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ISBN 978-607-425-049-7
AGRADECIMIENTOS
Se agradece a la Fundacioacuten Produce Coahuila A C por las aportaciones econoacutemicas brindadas para la realizacioacuten
del presente trabajo
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en Diciembre de 2008 en los talleres de Imprenta Saacutenchez Nueva Espantildea 514
Fraccionamiento Urdintildeola Saltillo 25020 Coah
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INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES AGRICOLAS Y PECUARIAS
CENTRO DE INVESTIGACIOacuteN REGIONAL DEL NORESTE CAMPO EXPERIMENTAL SALTILLO
LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO
DE COAHUILA
Folleto Teacutecnico Nuacutem 38 Diciembre de 2008 Meacutexico
SECRETARIA DE AGRICULTURA GANADERIA DESARROLLO RURAL PESCA Y ALIMENTACIOacuteN
ING ALBERTO CARDENAS JIMENEZ
Secretario
ING FRANCISCO LOPEZ TOSTADO Subsecretario de Agricultura
ING ANTONIO RUIZ GARCIA
Subsecretario de Desarrollo Rural
ING JEFREY MAX JONES JONES Subsecretario de Fomento a los Agronegocios
INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES AGRICOLAS Y PECUARIAS
Dr PEDRO BRAJCICH GALLEGOS
Director General
Dr SALVADOR FERNANDEZ RIVERA Coordinador de Investigacioacuten Innovacioacuten y Vinculacioacuten
Dr ENRIQUE ASTENGO LOPEZ
Coordinador de Planeacioacuten y Desarrollo
LIC MARCIAL ALFREDO GARCIA MORTEO Coordinador de Administracioacuten y Sistemas
CENTRO DE INVESTIGACION REGIONAL DEL NORESTE
Ph D SEBASTIAN ACOSTA NUNtildeEZ Director Regional
Ph D JORGE ELIZONDO BARRON
Director de Investigacioacuten Innovacioacuten y Vinculacioacuten
M C NICOLAS MALDONADO MORENO Director de Planeacioacuten y Desarrollo
M A JOSE LUIS CORNEJO ENCISO
Director de Administracioacuten
M C GUSTAVO JAVIER LARA GUAJARDO Director de Coordinacioacuten y Vinculacioacuten en Coahuila
GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
PROFR HUMBERTO MOREIRA VALDES Gobernador Constitucional del Estado
C HECTOR OSCAR FERNANDEZ AGUIRRE
Secretario de Fomento Agropecuario
LIC ELIAS JUAN MARCOS ISSA Subsecretario Agropecuario y de Comercializacioacuten
ING JOSE CARLOS DESTENAVE MEJIA
Director de Agricultura
M V Z ENRIQUE GARCIA PEREZ Director de Ganaderiacutea
DR HECTOR FRANCO LOPEZ
Secretario de l Medio Ambiente y Recursos Naturales
DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
ING EDUARDO VILLARREAL DAVILA Delegado
ING JORGE ALBERTO FLORES BERRUETO
Subdelegado Agropecuario
LIC REYNOLD MALTOS ROMO Subdelegado de Planeacioacuten
LIC REYNALDO PEREZ-NEGRON
Subdelegado de Administracioacuten
FUNDACION PRODUCE COAHUILA A C
ING BERNABE IRUZUBIETA QUEZADA Presidente
ING JUAN ANTONIO OSUNA CARDENAS
Vicepresidente
ING JAVIER GARCIA NUNtildeEZ Tesorero
M Sc IGNACIO A GONZALEZ CEPEDA Presidente del Consejo Consultivo Sureste
M C JORGE ALBERTO MONTANtildeEZ DE LEON
Gerente
En el proceso editorial de esta publicacioacuten colaboraron Comiteacute Editorial del Campo Experimental Saltillo M C Gustavo J Lara Guajardo M C Francisco J Contreras de la Ree M C Carlos Riacuteos Quiroz M C Antonio Cano Pineda M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga M C Eulalia Edith Villavicencio Gutieacuterrez Revisioacuten Teacutecnica
Ph D Jorge Elizondo Barroacuten Dr Agustiacuten Magallanes Estala M C Jesuacutes Loacutepez Hernaacutendez Captura Computacional M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga M C Antonio Cano Pineda Fotografiacutea M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga Edicioacuten M C Antonio Cano Pineda
MAYOR INFORMACION INIFAP
Campo Experimental Saltillo Blvd Vito Alessio Robles No 2565
Col Nazario S Ortiz Garza Saltillo 25100 Coah
Tel (01 844) 4 16 20 25 Fax (01 844) 4 39 19 01
martinezoscarinifapgobmxcanoantonioinifapgobmx
berlangacarlosinifapgobmxDireccioacuten de Coordinacioacuten y Vinculacioacuten del
INIFAP-Coahuila Blvd Vito Alessio Robles No 2565
Col Nazario S Ortiz Garza Saltillo 25100 Coah
Tel Fax (01 844) 4 39 24 36 E-mail dicovi_coahhotmailcom
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LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS
ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO DE COAHUILA
M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga Investigador del Programa de Sistemas de Informacioacuten
Geograacutefica del Campo Experimental Saltillo
M C Antonio Cano Pineda Investigador del Programa de Viveros y Plantaciones
Forestales del Campo Experimental Saltillo
M C Carlos Alejandro Berlanga Reyes Investigador del Programa de Recursos Naturales de Zonas Aacuteridas del Campo Experimental Saltillo
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agriacutecolas y Pecuarias Centro de Investigacioacuten Regional del Noreste
Campo Experimental Saltillo Meacutexico
Diciembre 2008
LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO DE COAHUILA
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agriacutecolas y Pecuarias Progreso No 5 Barrio de Santa Catarina Del Coyoacaacuten 04010 Meacutexico D F Tel (55) 38718700 ISBN 978-607-425-049-7 Primera edicioacuten 2008 Impreso en Meacutexico Tiraje 500 ejemplares No de Registro INIFAP CIRNEA-441 No estaacute permitida la reproduccioacuten total o parcial de esta publicacioacuten ni la transmisioacuten de ninguna forma o por cualquier medio ya sea electroacutenico mecaacutenico fotocopia registro u otros meacutetodos sin el permiso previo y por escrito a la Institucioacuten
Folleto Teacutecnico Nuacutem 38 Diciembre 2008 CAMPO EXPERIMENTAL SALTILLO
Blvd Vito Alessio Robles No 2565 Col Nazario S Ortiz Garza
Saltillo 25100 Coah Tel (01 844) 4 16 20 25 Fax (01 844) 4 39 19 01
La cita correcta de este folleto es Martiacutenez B O U A Cano P y C A Berlanga R 2008 La medicioacuten del clima y sus aplicaciones en las actividades agriacutecolas del estado de Coahuila INIFAP-CIRNE Campo Experimental Saltillo Folleto Teacutecnico Nuacutem 38 Coahuila Meacutexico 61 p
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60
CONTENIDO Paacuteg
1 INTRODUCCION 1
2 RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA 4
3 DESCRIPCION Y APLICACIONES DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS 7
Temperatura 7 Humedad Relativa 22 Precipitacioacuten Pluvial 25 Radiacioacuten solar 31 Humedad de la hoja 34 Velocidad y direccioacuten del viento 35
4 ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA 39
Temperatura 40 Precipitacioacuten 41 Humedad relativa 43 Velocidad y direccioacuten del viento 45 Radiacioacuten solar 48 Unidades calor 49 Horas friacuteo 50
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 526 BIBLIOGRAFIA 54
INDICE DE CUADROS Cuadro Paacuteg 1 Caracteriacutesticas de ubicacioacuten de la Red de
Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
6
2 Principales escalas termomeacutetricas 8
3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos 16
4 Valor en Unidades Friacuteo de diferentes temperaturas en durazno
20
5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
30
INDICE DE FIGURAS Figura Paacuteg 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
4
2 Distribucioacuten de las Estaciones Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
3 Temperatura media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
41
4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
42
5 Oscilacioacuten de la Humedad Relativa media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
44
6 Velocidad media mensual del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
46
7 Frecuencia relativa de la direccioacuten del Viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
47
8 Radiacioacuten solar media registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
48
9 Unidades calor acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
49
10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
51
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LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO
DE COAHUILA 56
Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga1
Antonio Cano Pineda2
Carlos Alejandro Berlanga Reyes3
INTRODUCCION
En la actualidad el conocimiento del clima es de gran importancia en la toma de decisiones en la actividad agriacutecola del estado de Coahuila dado que se practica una agricultura de alto riesgo Esto permite implementar acciones de mitigacioacuten ante la presencia de eventos climaacuteticos extremos (sequiacuteas y excesos de humedad)
Con el propoacutesito de apoyar las acciones de planeacioacuten del desarrollo agropecuario y forestal del estado de Coahuila se establecioacute un sistema de monitoreo climaacutetico mediante el cual se registra informacioacuten en forma continua y se tiene el acceso a los datos en tiempo real
1 Investigador del Programa de Sistemas de Informacioacuten Geograacutefica del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 2 Investigador del Programa de Viveros y Plantaciones Forestales del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 3 Investigador del Programa de Recursos Naturales de Zonas Aacuteridas del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP
Los componentes del sistema de monitoreo climaacutetico han sido disentildeados ex profeso para la recoleccioacuten distribucioacuten y el procesamiento de datos
En conjunto forman ldquoredesrdquo que generan datos y son enviados cada 15 minutos en tiempo real a un Centro de Informacioacuten desde donde pueden ser automaacuteticamente distribuidos por fax paacutegina web o por moacutedem En este centro es almacenada la informacioacuten en una base de datos histoacutericos que coadyuvaraacute en la toma de decisiones para una mejor planeacioacuten en las actividades o procesos de la produccioacuten agriacutecola
La informacioacuten generada por la red de estaciones tiene una aplicacioacuten muy variada ya que es posible tener informacioacuten en tiempo y espacio real de variables como temperatura ambiental humedad relativa humedad del follaje precipitacioacuten velocidad y direccioacuten del viento y radiacioacuten solar
Las aplicaciones praacutecticas de la informacioacuten permiten mejorar el manejo de productos quiacutemicos establecer calendarios adecuados de riego en base a las necesidades reales de los cultivos y sus etapas fenoloacutegicas prever la manifestacioacuten de plagas enfermedades y heladas proporcionando datos y curvas de unidades calor y evapotranspiracioacuten informacioacuten complementaria con la cual es posible lograr la automatizacioacuten de los procesos productivos que permiten a los productores ser mas eficientes y competir ventajosamente en los mercados nacionales e internacionales
Considerando que el ahorro en el consumo de
2
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agua es una necesidad imperativa en muchos paiacuteses y siendo el sector agriacutecola uno de los mayores consumidores de agua la posibilidad de tener informacioacuten oportuna para lograr una distribucioacuten adecuada y una reduccioacuten de peacuterdidas innecesarias de dicho insumo representariacutea un ahorro sin precedentes en la agricultura Componentes de la Red de Monitoreo
La red de monitoreo climaacutetico consiste en un conjunto de herramientas de hardware y software que permiten la medida de determinados paraacutemetros a traveacutes de grandes distancias
Por paraacutemetros se entiende cualquier magnitud
fiacutesica susceptible de ser convertida en un valor eleacutectrico Esto es temperatura del aire humedad relativa del aire humedad del suelo velocidad del viento nivel de agua en un depoacutesito etc Todos estos valores pueden ser convertidos en magnitudes eleacutectricas por medio de sensores
Los paraacutemetros convertidos eleacutectricamente son almacenados en la memoria de una estacioacuten de medicioacuten remota
Esta estacioacuten contiene un microprocesador
encargado de realizar diversas tareas de forma perioacutedica consulta de los sensores almacenamiento de la informacioacuten medida comprobacioacuten del canal de radio comprobacioacuten del estado de la bateriacutea local etc
3
Estaacute equipada con un equipo de radio que permite un enlace de comunicacioacuten inalaacutembrica en tiempo real con otras estaciones de medida o con una estacioacuten central Esto significa que la conexioacuten con la estacioacuten central se puede realizar a traveacutes de otras estaciones remotas permitieacutendose asiacute el disentildeo de amplias redes
Figura 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA
La red cuenta actualmente con 27 estaciones
4
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54
climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
12
3
4
5 6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 16
17
18
1920
21
2223
24
25 26
27
Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
6
y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
53
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
52
puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
7
Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
39 20
El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
38
De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
21
semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
27
Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
31
cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
29
Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
30
- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
SECRETARIA DE AGRICULTURA GANADERIA DESARROLLO RURAL PESCA Y ALIMENTACIOacuteN
ING ALBERTO CARDENAS JIMENEZ
Secretario
ING FRANCISCO LOPEZ TOSTADO Subsecretario de Agricultura
ING ANTONIO RUIZ GARCIA
Subsecretario de Desarrollo Rural
ING JEFREY MAX JONES JONES Subsecretario de Fomento a los Agronegocios
INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES AGRICOLAS Y PECUARIAS
Dr PEDRO BRAJCICH GALLEGOS
Director General
Dr SALVADOR FERNANDEZ RIVERA Coordinador de Investigacioacuten Innovacioacuten y Vinculacioacuten
