Mínima 18,4 23,4 22,8 18,1 9,5 6,7 16,5 Cuadro 8. Humedades relativas medias mensuales durante el semestre (%) Existe una directa relación entre los valores de humedad relativa observados en la figura anterior y la distribución de las precipitaciones observadas (figura 4), es decir, a mayores precipitaciones mayores valores promedio de humedad relativa. La disminución de la humedad relativa, es una condición que favorece la pérdida de agua desde el ambiente ya sea por evaporación o por transpiración. El incremento en la evaporación y en la transpiración implicará que se disminuirán las reservas de agua desde el suelo, afectando el desarrollo de las praderas y las eventuales siembras de quínoa que ocurrirán durante los meses de septiembre y octubre. Lo anterior se agrava ya que el año 2009 ha sido el año mas seco de los últimos 4 años, con lo cual tanto la recuperación de las praderas se retrasará y las siembras deberán postergarse, agravando la situación de los agricultores y ganaderos de la comuna de Colchane. En la siguiente figura se analiza la variación horaria promedio de la humedad relativa durante el período analizado. Humedad Relativa promedio por hora primer semestre 2009 ANCOVINTO % :00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Maximas Medias Minimas Figura 6. Humedades relativas ocurridas por hora (%) En la figura 6 se observa la disminución en los valores de la humedad relativa a partir del mediodía y hasta aproximadamente las 18:00 horas. Esto coincide con 2 variables ambientales, la mayor velocidad de los vientos y su procedencia principal desde el E (este) y ESE (este sur este).

10 Radiación solar La radiación incidente se relaciona con la fotosíntesis y con la evapotranspiración. Radiación Promedio solar (W m -2 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio ) semestre Máxima 1.107, , , ,0 947,0 869, ,2 Media 605,7 609,1 651,9 550,5 455,8 413,8 547,8 Cuadro 9. Radiación solar ocurrida durante el semestre (W m -2 ) La máxima radiación promedio se registra durante los meses de verano, disminuyendo hasta el mes de junio como consecuencia de los días más cortos y llegada del período invernal. La altitud del sector explica las mayores radiaciones incidentes que otros lugares que tienen menor altitud, como la pampa del tamarugal, en donde la radiación incidente en promedio es un 17,4 % menor que la registrada en el altiplano. Esta mayor radiación implica dificultades adicionales para la producción agrícola, especialmente por las adaptaciones que deben realizar las plantas para evitar daños en su aparato fotosintético. Radiacion solar por hora primer semestre 2009 ANCOVINTO W m :00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Promedio Máxima Figura 7. Radiación solar hora ocurrida durante el semestre (W m -2 ) Las máximas radiaciones se alcanzan en promedio alrededor de las 13:00 horas explicándose esto en la diferencia de la hora oficial de Chile con la hora correspondiente a la longitud. Al mediodía la media alcanza los 900 W m -2 y la máxima radiación promedio los W m -2.

11 Presión atmosférica La presión atmosférica esta asociada con la altitud del sector, disminuyendo esta a medida que aumenta la altitud. Una variable muy relacionada con la presión atmosférica es la evaporación del agua que varía inversamente proporcional con la presión atmosférica, siendo esto es de especial importancia para marcar la fragilidad de las praderas naturales del sector, que son altamente sensibles a períodos de escasez hídrica ya que las demandas atmosféricas agotan rápidamente el agua aportada por las lluvias o por los escurrimientos. Otra variable atmosférica que se relaciona a las variaciones de las presiones atmosférica lo constituyen la ocurrencia de vientos, tendiendo estos a tener una mayor intensidad mientras mas disminuyan las presiones. Presión Promedio Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio atmosférica (mbar) semestre Máxima 660,9 660,8 662,1 663,9 663,2 665,1 665,1 Mínima 656,6 655,6 656,3 657,3 657,8 658,7 655,6 Media 657,5 656,9 657,8 659,2 659,0 660,1 658,4 Cuadro 10. Presión atmosférica media ocurrida durante el semestre (mbar) No existen diferencias significativas para las presiones atmosféricas registradas durante el semestre. Se puede asociar la altitud con la presión atmosférica, comparando las presiones registradas en la estación de Ancovinto (3.681 msnm) con las registradas durante el mismo período en la estación Canchones (990 msnm) que alcanza un promedio de 902,7 mbar, es decir un 37 % mayor por efecto de la menor altitud. 670 Presión atmosférica promedio por hora primer semestre 2009 ANCOVINTO mbar :00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Maximas Medias Minimas Figura 8. Presión atmosférica hora ocurrida durante el semestre (mbar) En la figura anterior, se observa que las presiones atmosféricas disminuyen durante la tarde, lo cual es coincidente con el incremento de las velocidades de los vientos (figura 3) y también con el momento durante el cual se concentran las precipitaciones (figura 5), lo cual permite definir una asociación entre estas 3 variables ambientales.