Dr ENRIQUE ASTENGO LOPEZ
Coordinador de Planeacioacuten y Desarrollo
LIC MARCIAL ALFREDO GARCIA MORTEO Coordinador de Administracioacuten y Sistemas
CENTRO DE INVESTIGACION REGIONAL DEL NORESTE
Ph D SEBASTIAN ACOSTA NUNtildeEZ Director Regional
Ph D JORGE ELIZONDO BARRON
Director de Investigacioacuten Innovacioacuten y Vinculacioacuten
M C NICOLAS MALDONADO MORENO Director de Planeacioacuten y Desarrollo
M A JOSE LUIS CORNEJO ENCISO
Director de Administracioacuten
M C GUSTAVO JAVIER LARA GUAJARDO Director de Coordinacioacuten y Vinculacioacuten en Coahuila
GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
PROFR HUMBERTO MOREIRA VALDES Gobernador Constitucional del Estado
C HECTOR OSCAR FERNANDEZ AGUIRRE
Secretario de Fomento Agropecuario
LIC ELIAS JUAN MARCOS ISSA Subsecretario Agropecuario y de Comercializacioacuten
ING JOSE CARLOS DESTENAVE MEJIA
Director de Agricultura
M V Z ENRIQUE GARCIA PEREZ Director de Ganaderiacutea
DR HECTOR FRANCO LOPEZ
Secretario de l Medio Ambiente y Recursos Naturales
DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
ING EDUARDO VILLARREAL DAVILA Delegado
ING JORGE ALBERTO FLORES BERRUETO
Subdelegado Agropecuario
LIC REYNOLD MALTOS ROMO Subdelegado de Planeacioacuten
LIC REYNALDO PEREZ-NEGRON
Subdelegado de Administracioacuten
FUNDACION PRODUCE COAHUILA A C
ING BERNABE IRUZUBIETA QUEZADA Presidente
ING JUAN ANTONIO OSUNA CARDENAS
Vicepresidente
ING JAVIER GARCIA NUNtildeEZ Tesorero
M Sc IGNACIO A GONZALEZ CEPEDA Presidente del Consejo Consultivo Sureste
M C JORGE ALBERTO MONTANtildeEZ DE LEON
Gerente
En el proceso editorial de esta publicacioacuten colaboraron Comiteacute Editorial del Campo Experimental Saltillo M C Gustavo J Lara Guajardo M C Francisco J Contreras de la Ree M C Carlos Riacuteos Quiroz M C Antonio Cano Pineda M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga M C Eulalia Edith Villavicencio Gutieacuterrez Revisioacuten Teacutecnica
Ph D Jorge Elizondo Barroacuten Dr Agustiacuten Magallanes Estala M C Jesuacutes Loacutepez Hernaacutendez Captura Computacional M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga M C Antonio Cano Pineda Fotografiacutea M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga Edicioacuten M C Antonio Cano Pineda
MAYOR INFORMACION INIFAP
Campo Experimental Saltillo Blvd Vito Alessio Robles No 2565
Col Nazario S Ortiz Garza Saltillo 25100 Coah
Tel (01 844) 4 16 20 25 Fax (01 844) 4 39 19 01
martinezoscarinifapgobmxcanoantonioinifapgobmx
berlangacarlosinifapgobmxDireccioacuten de Coordinacioacuten y Vinculacioacuten del
INIFAP-Coahuila Blvd Vito Alessio Robles No 2565
Col Nazario S Ortiz Garza Saltillo 25100 Coah
Tel Fax (01 844) 4 39 24 36 E-mail dicovi_coahhotmailcom
laragustavoinifapgobmx
LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS
ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO DE COAHUILA
M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga Investigador del Programa de Sistemas de Informacioacuten
Geograacutefica del Campo Experimental Saltillo
M C Antonio Cano Pineda Investigador del Programa de Viveros y Plantaciones
Forestales del Campo Experimental Saltillo
M C Carlos Alejandro Berlanga Reyes Investigador del Programa de Recursos Naturales de Zonas Aacuteridas del Campo Experimental Saltillo
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agriacutecolas y Pecuarias Centro de Investigacioacuten Regional del Noreste
Campo Experimental Saltillo Meacutexico
Diciembre 2008
LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO DE COAHUILA
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agriacutecolas y Pecuarias Progreso No 5 Barrio de Santa Catarina Del Coyoacaacuten 04010 Meacutexico D F Tel (55) 38718700 ISBN 978-607-425-049-7 Primera edicioacuten 2008 Impreso en Meacutexico Tiraje 500 ejemplares No de Registro INIFAP CIRNEA-441 No estaacute permitida la reproduccioacuten total o parcial de esta publicacioacuten ni la transmisioacuten de ninguna forma o por cualquier medio ya sea electroacutenico mecaacutenico fotocopia registro u otros meacutetodos sin el permiso previo y por escrito a la Institucioacuten
Folleto Teacutecnico Nuacutem 38 Diciembre 2008 CAMPO EXPERIMENTAL SALTILLO
Blvd Vito Alessio Robles No 2565 Col Nazario S Ortiz Garza
Saltillo 25100 Coah Tel (01 844) 4 16 20 25 Fax (01 844) 4 39 19 01
La cita correcta de este folleto es Martiacutenez B O U A Cano P y C A Berlanga R 2008 La medicioacuten del clima y sus aplicaciones en las actividades agriacutecolas del estado de Coahuila INIFAP-CIRNE Campo Experimental Saltillo Folleto Teacutecnico Nuacutem 38 Coahuila Meacutexico 61 p
Wark K Warner CF and Davis WT 1998 Air Pollution Its origins and control 3
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Tovar J J Batlles y R Bonifacio 1998 Utilizacioacuten del Inf Ojo teacutermico del sateacutelite Meteosat para laestimacioacuten de lluvia de caraacutecter convectivo Mapping Interactivo Revista Internacional de Ciencias de la Tierrahttpwwwmappinginteractivocomplantilla-anteaspid_articulo=633 (abril de 2008)
UNL-FCA 2004 Clima Universidad Nacional del Litoral Facultad de Ciencias Agrarias Consulta en Liacutenea a traveacutes de la Red Mundial httpwwwfcaunleduarClima (Febrero de 2005)
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Villalpando I J F 1985 Metodologiacutea de
investigacioacuten en agroclimatologiacutea Documento de circulacioacuten interna mimeografiado INIA-SARH Zapopan Jalisco Meacutexico 183 p
60
CONTENIDO Paacuteg
1 INTRODUCCION 1
2 RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA 4
3 DESCRIPCION Y APLICACIONES DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS 7
Temperatura 7 Humedad Relativa 22 Precipitacioacuten Pluvial 25 Radiacioacuten solar 31 Humedad de la hoja 34 Velocidad y direccioacuten del viento 35
4 ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA 39
Temperatura 40 Precipitacioacuten 41 Humedad relativa 43 Velocidad y direccioacuten del viento 45 Radiacioacuten solar 48 Unidades calor 49 Horas friacuteo 50
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 526 BIBLIOGRAFIA 54
INDICE DE CUADROS Cuadro Paacuteg 1 Caracteriacutesticas de ubicacioacuten de la Red de
Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
6
2 Principales escalas termomeacutetricas 8
3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos 16
4 Valor en Unidades Friacuteo de diferentes temperaturas en durazno
20
5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
30
INDICE DE FIGURAS Figura Paacuteg 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
4
2 Distribucioacuten de las Estaciones Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
3 Temperatura media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
41
4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
42
5 Oscilacioacuten de la Humedad Relativa media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
44
6 Velocidad media mensual del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
46
7 Frecuencia relativa de la direccioacuten del Viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
47
8 Radiacioacuten solar media registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
48
9 Unidades calor acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
49
10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
51
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LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO
DE COAHUILA 56
Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga1
Antonio Cano Pineda2
Carlos Alejandro Berlanga Reyes3
INTRODUCCION
En la actualidad el conocimiento del clima es de gran importancia en la toma de decisiones en la actividad agriacutecola del estado de Coahuila dado que se practica una agricultura de alto riesgo Esto permite implementar acciones de mitigacioacuten ante la presencia de eventos climaacuteticos extremos (sequiacuteas y excesos de humedad)
Con el propoacutesito de apoyar las acciones de planeacioacuten del desarrollo agropecuario y forestal del estado de Coahuila se establecioacute un sistema de monitoreo climaacutetico mediante el cual se registra informacioacuten en forma continua y se tiene el acceso a los datos en tiempo real
1 Investigador del Programa de Sistemas de Informacioacuten Geograacutefica del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 2 Investigador del Programa de Viveros y Plantaciones Forestales del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 3 Investigador del Programa de Recursos Naturales de Zonas Aacuteridas del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP
Los componentes del sistema de monitoreo climaacutetico han sido disentildeados ex profeso para la recoleccioacuten distribucioacuten y el procesamiento de datos
En conjunto forman ldquoredesrdquo que generan datos y son enviados cada 15 minutos en tiempo real a un Centro de Informacioacuten desde donde pueden ser automaacuteticamente distribuidos por fax paacutegina web o por moacutedem En este centro es almacenada la informacioacuten en una base de datos histoacutericos que coadyuvaraacute en la toma de decisiones para una mejor planeacioacuten en las actividades o procesos de la produccioacuten agriacutecola
La informacioacuten generada por la red de estaciones tiene una aplicacioacuten muy variada ya que es posible tener informacioacuten en tiempo y espacio real de variables como temperatura ambiental humedad relativa humedad del follaje precipitacioacuten velocidad y direccioacuten del viento y radiacioacuten solar
Las aplicaciones praacutecticas de la informacioacuten permiten mejorar el manejo de productos quiacutemicos establecer calendarios adecuados de riego en base a las necesidades reales de los cultivos y sus etapas fenoloacutegicas prever la manifestacioacuten de plagas enfermedades y heladas proporcionando datos y curvas de unidades calor y evapotranspiracioacuten informacioacuten complementaria con la cual es posible lograr la automatizacioacuten de los procesos productivos que permiten a los productores ser mas eficientes y competir ventajosamente en los mercados nacionales e internacionales
Considerando que el ahorro en el consumo de
2
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agua es una necesidad imperativa en muchos paiacuteses y siendo el sector agriacutecola uno de los mayores consumidores de agua la posibilidad de tener informacioacuten oportuna para lograr una distribucioacuten adecuada y una reduccioacuten de peacuterdidas innecesarias de dicho insumo representariacutea un ahorro sin precedentes en la agricultura Componentes de la Red de Monitoreo
La red de monitoreo climaacutetico consiste en un conjunto de herramientas de hardware y software que permiten la medida de determinados paraacutemetros a traveacutes de grandes distancias
Por paraacutemetros se entiende cualquier magnitud
fiacutesica susceptible de ser convertida en un valor eleacutectrico Esto es temperatura del aire humedad relativa del aire humedad del suelo velocidad del viento nivel de agua en un depoacutesito etc Todos estos valores pueden ser convertidos en magnitudes eleacutectricas por medio de sensores
Los paraacutemetros convertidos eleacutectricamente son almacenados en la memoria de una estacioacuten de medicioacuten remota
Esta estacioacuten contiene un microprocesador
encargado de realizar diversas tareas de forma perioacutedica consulta de los sensores almacenamiento de la informacioacuten medida comprobacioacuten del canal de radio comprobacioacuten del estado de la bateriacutea local etc
3
Estaacute equipada con un equipo de radio que permite un enlace de comunicacioacuten inalaacutembrica en tiempo real con otras estaciones de medida o con una estacioacuten central Esto significa que la conexioacuten con la estacioacuten central se puede realizar a traveacutes de otras estaciones remotas permitieacutendose asiacute el disentildeo de amplias redes
Figura 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA
La red cuenta actualmente con 27 estaciones
4
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climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
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3
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1920
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Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
6
y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
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puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
7
Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
9
se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
10
Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
48
temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
33
El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
32
como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
27
Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
28
Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
31
cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
29
Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
30
- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
En el proceso editorial de esta publicacioacuten colaboraron Comiteacute Editorial del Campo Experimental Saltillo M C Gustavo J Lara Guajardo M C Francisco J Contreras de la Ree M C Carlos Riacuteos Quiroz M C Antonio Cano Pineda M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga M C Eulalia Edith Villavicencio Gutieacuterrez Revisioacuten Teacutecnica
Ph D Jorge Elizondo Barroacuten Dr Agustiacuten Magallanes Estala M C Jesuacutes Loacutepez Hernaacutendez Captura Computacional M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga M C Antonio Cano Pineda Fotografiacutea M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga Edicioacuten M C Antonio Cano Pineda
MAYOR INFORMACION INIFAP
Campo Experimental Saltillo Blvd Vito Alessio Robles No 2565
Col Nazario S Ortiz Garza Saltillo 25100 Coah
Tel (01 844) 4 16 20 25 Fax (01 844) 4 39 19 01
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INIFAP-Coahuila Blvd Vito Alessio Robles No 2565
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LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS
ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO DE COAHUILA
M C Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga Investigador del Programa de Sistemas de Informacioacuten
Geograacutefica del Campo Experimental Saltillo
M C Antonio Cano Pineda Investigador del Programa de Viveros y Plantaciones
Forestales del Campo Experimental Saltillo
M C Carlos Alejandro Berlanga Reyes Investigador del Programa de Recursos Naturales de Zonas Aacuteridas del Campo Experimental Saltillo
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agriacutecolas y Pecuarias Centro de Investigacioacuten Regional del Noreste
Campo Experimental Saltillo Meacutexico
Diciembre 2008
LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO DE COAHUILA
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agriacutecolas y Pecuarias Progreso No 5 Barrio de Santa Catarina Del Coyoacaacuten 04010 Meacutexico D F Tel (55) 38718700 ISBN 978-607-425-049-7 Primera edicioacuten 2008 Impreso en Meacutexico Tiraje 500 ejemplares No de Registro INIFAP CIRNEA-441 No estaacute permitida la reproduccioacuten total o parcial de esta publicacioacuten ni la transmisioacuten de ninguna forma o por cualquier medio ya sea electroacutenico mecaacutenico fotocopia registro u otros meacutetodos sin el permiso previo y por escrito a la Institucioacuten
Folleto Teacutecnico Nuacutem 38 Diciembre 2008 CAMPO EXPERIMENTAL SALTILLO
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Saltillo 25100 Coah Tel (01 844) 4 16 20 25 Fax (01 844) 4 39 19 01
La cita correcta de este folleto es Martiacutenez B O U A Cano P y C A Berlanga R 2008 La medicioacuten del clima y sus aplicaciones en las actividades agriacutecolas del estado de Coahuila INIFAP-CIRNE Campo Experimental Saltillo Folleto Teacutecnico Nuacutem 38 Coahuila Meacutexico 61 p
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60
CONTENIDO Paacuteg
1 INTRODUCCION 1
2 RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA 4
3 DESCRIPCION Y APLICACIONES DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS 7
Temperatura 7 Humedad Relativa 22 Precipitacioacuten Pluvial 25 Radiacioacuten solar 31 Humedad de la hoja 34 Velocidad y direccioacuten del viento 35
4 ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA 39
Temperatura 40 Precipitacioacuten 41 Humedad relativa 43 Velocidad y direccioacuten del viento 45 Radiacioacuten solar 48 Unidades calor 49 Horas friacuteo 50
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 526 BIBLIOGRAFIA 54
INDICE DE CUADROS Cuadro Paacuteg 1 Caracteriacutesticas de ubicacioacuten de la Red de
Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
6
2 Principales escalas termomeacutetricas 8
3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos 16
4 Valor en Unidades Friacuteo de diferentes temperaturas en durazno
20
5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
30
INDICE DE FIGURAS Figura Paacuteg 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
4
2 Distribucioacuten de las Estaciones Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
3 Temperatura media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
41
4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
42
5 Oscilacioacuten de la Humedad Relativa media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
44
6 Velocidad media mensual del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
46
7 Frecuencia relativa de la direccioacuten del Viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
47
8 Radiacioacuten solar media registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
48
9 Unidades calor acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
49
10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
51
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58
LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO
DE COAHUILA 56
Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga1
Antonio Cano Pineda2
Carlos Alejandro Berlanga Reyes3
INTRODUCCION
En la actualidad el conocimiento del clima es de gran importancia en la toma de decisiones en la actividad agriacutecola del estado de Coahuila dado que se practica una agricultura de alto riesgo Esto permite implementar acciones de mitigacioacuten ante la presencia de eventos climaacuteticos extremos (sequiacuteas y excesos de humedad)
Con el propoacutesito de apoyar las acciones de planeacioacuten del desarrollo agropecuario y forestal del estado de Coahuila se establecioacute un sistema de monitoreo climaacutetico mediante el cual se registra informacioacuten en forma continua y se tiene el acceso a los datos en tiempo real
1 Investigador del Programa de Sistemas de Informacioacuten Geograacutefica del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 2 Investigador del Programa de Viveros y Plantaciones Forestales del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 3 Investigador del Programa de Recursos Naturales de Zonas Aacuteridas del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP
Los componentes del sistema de monitoreo climaacutetico han sido disentildeados ex profeso para la recoleccioacuten distribucioacuten y el procesamiento de datos
En conjunto forman ldquoredesrdquo que generan datos y son enviados cada 15 minutos en tiempo real a un Centro de Informacioacuten desde donde pueden ser automaacuteticamente distribuidos por fax paacutegina web o por moacutedem En este centro es almacenada la informacioacuten en una base de datos histoacutericos que coadyuvaraacute en la toma de decisiones para una mejor planeacioacuten en las actividades o procesos de la produccioacuten agriacutecola
La informacioacuten generada por la red de estaciones tiene una aplicacioacuten muy variada ya que es posible tener informacioacuten en tiempo y espacio real de variables como temperatura ambiental humedad relativa humedad del follaje precipitacioacuten velocidad y direccioacuten del viento y radiacioacuten solar
Las aplicaciones praacutecticas de la informacioacuten permiten mejorar el manejo de productos quiacutemicos establecer calendarios adecuados de riego en base a las necesidades reales de los cultivos y sus etapas fenoloacutegicas prever la manifestacioacuten de plagas enfermedades y heladas proporcionando datos y curvas de unidades calor y evapotranspiracioacuten informacioacuten complementaria con la cual es posible lograr la automatizacioacuten de los procesos productivos que permiten a los productores ser mas eficientes y competir ventajosamente en los mercados nacionales e internacionales
Considerando que el ahorro en el consumo de
2
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56
agua es una necesidad imperativa en muchos paiacuteses y siendo el sector agriacutecola uno de los mayores consumidores de agua la posibilidad de tener informacioacuten oportuna para lograr una distribucioacuten adecuada y una reduccioacuten de peacuterdidas innecesarias de dicho insumo representariacutea un ahorro sin precedentes en la agricultura Componentes de la Red de Monitoreo
La red de monitoreo climaacutetico consiste en un conjunto de herramientas de hardware y software que permiten la medida de determinados paraacutemetros a traveacutes de grandes distancias
Por paraacutemetros se entiende cualquier magnitud
fiacutesica susceptible de ser convertida en un valor eleacutectrico Esto es temperatura del aire humedad relativa del aire humedad del suelo velocidad del viento nivel de agua en un depoacutesito etc Todos estos valores pueden ser convertidos en magnitudes eleacutectricas por medio de sensores
Los paraacutemetros convertidos eleacutectricamente son almacenados en la memoria de una estacioacuten de medicioacuten remota
Esta estacioacuten contiene un microprocesador
encargado de realizar diversas tareas de forma perioacutedica consulta de los sensores almacenamiento de la informacioacuten medida comprobacioacuten del canal de radio comprobacioacuten del estado de la bateriacutea local etc
3
Estaacute equipada con un equipo de radio que permite un enlace de comunicacioacuten inalaacutembrica en tiempo real con otras estaciones de medida o con una estacioacuten central Esto significa que la conexioacuten con la estacioacuten central se puede realizar a traveacutes de otras estaciones remotas permitieacutendose asiacute el disentildeo de amplias redes
Figura 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA
La red cuenta actualmente con 27 estaciones
4
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54
climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
12
3
4
5 6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 16
17
18
1920
21
2223
24
25 26
27
Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
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y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
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puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
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Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
19
2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO DE COAHUILA
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agriacutecolas y Pecuarias Progreso No 5 Barrio de Santa Catarina Del Coyoacaacuten 04010 Meacutexico D F Tel (55) 38718700 ISBN 978-607-425-049-7 Primera edicioacuten 2008 Impreso en Meacutexico Tiraje 500 ejemplares No de Registro INIFAP CIRNEA-441 No estaacute permitida la reproduccioacuten total o parcial de esta publicacioacuten ni la transmisioacuten de ninguna forma o por cualquier medio ya sea electroacutenico mecaacutenico fotocopia registro u otros meacutetodos sin el permiso previo y por escrito a la Institucioacuten
Folleto Teacutecnico Nuacutem 38 Diciembre 2008 CAMPO EXPERIMENTAL SALTILLO
Blvd Vito Alessio Robles No 2565 Col Nazario S Ortiz Garza
Saltillo 25100 Coah Tel (01 844) 4 16 20 25 Fax (01 844) 4 39 19 01
La cita correcta de este folleto es Martiacutenez B O U A Cano P y C A Berlanga R 2008 La medicioacuten del clima y sus aplicaciones en las actividades agriacutecolas del estado de Coahuila INIFAP-CIRNE Campo Experimental Saltillo Folleto Teacutecnico Nuacutem 38 Coahuila Meacutexico 61 p
Wark K Warner CF and Davis WT 1998 Air Pollution Its origins and control 3
rd edition
Addison Wesley Longman United States 560 p
Wischmeier WH y DW Smith 1978 Predicting
rainfall erosion losses A guide to conservation planning USDA Agric Handbook No 537 58 p
61
Torres R E 1983 Agrometeorologiacutea Editorial Diana SA Primera Edicioacuten Meacutexico 150 p
Tovar J J Batlles y R Bonifacio 1998 Utilizacioacuten del Inf Ojo teacutermico del sateacutelite Meteosat para laestimacioacuten de lluvia de caraacutecter convectivo Mapping Interactivo Revista Internacional de Ciencias de la Tierrahttpwwwmappinginteractivocomplantilla-anteaspid_articulo=633 (abril de 2008)
UNL-FCA 2004 Clima Universidad Nacional del Litoral Facultad de Ciencias Agrarias Consulta en Liacutenea a traveacutes de la Red Mundial httpwwwfcaunleduarClima (Febrero de 2005)
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precipitacioacuten en la estacioacuten meteoroloacutegica del observatorio de Huancayo aplicados para la agricultura Compendio de Trabajos de investigacioacuten CNDG ndash Biblioteca Instituto Geofiacutesico del Peruacute V 4 (2003) pp 89-102
Villalpando I J F 1985 Metodologiacutea de
investigacioacuten en agroclimatologiacutea Documento de circulacioacuten interna mimeografiado INIA-SARH Zapopan Jalisco Meacutexico 183 p
60
CONTENIDO Paacuteg
1 INTRODUCCION 1
2 RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA 4
3 DESCRIPCION Y APLICACIONES DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS 7
Temperatura 7 Humedad Relativa 22 Precipitacioacuten Pluvial 25 Radiacioacuten solar 31 Humedad de la hoja 34 Velocidad y direccioacuten del viento 35
4 ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA 39
Temperatura 40 Precipitacioacuten 41 Humedad relativa 43 Velocidad y direccioacuten del viento 45 Radiacioacuten solar 48 Unidades calor 49 Horas friacuteo 50
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 526 BIBLIOGRAFIA 54
INDICE DE CUADROS Cuadro Paacuteg 1 Caracteriacutesticas de ubicacioacuten de la Red de
Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
6
2 Principales escalas termomeacutetricas 8
3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos 16
4 Valor en Unidades Friacuteo de diferentes temperaturas en durazno
20
5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
30
INDICE DE FIGURAS Figura Paacuteg 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
4
2 Distribucioacuten de las Estaciones Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
3 Temperatura media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
41
4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
42
5 Oscilacioacuten de la Humedad Relativa media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
44
6 Velocidad media mensual del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
46
7 Frecuencia relativa de la direccioacuten del Viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
47
8 Radiacioacuten solar media registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
48
9 Unidades calor acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
49
10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
51
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LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO
DE COAHUILA 56
Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga1
Antonio Cano Pineda2
Carlos Alejandro Berlanga Reyes3
INTRODUCCION