12 Evapotranspiración de referencia Esta se calcula a partir de la fórmula de Penman Monteith de acuerdo a los criterios de cálculo definidos en el libro FAO-56. Evapotranspiración (mm / mes) Total Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio (mm / semestre) 250,4 201,4 219,9 207,0 209,0 178, ,4 Cuadro 11. Evapotranspiración de referencia mensual (mm/mes) La mayor evapotranspiración registrada durante enero se debe a 3 factores principales: a) Las altas radiaciones incidentes b) Las mayores temperaturas registradas c) La escasez de precipitaciones ocurridas durante el mes Al comparar los datos contenidos en el cuadro 11 (demanda de agua) y se les compara con las precipitaciones registradas (figura 4) (fuente de agua), se cuantifica de mejor forma el gran déficit de humedad que deben afrontar los cultivos y vegetación del sector.

13 12 2. ANÁLISIS METEOROLÓGICO HISTÒRICO REGISTRADO Un análisis muy importante en un análisis de tipo climático es comparar lo que ha sucedido en el tiempo con las diversas variables ambientales que han sido registradas. En el cuadro 12 se resumen los principales indicadores ambientales para el período evaluado ( ) INDICADOR Máxima promedio 17,4 18,3 17,2 18,1 Temperaturas Máxima absoluta 23,2 24,4 22,4 33,3 ( ºC ) Mínima promedio -1,0 0,1-2,4-1,5 Mínima absoluta -14,7-14,8-19,3-16,8 Días con Heladas Horas por semestre 502,0 357,0 584,0 506,0 Humedad Relativa ( % ) Horas diaria promedio 6,2 4,7 5,7 5,4 Máxima promedio 52,8 52,3 47,4 47,9 Máxima absoluta 88,0 94,0 94,0 94,0 Mínima promedio 19,8 18,8 17,1 16,5 Mínimo absoluto 3,0 3,0 3,0 4,0 Máxima 11,6 10,7 14,3 11,6 Velocidad del viento ( m/s ) Promedio 2,4 2,9 2,8 2,9 Radiación solar Máxima 1.218, , , ,0 (W/m 2 ) Promedio 441,3 476,1 488,1 499,3 Total (mm/semestre) 1.124, , , ,4 Máxima (mm/día) 9,0 12,1 10,1 10,1 Evapotranspiración Mínima (mm/día) 2,1 3,0 2,2 3,1 Media (mm/día) 6,2 6,8 6,8 7,0 Horas Frío umbral = 7 C 1.578, , , ,0 Unidades Frío Richardson 1.359, , , ,5 umbral inferior = 10 C Días grado 388,7 440,2 352,6 416,6 umbral superior = 25 C Cuadro 12. Principales indicadores climáticos del periodo de registro ( )

14 13 Para el altiplano, una variable altamente relevante lo constituyen las precipitaciones que ocurren durante el período estival, ya que ellas son la principal fuente de agua para cada temporada. En el cuado 13 se detallan por mes las precipitaciones caídas durante el primer semestre para cada uno de los 4 periodos evaluados. INDICADOR Precipitaciones primer semestre de cada año Enero 89,7 48,0 93,8 13,4 Febrero 43,7 24,8 8,8 20,2 Marzo 13,4 19,8 2,4 18,2 Abril 0,4 0,0 0,0 0,8 Mayo 0,0 0,0 0,0 0,0 Junio 0,0 0,0 0,0 0,0 Total (mm/semestre) 147,2 92,6 105,0 52,6 Días con precipitación Cuadro 13. Precipitaciones mensuales registradas durante el primer semestre El primer semestre del año 2009, ha sido el más seco del período con registros climáticos. Lo anteriormente se fundamenta en las escasas precipitaciones caídas durante enero del 2009, cuando éstas disminuyeron significativamente respecto de las registradas durante los años anteriores. De los períodos considerados el mes de enero ha sido el que ha registrado las mayores precipitaciones del semestre, pudiendo ser este mes un buen indicador de lo que ocurrirá con las precipitaciones durante el resto del año.