En la actualidad el conocimiento del clima es de gran importancia en la toma de decisiones en la actividad agriacutecola del estado de Coahuila dado que se practica una agricultura de alto riesgo Esto permite implementar acciones de mitigacioacuten ante la presencia de eventos climaacuteticos extremos (sequiacuteas y excesos de humedad)
Con el propoacutesito de apoyar las acciones de planeacioacuten del desarrollo agropecuario y forestal del estado de Coahuila se establecioacute un sistema de monitoreo climaacutetico mediante el cual se registra informacioacuten en forma continua y se tiene el acceso a los datos en tiempo real
1 Investigador del Programa de Sistemas de Informacioacuten Geograacutefica del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 2 Investigador del Programa de Viveros y Plantaciones Forestales del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 3 Investigador del Programa de Recursos Naturales de Zonas Aacuteridas del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP
Los componentes del sistema de monitoreo climaacutetico han sido disentildeados ex profeso para la recoleccioacuten distribucioacuten y el procesamiento de datos
En conjunto forman ldquoredesrdquo que generan datos y son enviados cada 15 minutos en tiempo real a un Centro de Informacioacuten desde donde pueden ser automaacuteticamente distribuidos por fax paacutegina web o por moacutedem En este centro es almacenada la informacioacuten en una base de datos histoacutericos que coadyuvaraacute en la toma de decisiones para una mejor planeacioacuten en las actividades o procesos de la produccioacuten agriacutecola
La informacioacuten generada por la red de estaciones tiene una aplicacioacuten muy variada ya que es posible tener informacioacuten en tiempo y espacio real de variables como temperatura ambiental humedad relativa humedad del follaje precipitacioacuten velocidad y direccioacuten del viento y radiacioacuten solar
Las aplicaciones praacutecticas de la informacioacuten permiten mejorar el manejo de productos quiacutemicos establecer calendarios adecuados de riego en base a las necesidades reales de los cultivos y sus etapas fenoloacutegicas prever la manifestacioacuten de plagas enfermedades y heladas proporcionando datos y curvas de unidades calor y evapotranspiracioacuten informacioacuten complementaria con la cual es posible lograr la automatizacioacuten de los procesos productivos que permiten a los productores ser mas eficientes y competir ventajosamente en los mercados nacionales e internacionales
Considerando que el ahorro en el consumo de
2
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56
agua es una necesidad imperativa en muchos paiacuteses y siendo el sector agriacutecola uno de los mayores consumidores de agua la posibilidad de tener informacioacuten oportuna para lograr una distribucioacuten adecuada y una reduccioacuten de peacuterdidas innecesarias de dicho insumo representariacutea un ahorro sin precedentes en la agricultura Componentes de la Red de Monitoreo
La red de monitoreo climaacutetico consiste en un conjunto de herramientas de hardware y software que permiten la medida de determinados paraacutemetros a traveacutes de grandes distancias
Por paraacutemetros se entiende cualquier magnitud
fiacutesica susceptible de ser convertida en un valor eleacutectrico Esto es temperatura del aire humedad relativa del aire humedad del suelo velocidad del viento nivel de agua en un depoacutesito etc Todos estos valores pueden ser convertidos en magnitudes eleacutectricas por medio de sensores
Los paraacutemetros convertidos eleacutectricamente son almacenados en la memoria de una estacioacuten de medicioacuten remota
Esta estacioacuten contiene un microprocesador
encargado de realizar diversas tareas de forma perioacutedica consulta de los sensores almacenamiento de la informacioacuten medida comprobacioacuten del canal de radio comprobacioacuten del estado de la bateriacutea local etc
3
Estaacute equipada con un equipo de radio que permite un enlace de comunicacioacuten inalaacutembrica en tiempo real con otras estaciones de medida o con una estacioacuten central Esto significa que la conexioacuten con la estacioacuten central se puede realizar a traveacutes de otras estaciones remotas permitieacutendose asiacute el disentildeo de amplias redes
Figura 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA
La red cuenta actualmente con 27 estaciones
4
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climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
12
3
4
5 6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 16
17
18
1920
21
2223
24
25 26
27
Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
6
y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
53
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
52
puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
7
Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
8
Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
51
serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
50
Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
9
se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
10
Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
49
frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
48
temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
11
Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
25
A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
26
Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
33
El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
32
como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
27
Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
31
cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
29
Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
30
- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
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60
CONTENIDO Paacuteg
1 INTRODUCCION 1
2 RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA 4
3 DESCRIPCION Y APLICACIONES DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS 7
Temperatura 7 Humedad Relativa 22 Precipitacioacuten Pluvial 25 Radiacioacuten solar 31 Humedad de la hoja 34 Velocidad y direccioacuten del viento 35
4 ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA 39
Temperatura 40 Precipitacioacuten 41 Humedad relativa 43 Velocidad y direccioacuten del viento 45 Radiacioacuten solar 48 Unidades calor 49 Horas friacuteo 50
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 526 BIBLIOGRAFIA 54
INDICE DE CUADROS Cuadro Paacuteg 1 Caracteriacutesticas de ubicacioacuten de la Red de
Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
6
2 Principales escalas termomeacutetricas 8
3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos 16
4 Valor en Unidades Friacuteo de diferentes temperaturas en durazno
20
5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
30
INDICE DE FIGURAS Figura Paacuteg 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
4
2 Distribucioacuten de las Estaciones Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
3 Temperatura media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
41
4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
42
5 Oscilacioacuten de la Humedad Relativa media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
44
6 Velocidad media mensual del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
46
7 Frecuencia relativa de la direccioacuten del Viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
47
8 Radiacioacuten solar media registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
48
9 Unidades calor acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
49
10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
51
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58
LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO
DE COAHUILA 56
Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga1
Antonio Cano Pineda2
Carlos Alejandro Berlanga Reyes3
INTRODUCCION
En la actualidad el conocimiento del clima es de gran importancia en la toma de decisiones en la actividad agriacutecola del estado de Coahuila dado que se practica una agricultura de alto riesgo Esto permite implementar acciones de mitigacioacuten ante la presencia de eventos climaacuteticos extremos (sequiacuteas y excesos de humedad)
Con el propoacutesito de apoyar las acciones de planeacioacuten del desarrollo agropecuario y forestal del estado de Coahuila se establecioacute un sistema de monitoreo climaacutetico mediante el cual se registra informacioacuten en forma continua y se tiene el acceso a los datos en tiempo real
1 Investigador del Programa de Sistemas de Informacioacuten Geograacutefica del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 2 Investigador del Programa de Viveros y Plantaciones Forestales del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 3 Investigador del Programa de Recursos Naturales de Zonas Aacuteridas del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP
Los componentes del sistema de monitoreo climaacutetico han sido disentildeados ex profeso para la recoleccioacuten distribucioacuten y el procesamiento de datos
En conjunto forman ldquoredesrdquo que generan datos y son enviados cada 15 minutos en tiempo real a un Centro de Informacioacuten desde donde pueden ser automaacuteticamente distribuidos por fax paacutegina web o por moacutedem En este centro es almacenada la informacioacuten en una base de datos histoacutericos que coadyuvaraacute en la toma de decisiones para una mejor planeacioacuten en las actividades o procesos de la produccioacuten agriacutecola
La informacioacuten generada por la red de estaciones tiene una aplicacioacuten muy variada ya que es posible tener informacioacuten en tiempo y espacio real de variables como temperatura ambiental humedad relativa humedad del follaje precipitacioacuten velocidad y direccioacuten del viento y radiacioacuten solar
Las aplicaciones praacutecticas de la informacioacuten permiten mejorar el manejo de productos quiacutemicos establecer calendarios adecuados de riego en base a las necesidades reales de los cultivos y sus etapas fenoloacutegicas prever la manifestacioacuten de plagas enfermedades y heladas proporcionando datos y curvas de unidades calor y evapotranspiracioacuten informacioacuten complementaria con la cual es posible lograr la automatizacioacuten de los procesos productivos que permiten a los productores ser mas eficientes y competir ventajosamente en los mercados nacionales e internacionales
Considerando que el ahorro en el consumo de
2
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56
agua es una necesidad imperativa en muchos paiacuteses y siendo el sector agriacutecola uno de los mayores consumidores de agua la posibilidad de tener informacioacuten oportuna para lograr una distribucioacuten adecuada y una reduccioacuten de peacuterdidas innecesarias de dicho insumo representariacutea un ahorro sin precedentes en la agricultura Componentes de la Red de Monitoreo
La red de monitoreo climaacutetico consiste en un conjunto de herramientas de hardware y software que permiten la medida de determinados paraacutemetros a traveacutes de grandes distancias
Por paraacutemetros se entiende cualquier magnitud
fiacutesica susceptible de ser convertida en un valor eleacutectrico Esto es temperatura del aire humedad relativa del aire humedad del suelo velocidad del viento nivel de agua en un depoacutesito etc Todos estos valores pueden ser convertidos en magnitudes eleacutectricas por medio de sensores
Los paraacutemetros convertidos eleacutectricamente son almacenados en la memoria de una estacioacuten de medicioacuten remota
Esta estacioacuten contiene un microprocesador
encargado de realizar diversas tareas de forma perioacutedica consulta de los sensores almacenamiento de la informacioacuten medida comprobacioacuten del canal de radio comprobacioacuten del estado de la bateriacutea local etc
3
Estaacute equipada con un equipo de radio que permite un enlace de comunicacioacuten inalaacutembrica en tiempo real con otras estaciones de medida o con una estacioacuten central Esto significa que la conexioacuten con la estacioacuten central se puede realizar a traveacutes de otras estaciones remotas permitieacutendose asiacute el disentildeo de amplias redes
Figura 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA
La red cuenta actualmente con 27 estaciones
4
Cuevas LF et al 2007 Proteccioacuten restauracioacuten y conservacioacuten de suelos forestales Manual de obras y praacutecticas httpwwwconaforgobmxportaldocsseccionessuelosManual20de20conservacion20de20suelos20Ipdf (mayo de 2008)
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54
climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
12
3
4
5 6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 16
17
18
1920
21
2223
24
25 26
27
Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
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y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
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puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
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Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
19
2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
INDICE DE FIGURAS Figura Paacuteg 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
4
2 Distribucioacuten de las Estaciones Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
3 Temperatura media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
41
4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
42
5 Oscilacioacuten de la Humedad Relativa media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
44
6 Velocidad media mensual del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
46
7 Frecuencia relativa de la direccioacuten del Viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
47
8 Radiacioacuten solar media registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
48
9 Unidades calor acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
49
10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
51
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LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO
DE COAHUILA 56
Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga1
Antonio Cano Pineda2
Carlos Alejandro Berlanga Reyes3
INTRODUCCION
En la actualidad el conocimiento del clima es de gran importancia en la toma de decisiones en la actividad agriacutecola del estado de Coahuila dado que se practica una agricultura de alto riesgo Esto permite implementar acciones de mitigacioacuten ante la presencia de eventos climaacuteticos extremos (sequiacuteas y excesos de humedad)
Con el propoacutesito de apoyar las acciones de planeacioacuten del desarrollo agropecuario y forestal del estado de Coahuila se establecioacute un sistema de monitoreo climaacutetico mediante el cual se registra informacioacuten en forma continua y se tiene el acceso a los datos en tiempo real
1 Investigador del Programa de Sistemas de Informacioacuten Geograacutefica del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 2 Investigador del Programa de Viveros y Plantaciones Forestales del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 3 Investigador del Programa de Recursos Naturales de Zonas Aacuteridas del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP
Los componentes del sistema de monitoreo climaacutetico han sido disentildeados ex profeso para la recoleccioacuten distribucioacuten y el procesamiento de datos
En conjunto forman ldquoredesrdquo que generan datos y son enviados cada 15 minutos en tiempo real a un Centro de Informacioacuten desde donde pueden ser automaacuteticamente distribuidos por fax paacutegina web o por moacutedem En este centro es almacenada la informacioacuten en una base de datos histoacutericos que coadyuvaraacute en la toma de decisiones para una mejor planeacioacuten en las actividades o procesos de la produccioacuten agriacutecola
La informacioacuten generada por la red de estaciones tiene una aplicacioacuten muy variada ya que es posible tener informacioacuten en tiempo y espacio real de variables como temperatura ambiental humedad relativa humedad del follaje precipitacioacuten velocidad y direccioacuten del viento y radiacioacuten solar
Las aplicaciones praacutecticas de la informacioacuten permiten mejorar el manejo de productos quiacutemicos establecer calendarios adecuados de riego en base a las necesidades reales de los cultivos y sus etapas fenoloacutegicas prever la manifestacioacuten de plagas enfermedades y heladas proporcionando datos y curvas de unidades calor y evapotranspiracioacuten informacioacuten complementaria con la cual es posible lograr la automatizacioacuten de los procesos productivos que permiten a los productores ser mas eficientes y competir ventajosamente en los mercados nacionales e internacionales
Considerando que el ahorro en el consumo de
2
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agua es una necesidad imperativa en muchos paiacuteses y siendo el sector agriacutecola uno de los mayores consumidores de agua la posibilidad de tener informacioacuten oportuna para lograr una distribucioacuten adecuada y una reduccioacuten de peacuterdidas innecesarias de dicho insumo representariacutea un ahorro sin precedentes en la agricultura Componentes de la Red de Monitoreo
La red de monitoreo climaacutetico consiste en un conjunto de herramientas de hardware y software que permiten la medida de determinados paraacutemetros a traveacutes de grandes distancias
Por paraacutemetros se entiende cualquier magnitud
fiacutesica susceptible de ser convertida en un valor eleacutectrico Esto es temperatura del aire humedad relativa del aire humedad del suelo velocidad del viento nivel de agua en un depoacutesito etc Todos estos valores pueden ser convertidos en magnitudes eleacutectricas por medio de sensores
Los paraacutemetros convertidos eleacutectricamente son almacenados en la memoria de una estacioacuten de medicioacuten remota
Esta estacioacuten contiene un microprocesador
encargado de realizar diversas tareas de forma perioacutedica consulta de los sensores almacenamiento de la informacioacuten medida comprobacioacuten del canal de radio comprobacioacuten del estado de la bateriacutea local etc
3
Estaacute equipada con un equipo de radio que permite un enlace de comunicacioacuten inalaacutembrica en tiempo real con otras estaciones de medida o con una estacioacuten central Esto significa que la conexioacuten con la estacioacuten central se puede realizar a traveacutes de otras estaciones remotas permitieacutendose asiacute el disentildeo de amplias redes
Figura 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA
La red cuenta actualmente con 27 estaciones
4
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climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
12
3
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Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
6
y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
53
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
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puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
7
Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
9
se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
10
Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
48
temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
13
diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
32
como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
27
Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
28
Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
31
cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
29
Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
30
- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
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LA MEDICION DEL CLIMA Y SUS APLICACIONES EN LAS ACTIVIDADES AGRICOLAS DEL ESTADO
DE COAHUILA 56
Oscar Ulises Martiacutenez Burciaga1
Antonio Cano Pineda2
Carlos Alejandro Berlanga Reyes3
INTRODUCCION
En la actualidad el conocimiento del clima es de gran importancia en la toma de decisiones en la actividad agriacutecola del estado de Coahuila dado que se practica una agricultura de alto riesgo Esto permite implementar acciones de mitigacioacuten ante la presencia de eventos climaacuteticos extremos (sequiacuteas y excesos de humedad)
Con el propoacutesito de apoyar las acciones de planeacioacuten del desarrollo agropecuario y forestal del estado de Coahuila se establecioacute un sistema de monitoreo climaacutetico mediante el cual se registra informacioacuten en forma continua y se tiene el acceso a los datos en tiempo real
1 Investigador del Programa de Sistemas de Informacioacuten Geograacutefica del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 2 Investigador del Programa de Viveros y Plantaciones Forestales del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP 3 Investigador del Programa de Recursos Naturales de Zonas Aacuteridas del Campo Experimental Saltillo CIRNE-INIFAP
Los componentes del sistema de monitoreo climaacutetico han sido disentildeados ex profeso para la recoleccioacuten distribucioacuten y el procesamiento de datos
En conjunto forman ldquoredesrdquo que generan datos y son enviados cada 15 minutos en tiempo real a un Centro de Informacioacuten desde donde pueden ser automaacuteticamente distribuidos por fax paacutegina web o por moacutedem En este centro es almacenada la informacioacuten en una base de datos histoacutericos que coadyuvaraacute en la toma de decisiones para una mejor planeacioacuten en las actividades o procesos de la produccioacuten agriacutecola
La informacioacuten generada por la red de estaciones tiene una aplicacioacuten muy variada ya que es posible tener informacioacuten en tiempo y espacio real de variables como temperatura ambiental humedad relativa humedad del follaje precipitacioacuten velocidad y direccioacuten del viento y radiacioacuten solar
Las aplicaciones praacutecticas de la informacioacuten permiten mejorar el manejo de productos quiacutemicos establecer calendarios adecuados de riego en base a las necesidades reales de los cultivos y sus etapas fenoloacutegicas prever la manifestacioacuten de plagas enfermedades y heladas proporcionando datos y curvas de unidades calor y evapotranspiracioacuten informacioacuten complementaria con la cual es posible lograr la automatizacioacuten de los procesos productivos que permiten a los productores ser mas eficientes y competir ventajosamente en los mercados nacionales e internacionales
Considerando que el ahorro en el consumo de
2
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agua es una necesidad imperativa en muchos paiacuteses y siendo el sector agriacutecola uno de los mayores consumidores de agua la posibilidad de tener informacioacuten oportuna para lograr una distribucioacuten adecuada y una reduccioacuten de peacuterdidas innecesarias de dicho insumo representariacutea un ahorro sin precedentes en la agricultura Componentes de la Red de Monitoreo
La red de monitoreo climaacutetico consiste en un conjunto de herramientas de hardware y software que permiten la medida de determinados paraacutemetros a traveacutes de grandes distancias
Por paraacutemetros se entiende cualquier magnitud
fiacutesica susceptible de ser convertida en un valor eleacutectrico Esto es temperatura del aire humedad relativa del aire humedad del suelo velocidad del viento nivel de agua en un depoacutesito etc Todos estos valores pueden ser convertidos en magnitudes eleacutectricas por medio de sensores
Los paraacutemetros convertidos eleacutectricamente son almacenados en la memoria de una estacioacuten de medicioacuten remota
Esta estacioacuten contiene un microprocesador
encargado de realizar diversas tareas de forma perioacutedica consulta de los sensores almacenamiento de la informacioacuten medida comprobacioacuten del canal de radio comprobacioacuten del estado de la bateriacutea local etc
3
Estaacute equipada con un equipo de radio que permite un enlace de comunicacioacuten inalaacutembrica en tiempo real con otras estaciones de medida o con una estacioacuten central Esto significa que la conexioacuten con la estacioacuten central se puede realizar a traveacutes de otras estaciones remotas permitieacutendose asiacute el disentildeo de amplias redes
Figura 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA
La red cuenta actualmente con 27 estaciones
4
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climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
12
3
4
5 6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 16
17
18
1920
21
2223
24
25 26
27
Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
6
y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
53
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
52
puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
7
Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
51
serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
50
Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
9
se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
Los componentes del sistema de monitoreo climaacutetico han sido disentildeados ex profeso para la recoleccioacuten distribucioacuten y el procesamiento de datos
En conjunto forman ldquoredesrdquo que generan datos y son enviados cada 15 minutos en tiempo real a un Centro de Informacioacuten desde donde pueden ser automaacuteticamente distribuidos por fax paacutegina web o por moacutedem En este centro es almacenada la informacioacuten en una base de datos histoacutericos que coadyuvaraacute en la toma de decisiones para una mejor planeacioacuten en las actividades o procesos de la produccioacuten agriacutecola
La informacioacuten generada por la red de estaciones tiene una aplicacioacuten muy variada ya que es posible tener informacioacuten en tiempo y espacio real de variables como temperatura ambiental humedad relativa humedad del follaje precipitacioacuten velocidad y direccioacuten del viento y radiacioacuten solar
Las aplicaciones praacutecticas de la informacioacuten permiten mejorar el manejo de productos quiacutemicos establecer calendarios adecuados de riego en base a las necesidades reales de los cultivos y sus etapas fenoloacutegicas prever la manifestacioacuten de plagas enfermedades y heladas proporcionando datos y curvas de unidades calor y evapotranspiracioacuten informacioacuten complementaria con la cual es posible lograr la automatizacioacuten de los procesos productivos que permiten a los productores ser mas eficientes y competir ventajosamente en los mercados nacionales e internacionales
Considerando que el ahorro en el consumo de
2
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agua es una necesidad imperativa en muchos paiacuteses y siendo el sector agriacutecola uno de los mayores consumidores de agua la posibilidad de tener informacioacuten oportuna para lograr una distribucioacuten adecuada y una reduccioacuten de peacuterdidas innecesarias de dicho insumo representariacutea un ahorro sin precedentes en la agricultura Componentes de la Red de Monitoreo
La red de monitoreo climaacutetico consiste en un conjunto de herramientas de hardware y software que permiten la medida de determinados paraacutemetros a traveacutes de grandes distancias
Por paraacutemetros se entiende cualquier magnitud
fiacutesica susceptible de ser convertida en un valor eleacutectrico Esto es temperatura del aire humedad relativa del aire humedad del suelo velocidad del viento nivel de agua en un depoacutesito etc Todos estos valores pueden ser convertidos en magnitudes eleacutectricas por medio de sensores
Los paraacutemetros convertidos eleacutectricamente son almacenados en la memoria de una estacioacuten de medicioacuten remota
Esta estacioacuten contiene un microprocesador
encargado de realizar diversas tareas de forma perioacutedica consulta de los sensores almacenamiento de la informacioacuten medida comprobacioacuten del canal de radio comprobacioacuten del estado de la bateriacutea local etc
3
Estaacute equipada con un equipo de radio que permite un enlace de comunicacioacuten inalaacutembrica en tiempo real con otras estaciones de medida o con una estacioacuten central Esto significa que la conexioacuten con la estacioacuten central se puede realizar a traveacutes de otras estaciones remotas permitieacutendose asiacute el disentildeo de amplias redes
Figura 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA
La red cuenta actualmente con 27 estaciones
4
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climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
12
3
4
5 6
7
8
9
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12
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25 26
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Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
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Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
6
y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
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puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
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Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
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INTA 2008 Boletiacuten Electroacutenico de Frutas de Carozo
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IMTA 2007 Apuntes del diplomado en agrometeorologiacutea httpelearningimtamx (abril de 2008)
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Loacutepez L M A 2006 Medicioacuten de datos pluviomeacutetricos con LOGS-45 Revista del aficionado a la meteorologiacutea No 43 Madrid Espantildea 3 p
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agua es una necesidad imperativa en muchos paiacuteses y siendo el sector agriacutecola uno de los mayores consumidores de agua la posibilidad de tener informacioacuten oportuna para lograr una distribucioacuten adecuada y una reduccioacuten de peacuterdidas innecesarias de dicho insumo representariacutea un ahorro sin precedentes en la agricultura Componentes de la Red de Monitoreo
La red de monitoreo climaacutetico consiste en un conjunto de herramientas de hardware y software que permiten la medida de determinados paraacutemetros a traveacutes de grandes distancias
Por paraacutemetros se entiende cualquier magnitud
fiacutesica susceptible de ser convertida en un valor eleacutectrico Esto es temperatura del aire humedad relativa del aire humedad del suelo velocidad del viento nivel de agua en un depoacutesito etc Todos estos valores pueden ser convertidos en magnitudes eleacutectricas por medio de sensores
Los paraacutemetros convertidos eleacutectricamente son almacenados en la memoria de una estacioacuten de medicioacuten remota
Esta estacioacuten contiene un microprocesador
encargado de realizar diversas tareas de forma perioacutedica consulta de los sensores almacenamiento de la informacioacuten medida comprobacioacuten del canal de radio comprobacioacuten del estado de la bateriacutea local etc
3
Estaacute equipada con un equipo de radio que permite un enlace de comunicacioacuten inalaacutembrica en tiempo real con otras estaciones de medida o con una estacioacuten central Esto significa que la conexioacuten con la estacioacuten central se puede realizar a traveacutes de otras estaciones remotas permitieacutendose asiacute el disentildeo de amplias redes
Figura 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA
La red cuenta actualmente con 27 estaciones
4
Cuevas LF et al 2007 Proteccioacuten restauracioacuten y conservacioacuten de suelos forestales Manual de obras y praacutecticas httpwwwconaforgobmxportaldocsseccionessuelosManual20de20conservacion20de20suelos20Ipdf (mayo de 2008)
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periacuteodo de descanso en manzanas en las condiciones de Arteaga Coahuila 1971-1972 a 1979-1980 Tesis de Licenciatura UAAAN Saltillo Coah Meacutexico 90 p
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climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
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3
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Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
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Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
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y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
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puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
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Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
39 20
El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
Estaacute equipada con un equipo de radio que permite un enlace de comunicacioacuten inalaacutembrica en tiempo real con otras estaciones de medida o con una estacioacuten central Esto significa que la conexioacuten con la estacioacuten central se puede realizar a traveacutes de otras estaciones remotas permitieacutendose asiacute el disentildeo de amplias redes
Figura 1 Estacioacuten climaacutetica automatizada ubicada en el
Campo Experimental ldquoLa Lagunardquo (INIFAP) en el municipio de Matamoros Coahuila
RED DE MONITOREO AGROCLIMAacuteTICO DEL ESTADO DE COAHUILA
La red cuenta actualmente con 27 estaciones
4
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climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
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Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
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Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
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y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
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puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
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Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
30
- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
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54
climaacuteticas automaacuteticas localizadas y distribuidas como se muestra en la figura 2 y cuadro 1 respectivamente
12
3
4
5 6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 16
17
18
1920
21
2223
24
25 26
27
Figura 2 Distribucioacuten de las Estaciones
Climatoloacutegicas en el estado de Coahuila
5
Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
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y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
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puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
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Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
Cuadro 1 Caracteriacutesticas de la Red de Estaciones Agroclimatoloacutegicas en el estado de Coahuila
LATITUD (N) LONGITUD (W) ALTITUD (msnm)
1 CIUDAD ACUNtildeA Pasta 9 29deg 14 4060 100deg 54 0020 3342 CIUDAD ACUNtildeA Rancho Los Lobos 29deg 13 052 101deg 28 270 2963 SIERRA MOJADA Racho Santa Mariacutea 27deg 55 5330 103deg 50 5870 12524 SIERRA MOJADA EscSecTeacutecnica No 32 27deg 17 3440 103deg 40 4210 18575 FRANCISCO I MADERO El Porvenir 25deg 46 5890 103deg 19 0640 11086 SAN PEDRO Rancho Las Mercedes 25deg 41 0240 103deg 00 0400 10997 MATAMOROS Campo Experimental La Laguna 25deg 31 5700 103deg 14 3660 10968 VILLA OCAMPO Los Pilares 28deg 50 4490 102deg 37 3040 12409 MUZQUIZ Unioacuten Ganadera Local Muzquiz 27deg 54 4680 101deg 32 1810 49710 ZARAGOZA Campo Experimental Zaragoza 28deg 35 5600 100deg 54 4380 34311 PROGRESO Rancho Las Cabras 27deg 36 1840 101deg 07 1670 36912 GUERRERO Rancho Santa Elena 28deg 17 2380 100deg 19 3370 23013 NADADORES Rancho El Cedral 27deg 01 5400 101deg 32 4410 53514 VILLA OCAMPO Ejido Ocampo (El Nogal) 27deg 20 225 102deg 23 432 114415 CUATRO CIENEGAS Rancho PRONATURA 26deg 48 1910 102deg 01 0440 75416 ABASOLO Rancho El Paraiso 27 06΄ 162 101 17΄ 208 43417 SALTILLO Rancho El Padrino 25deg 14 1140 101deg 10 192 186618 PARRAS DE LA FUENTE Empacadora de Meloacuten 25deg 38 5030 102deg 08 5260 106719 ARTEAGA Rancho Roncesvalles 25deg 23 4410 100deg 36 2130 253420 GENERAL CEPEDA Rancho La Gloria 25deg 22 2090 101deg 28 0790 159021 RAMOS ARIZPE Los Pirules 25deg 58 4910 101deg 21 0140 121422 ARTEAGA Rancho La Rosita 25deg 22 0960 100deg 38 1060 242123 PARRAS DE LA FUENTE Rancho Parras El Alto 25deg 23 176 101deg 53 263 173824 ARTEAGA Rancho El Conejo 25deg 16 406 100deg 34 586 219525 ARTEAGA Rancho Guadalupe 25deg 12 139 100deg 46 131 201326 ARTEAGA Campo Experimental Saltillo 25deg 16 022 100deg 46 273 203927 CUATRO CIENEGAS Rancho Tanque Nuevo 26deg 35 00 102deg 13 08 809
LOCALIDADUBICACIOacuteN
MUNICIPIOEstacioacuten No
Cada estacioacuten consta de sensores de medicioacuten de la temperatura del aire humedad relativa precipitacioacuten direccioacuten y velocidad del viento radiacioacuten solar y humedad de la hoja Proporciona lecturas de estas variables de clima cada 15 minutos que son transmitidas a una base central ubicada en el Campo Experimental Saltillo La informacioacuten de las estaciones puede ser consultada en tiempo real (cada 15 minutos es actualizada) a traveacutes de Internet en el sitio httpclimainifapgobmx y se pueden consultar los datos en forma diaria y en graacuteficos Estaacute disponible para los productores dependencias relacionadas con el sector agropecuario y para el
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y seguimiento del desarrollo productivo de los cultivos
bull Desarrollar modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Disentildear programas de aplicacioacuten del agua a cultivos en tiempo real de acuerdo a necesidades de los mismos en sistemas de riego bull Relacionar el desarrollo de los cultivos con los paraacutemetros agroclimaacuteticos para generar modelos de prediccioacuten de cosechas de los principales cultivos de importancia econoacutemica en el estado bull Determinar el potencial agroclimaacutetico de las principales regiones del estado para apoyar la planeacioacuten de las actividades productivas en el logro de una mayor competitividad
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
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puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
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Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El clima es una de los factores mas importantes en la produccioacuten agropecuaria y forestal ya que todos los procesos bioloacutegicos y fisioloacutegicos de las plantas y animales estaacuten estrechamente influenciados por las variables climaacuteticas incidiendo tanto en la calidad como en la cantidad de la produccioacuten como asiacute mismo en el desarrollo de insectos y enfermedades que afectan negativamente a las cosechas
La medicioacuten del clima puede ayudar a incrementar
la produccioacuten de alimentos mediante el establecimiento de sistemas de produccioacuten acordes a los recursos climaacuteticos disponibles
La aplicacioacuten directa de los datos climaacuteticos a la
agricultura no es suficiente por lo que es necesario obtener aplicaciones agroclimaacuteticas a partir de datos climaacuteticos
El estado de Coahuila cuenta con una red de
estaciones climatoloacutegicas automatizadas que monitorea la informacioacuten en forma continua y la presenta en tiempo real en una paacutegina Web
La informacioacuten generada deberaacute tener
aplicaciones importantes por lo que se recomienda entre otras muchas acciones las siguientes bull Generar programas de coacutemputo para determinar en tiempo real paraacutemetros agroclimaacuteticos (unidades calor horas friacuteo etc) importantes para la planeacioacuten
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puacuteblico en general DESCRIPCION Y APLICACION DE LAS VARIABLES CLIMATICAS MONITOREADAS
Las variables de clima producen efectos fisioloacutegicos en los vegetales y determinan en gran manera su adaptacioacuten en los ambientes en donde se desarrollan Cada una de las variables incide de alguna u otra manera en uno o en varios de los procesos inmersos en su desarrollo productivo Debido a esto es necesario conocer como se debe de utilizar la informacioacuten para aprovechar al maacuteximo este insumo de la produccioacuten
A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten de
cada una de las variables que se monitorean en la Red de Estaciones Agroclimaacuteticas del Estado de Coahuila y se describen posibles usos que se le puede dar a la informacioacuten que se genera Temperatura
Refleja el estado energeacutetico del aire que se traduce en un determinado nivel de calentamiento indicando el grado de calor o de friacuteo sensible en la atmoacutesfera (UNL-FCA 2004) Junto con la precipitacioacuten es de gran importancia para la caracterizacioacuten del clima La temperatura depende principalmente del balance de radiacioacuten contabilidad de la radiacioacuten que entra y la que sale (Garduntildeo 1994)
7
Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
Para su cuantificacioacuten se utilizan los termoacutemetros termopares y termisores mientras que con el termoacutegrafo se registran sus variaciones (Ortiz 1987) y las escalas termomeacutetricas maacutes utilizadas son la absoluta (Kelvin) la centiacutegrada (Celsius) y la Fahrenheit (Torres 1983)
Las principales escalas termomeacutetricas maacutes empleadas se presentan en el cuadro 2
Cuadro 2 Principales escalas termomeacutetricas
Escala Siacutembolo Punto de congelamiento
del agua
Punto de ebullicioacuten del
agua Celsius o Centiacutegrada
ordmC 0 100
Fahrenheit ordmF 32 212 Reaumur ordmR 0 80(R=100 ordmC)
Kelvin ordmK (Cero absoluto) 2732 ordmC
732K=100 ordmC 2732
Foacutermulas de conversioacuten de las escalas termomeacutetricas
ordmC = (ordmF - 32) 59
ordmF = (95 ordmC) + 32 = 18ordmC+32
ordmK = ordmC + 2732 y ordmC = ordmK - 2732
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Figura 10 Horas friacuteo acumuladas registradas durante
el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El resto de las regiones presentan un patroacuten de comportamiento de esta variable muy similar acumulando el menor nuacutemero de horas friacuteo durante la eacutepoca maacutes caliente del antildeo Finalmente en coincidencia con los valores de temperatura (figura 3) el mayor nuacutemero de horas friacuteo acumuladas se presenta durante los meses con menores valores de temperatura y viceversa
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serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
serraniacuteas con mayor elevacioacuten y maacutes propensas a lluvias y a temperaturas mas templadas lo anterior es faacutecilmente confrontable con la informacioacuten presentada en la Figura 3 en la cual el patroacuten de comportamiento de la temperatura media es muy similar al presentado para la variable unidades calor acumuladas Horas Friacuteo (Richardson 1974)
En la Figura 10 se pueden apreciar los valores de horas friacuteo acumuladas En concordancia con lo presentado en la figura 9 (unidades calor acumuladas) el patroacuten de comportamiento para la variable horas friacuteo acumuladas es totalmente opuesto al observado en la mencionada Figura Diciembre y enero en general son los meses que ahora registran mayores valores (cerca de 400 horas friacuteo) lo anterior se acentuacutea en la regioacuten sureste debido a la situacioacuten geograacutefica en que se encuentra la estacioacuten meteoroloacutegica de referencia y que ya ha sido descrita en paacuterrafos anteriores
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Importancia de la temperatura en el desarrollo vegetal
Todos los procesos fisioloacutegicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos liacutemites de temperatura relativamente estrechos En general la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 ordmC auacuten cuando estos liacutemites variacutean mucho de una especie a otra Los procesos fisioloacutegicos de la planta (fotosiacutentesis la respiracioacuten y el crecimiento) responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura en consecuencia la temperatura oacuteptima para cada funcioacuten tambieacuten difiere
Tanto los cultivos como el ganado son sensibles en mayor o menor medida a los cambios de temperatura los cuales vienen asociados a alguacuten evento atmosfeacuterico La temperatura es una limitante fundamental para la dispersioacuten natural de las especies tanto vegetales como animales pudiendo afectar su desarrollo y crecimiento si tiene variaciones extremas ademaacutes afecta el desarrollo de las plantas a traveacutes de su influencia sobre la velocidad de los procesos metaboacutelicos (Villalpando 1985)
Desde el punto de vista agronoacutemico la temperatura debe ser descrita en teacuterminos de utilidad para la toma de decisiones sobre el crecimiento de las plantas antes que para explicar por ejemplo el comportamiento atmosfeacuterico por su propio intereacutes Se deben considerar dos clases de plantas aquellas sobre las cuales el hombre realmente no ejerce control desde el comienzo hasta el final del crecimiento y sobre las que ejerce al menos un control parcial Baacutesicamente son tres aspectos que
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se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
se deben conocer de la temperatura al inicio del crecimiento durante el avance de la estacioacuten del crecimiento y la longitud de la estacioacuten de crecimiento (Lowry 1981)
Paraacutemetros climaacuteticos derivados de la temperatura
Estos paraacutemetros tienen una gran diversidad de aplicaciones en forma conjunta o individual sobre aspectos importantes del desarrollo de las plantas y animales Es conveniente conocer ademaacutes de los valores medios de temperatura de una zona agriacutecola las temperaturas maacuteximas y miacutenimas las oscilaciones diurnas y anuales etceacutetera factores limitantes de la extensioacuten geograacutefica de los cultivos (Ruiz et al 2005) La definicioacuten de los maacutes comuacutenmente utilizados se presenta a continuacioacuten
Temperatura maacutexima- Temperatura maacutes alta alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se presenta generalmente entre las 1400 y las 1600 horas Temperatura miacutenima- Temperatura maacutes baja alcanzada en un intervalo cronoloacutegico dado Se puede observar por lo general entre las 0600 y las 0800 horas Temperatura media anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un antildeo Temperatura media diaria- Promedio de las 24 temperaturas horarias observadas a lo largo del diacutea Tambieacuten se conoce como el promedio de la
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Salvo pequentildeas diferencias puede inferirse que el comportamiento de esta variable es el mismo en las diferentes regiones consideradas Unidades Calor
De acuerdo a la Figura 9 la mayor acumulacioacuten se unidades calor (700 UC) en general se presenta durante los meses de junio a agosto (verano)
Figura 9 Unidades calor acumuladas registradas
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
La tendencia de la acumulacioacuten de las unidades
calor es similar a diferencia de la regioacuten del sureste del estado donde los valores son menores (300 UC) con 50 menos de lo que se acumula en el resto de las regiones debido al factor altitud Esto se explica a partir de las caracteriacutesticas geograacuteficas en que se ubica la estacioacuten agroclimaacutetica que corresponde a las
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frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
frentes friacuteos la ocurrencia de los vientos es predominantemente del norte y noreste Radiacioacuten Solar
En la Figura 8 se muestra el comportamiento en
general de la radiacioacuten solar Ahiacute se aprecia que los meses con menor captacioacuten de energiacutea corresponden a los meses de diciembre y enero debido a la presencia de mayor nuacutemero de diacuteas nublados y menor longitud de los diacuteas durante la eacutepoca invernal lo contrario ocurre durante mayo a julio (verano) periodo que coincide con los diacuteas de mayor duracioacuten y mas despejados
Figura 8 Radiacioacuten solar media registrada durante el
periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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temperatura maacutexima y miacutenima registrada en un diacutea Temperatura media mensual- Promedio de las medias de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes o promedio de las medias ios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes Temperatura media promedio anual- Media aritmeacutetica de las temperaturas medias mensuales de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Anual Temperatura media promedio mensual- Promedio de los promedios mensuales de temperaturas maacuteximas y miacutenimas registradas en un mes de un periacuteodo determinado Comuacutenmente se le denomina Temperatura Media Mensual pero con referencia a ese periacuteodo Temperatura diurna media- Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura diurna Temperatura nocturna media Es el valor normal o promedio histoacuterico de temperatura nocturna Temperatura maacutexima maximorum- Es el valor maacuteximo de las temperaturas maacuteximas presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos Temperatura miacutenima minimorum- Es el valor miacutenimo presentado a nivel diario para el mes o decena en cuestioacuten durante la serie histoacuterica de datos
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Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
39 20
El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
Temperatura de punto de rociacuteo media en el intervalo- Es la temperatura a la cual deberaacute enfriarse el aire a presioacuten constante para que se condense la humedad que contiene Esto es en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rociacuteo se forma neblina y se diriacutea entonces que el aire se encuentra saturado El punto de rociacuteo no puede ser mayor a la temperatura del aire y es usualmente bastante menor Aunque se trata de una medicioacuten expresada en unidades de temperatura el punto de rociacuteo estaacute asociada a la humedad Si el aire se encuentra muy huacutemedo habraacute que enfriarlo menos para saturarlo es decir la temperatura de rociacuteo es mayor (Nakamura 2000)
Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposicioacuten al viento (Wind Chill)- Representa un iacutendice de la cantidad de calor que se pierde a traveacutes de la piel cuando estaacute expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento Por ejemplo nuestra piel expuesta a 2 ordmC acompantildeado por viento sostenido de 12 kmhr percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11ordmC con viento en calma (-11ordmC seriacutea en estas circunstancias el wind chill) Con viento en calma las temperaturas ambiental y wind chill coinciden (Nakamura 2000)
Oscilacioacuten teacutermica- Es la diferencia entre los valores normales de temperatura maacutexima y temperatura miacutenima
Caacutelculos derivados de la temperatura
Con variables de temperatura maacutexima y miacutenima
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Figura 7 Frecuencia relativa de la direccioacuten viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Los valores maacutes altos que se observan conciernen
a los vientos dominantes para cada regioacuten referida debe hacerse notar que los mismos corresponden a la frecuencia relativa durante el periacuteodo considerado cabe destacar la gran influencia de vientos del sureste que existe en el sur del estado y que se registran principalmente durante el verano caso opuesto se presenta en la regioacuten norte en donde predominan los vientos provenientes del norte y que se registran maacutes frecuentemente en el invierno
Lo anterior se desprende de un anaacutelisis mensual de la informacioacuten que arroja como resultado general que una mayor predominancia de vientos durante el verano ocurre desde el sur y sureste mientras que en los meses de invierno y como consecuencia de los
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Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
Figura 6 Velocidad media mensual del viento
registrado durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
El desplazamiento del aire de zonas de alta presioacuten a zonas de baja presioacuten determina los vientos dominantes de un aacuterea o regioacuten de tal forma que el patroacuten general de circulacioacuten del aire en la atmoacutesfera es diferente durante el verano y el invierno La Figura 7 muestra la frecuencia relativa de la direccioacuten del viento registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
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se puede estimar unidades calor (UC) o grados diacutea de desarrollo (GDD) unidades fototeacutermicas (UF) unidades friacuteo (UF) horas friacuteo ((HF) probabilidad de ocurrencia de la primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Unidades Calor
Es la acumulacioacuten de determinado nuacutemero de grados de temperatura que requiere la planta para completar su ciclo vegetativo Existen diversos meacutetodos para evaluar la acumulacioacuten progresiva de grados a partir de la fase inicial El maacutes sencillo es el propuesto por Reamur (Boussignault1885) y consiste en sumar las temperaturas medias diarias (ordmC) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo sin embargo este meacutetodo no es preciso posiblemente a que los demaacutes factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este meacutetodo
Las temperaturas bajo 0 ordmC no se consideran en el mismo (Landoa 2000)
Otro meacutetodo es el Crecimiento grados diacuteas basado en el desarrollo de la planta por encima de una temperatura miacutenima llamada punto criacutetico (PC) Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto criacutetico se iraacuten acumulando hasta alcanzar una temperatura constante al completarse el ciclo vegetativo Por ejemplo algunas variedades de maiacutez tienen una acumulacioacuten constante de 2500 grados-diacutea desde la germinacioacuten hasta la madurez los cuales se cubriraacuten en distinta cantidad de tiempo dependiendo de l os
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diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
diferentes climas
Fuera de ciertos liacutemites de temperatura las plantas dejan de funcionar normalmente y se puede llegar al extremo de que estas mueran Carecen de ldquotemperatura alta del cuerpordquo caracteriacutestica de los animales superiores y la temperatura de la mayoriacutea de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente Ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace maacutes caacutelido o maacutes friacuteo con ligeras variaciones debidas a la transpiracioacuten y otras causas (Landoa 2000)
Entre los meacutetodos existentes para calcular las unidades calor los maacutes usados por la facilidad de caacutelculo y por el grado de precisioacuten son
Unidades calor para germinacioacuten Se asume que una unidad de calor (en grados diacutea) es constante para
este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media (T) menos punto criacutetico (PC) por el periacuteodo de emergencia (D) en diacuteas o sea
U C g = (Ts - PC) D
Este concepto se puede aplicar bajo condiciones naturales aunque el caacutelculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad
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(Figura 4) y altos registros de temperatura (Figura 3) Velocidad y Direccioacuten del Viento
La Figura 6 representa la velocidad promedio mensual del viento y donde muestra una tendencia a la presencia de vientos con mayor velocidad entre los meses de enero a julio no obstante marzo abril y ocasionalmente mayo parecen ser los meses maacutes criacuteticos en este sentido ya que se pueden presentar tolvaneras y procesos erosivos en suelos que se encuentran desprovistos de vegetacioacuten (por razones de malas praacutecticas relacionadas con la agricultura o por perturbacioacuten del medio natural) Sin embargo se debe de considerar que en muchos casos durante abril y mayo los campos empiezan a ser cubiertos por vegetacioacuten natural o por cultivos y que en los meses de julio y agosto los vientos se encuentran generalmente asociados a lluvias lo cual reduce la presencia de factores que producen efectos erosivos del viento
El conocimiento de estas variables es de utilidad en la planeacioacuten de la instalacioacuten de barreras rompevientos colocacioacuten de huertas (direccioacuten de hileras) y control de heladas entre otras
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Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
Figura 5 Oscilacioacuten de la humedad relativa media
mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Durante el verano se presentan los mayores
valores medios registrados para esta variable que corresponde a la estacioacuten del antildeo con mayor precipitacioacuten asimismo se pueden observar valores similares durante la eacutepoca invernal ya que durante esta estacioacuten los frentes friacuteos provenientes del norte provocan la entrada de aire huacutemedo y algunas lluvias al territorio nacional Por otro lado los mayores descensos en esta variable se ubican durante los meses de marzo-abril que normalmente corresponden a periacuteodos del antildeo muy secos finalmente existen marcadas diferencias entre regiones La regioacuten de La Laguna presenta menores valores medios lo anterior en coincidencia con menores valores de precipitacioacuten
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Unidades calor de emergencia a madurez
Despueacutes de la germinacioacuten y de forma gradual la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativa y generativa Es muy importante tener en consideracioacuten que el punto criacutetico (PC) es variable para diferentes cultivos generalmente es una temperatura cercana a 6 oacute 7 ordmC a partir de la cual entra en actividad (crecimiento) la planta por lo que primero debe determinarse ese PC para el cultivo de intereacutes y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del cultivo con la formacioacuten de nudos etceacutetera
Las unidades calor se han usado tambieacuten en la prediccioacuten de eacutepocas de cosecha
En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento En tal caso una evaluacioacuten basada en la radiacioacuten total puede resultar mejor que las unidades de calor
El meacutetodo residual es el que maacutes se ha utilizado para la estimacioacuten de unidades calor y su cuantificacioacuten es de la siguiente forma
Uc = (TM - PC)
Donde
Uc = Unidades calor para un diacutea (grados calor diacutea)
TM = Temperatura media = (T maacutex - T miacuten)
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Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
Algunos requerimientos de grados-diacutea de diferentes cultivos se presentan en el cuadro 3
Cuadro 3 Requerimientos de Grados-Diacutea de algunos cultivos
CULTIVO Grados-diacutea (totales) Trigo otontildeo 1900-2400 Trigo primavera 1250-1550 Soya 2000-2500 Cebada 1200-1900 Maiacutez 2000-3000 Vid 1000-1800 Lino 900
Fotoperiacuteodo
Es el nuacutemero de horas que transcurre de la salida a la puesta de sol Depende de la latitud (ubicacioacuten geograacutefica) y la eacutepoca del antildeo con la cual se determina la posicioacuten del sol Los efectos del fotoperiacuteodo sobre la agricultura son significativos ya que condiciona las tasas fotosinteacuteticas de los cultivos (Salisbury y Ross 1994) y la induccioacuten de la floracioacuten en especies sensibles al fotoperiacuteodo (Summerfield et al 1985) El fotoperiacuteodo se calcula como
152hN =
Donde N = Fotoperiacuteodo (horas)
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continente y que suelen ser comunes en esta eacutepoca del antildeo en nuestro paiacutes
Debe de considerarse que la utilidad de estos datos en la agricultura radica en el anaacutelisis posterior de la situacioacuten que favorecioacute o afecto la produccioacuten de alguacuten cultivo o cultivos en particular ya que las lluvias pueden presentarse por ejemplo en meses en que no fueron requeridos para lograr una buena produccioacuten
Humedad Relativa
Este paraacutemetro climaacutetico (utilizado en modelos de prediccioacuten de enfermedades) es de importancia en la agricultura cuando se desea conocer si el ambiente que se presenta es favorable o no para el desarrollo de organismos dantildeinos para los cultivos principalmente bacterias y hongos
Aunque debe de considerase que pueden influenciarse por efectos de la precipitacioacuten y presencia de aire huacutemedo en general la fluctuacioacuten diaria de los valores de humedad relativa se comportan en forma inversa a los valores de temperatura de esta manera a valores mayores de temperatura corresponden valores menores de humedad relativa y viceversa Lo anterior se observa en la Figura 5 donde se muestran valores medios de humedad relativa del estado de Coahuila
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Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
Figura 4 Precipitacioacuten media mensual registrada durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Por otro lado la variacioacuten estacional de la lluvia muestra un periacuteodo bien establecido que se presenta durante el verano (junio a septiembre) en donde la lluvia alcanza su mayor media acumulada las lluvias prolongan maacutes su presencia y son un poco mas abundantes durante este periacuteodo en regiones en que se ubican estaciones que tienen influencia de lluvia orograacutefica como son el sureste (Sierra de Arteaga) y norte centro (Sierra de Santa Rosa)
Durante los meses correspondientes al invierno (diciembre a febrero) se registran tambieacuten pequentildeas precipitaciones que son ocasionadas en gran medida por los frentes friacuteos provenientes del norte del
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h = Aacutengulo horario de la salida o puesta del sol [h = ArcCos (tanφ tan δ) φ = Latitud en grados δ = Declinacioacuten solar en grados
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
365Dj284360sen 4523 δ
Dj = Diacutea juliano Unidades Friacuteo Horas Friacuteo
En los climas templados el ritmo de crecimiento estacional de los frutales estaacute condicionado fundamentalmente por las temperaturas distinguieacutendose durante el ciclo anual dos periacuteodos a)- Periacuteodo de actividad vegetativa que comienza a finales de invierno o principios de primavera y que finaliza en otontildeo con el cese aparente de toda actividad b)- Periacuteodo de reposo inicia a finales de otontildeo y se extiende hasta los uacuteltimos diacuteas del invierno o principios de primavera con el comienzo de la actividad vegetativa Alguacuten tiempo despueacutes de haber cesado el crecimiento de verano comienza a instalarse en la planta el reposo que cumple con una serie de etapas cuando se produce la caiacuteda de las hojas las yemas estaacuten en un estado de dormancia profunda del que no salen hasta tanto no hayan acumulado suficiente cantidad de friacuteo invernal
En las especies caducifolias caracteriacutesticas de climas con estaciones definidas el periacuteodo de reposo constituye un mecanismo natural de defensa a las bajas temperaturas que ejercen su accioacuten o efecto
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fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
fisioloacutegico durante un tiempo cuya longitud depende principalmente de los valores teacutermicos y de la variedad Esto se traduce en una normal floracioacuten y brotacioacuten a finales de invierno o principios de primavera
Las necesidades de friacuteo invernal se han medido tradicionalmente a traveacutes del concepto de horas-friacuteo que se definen como el nuacutemero de horas que durante el periacuteodo de descanso invernal la planta permanece a temperaturas menores o iguales a un umbral que ha sido fijado en 7 ordmC (INTA 2008)
Factores ambientales distintos de los bajos valores teacutermicos como por ejemplo la intensidad luminosa pueden influir sobre la salida del reposo invernal aunque son las temperaturas y su reacutegimen el factor de mayor peso en el proceso Con relacioacuten a esto uacuteltimo no todos los valores por debajo del umbral considerado tienen el mismo efecto incluso pueden contrarrestar horas-friacuteo cuando superan un determinado nivel durante el periacuteodo de descanso invernal Las variaciones de temperatura durante el invierno actuacutean sobre la evolucioacuten del reposo Valores por encima de 18 ordmC y maacutes auacuten los superiores a 21 ordmC afectan negativamente el desarrollo de la dormancia lo que puede ser revertido por periacuteodos posteriores de bajas temperaturas En este uacuteltimo caso seraacuten necesarias mayor cantidad de horas-friacuteo durante el invierno que cuando no ocurren altos valores teacutermicos
Altas temperaturas durante el invierno y aquellas
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Figura 3 Temperatura media mensual registrada
durante el periacuteodo 2005-2007 en diferentes regiones del estado de Coahuila
Precipitacioacuten
En las zonas aacuteridas y semiaacuteridas del norte de Meacutexico en donde se ubica el estado de Coahuila las lluvias suelen presentarse en forma erraacutetica y con grandes variaciones ocurriendo en eventos torrenciales y abundantes durante el verano o con baja intensidad y larga duracioacuten durante el invierno
En la Figura 4 se observa que en general la precipitacioacuten media durante el periodo de septiembre 2005 a agosto 2007 no fue gt200 mm en el estado de Coahuila no obstante la existencia de eventos extraordinarios de precipitacioacuten en el norte y centro del estado durante el verano de 2007
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algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
algunos de los usos que puede tener esta informacioacuten
Ademaacutes permite diferenciar las zonas
agroecoloacutegicas en que estaacute dividido el estado y que puede ser de apoyo en la planeacioacuten de las actividades productivas en donde se involucran los aspectos climaacuteticos
El anaacutelisis comprende informacioacuten soacutelo de algunas estaciones representativas de cada una de las regiones por lo cual se debe de considerar solamente como un ejemplo de lo que se puede realizar con la informacioacuten que es recabada de las estaciones automatizadas Temperatura
El anaacutelisis para esta variable (Figura 3) muestra el comportamiento de la temperatura media en un periacuteodo de dos antildeos para cinco diferentes regiones del estado de Coahuila De acuerdo a esta figura aunque existen pequentildeas diferencias en teacuterminos generales se muestra el mismo patroacuten anual en las diferentes regiones consideradas para la variable mencionada registraacutendose temperaturas maacutes caacutelidas durante los meses de Junio a Agosto
Destaca la estacioacuten ubicada en el sureste del
estado donde se presentan marcadas diferencias debido a su ubicacioacuten geograacutefica ya que se localiza en partes con mayor altitud (Cantildeoacuten de Los Lirios en Sierra de Arteaga municipio de Arteaga Coahuila)
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oacuteptimas para la acumulacioacuten de friacuteo variacutean con el estadiacuteo de desarrollo del reposo Valores altos al comienzo del reposo tienen mayor efecto inhibidor mientras que son menos perjudiciales cuando se producen a finales del periacuteodo considerado luego de haber acumulado una buena cantidad de horas-friacuteo
Esto induce al desarrollo de otros modelos maacutes flexibles en comparacioacuten al de horas-friacuteo para la estimacioacuten de las necesidades de friacuteo invernal y que consideran la efectividad relativa de los valores teacutermicos desde el punto de vista de la acumulacioacuten con el fin de lograr una mejor interpretacioacuten del comportamiento de las variedades En este sentido se desarrollaron modelos que plantean el concepto de unidades-friacuteo que comprenden unidades parciales acumuladas con temperaturas ubicadas alrededor de un oacuteptimo que acumula una unidad completa y valores con efecto detrimental sobre la acumulacioacuten (INTA 2008)
Para el caacutelculo de las HF se utiliza un meacutetodo derivado a partir de la ecuacioacuten senoidal propuesta por Snyder (1985) mediante el cual se puede calcular nuacutemero de horas por diacutea en que la temperatura es menor a una temperatura base (Tb) dada La manera como se hace la estimacioacuten es la siguiente Th = Tmed + propSen(t) donde Th = Temperatura horaria
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2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
2
TMinTMaxTMed +=
2
TMinTMaxAmplitud minus==α
La temperatura miacutenima del diacutea se toma para las
primeras 12 horas y la temperatura miacutenima del diacutea siguiente para el resto de las horas esto para tener un mejor ajuste a la curva real de la temperatura (Allen 1976)
Las temperaturas horarias que sean menores o iguales a la Tb se acumulan para obtener las horas friacuteo del diacutea
Para el caacutelculo de unidades friacuteo (UF) Richardson y colaboradores (1974) propusieron el modelo de ldquoUtahrdquo En este modelo se asigna a cada rango o intervalo de temperatura un nivel de eficiencia para contribuir a la ruptura de la dormancia
Cuadro 4 Valor en unidades de friacuteo de diferentes temperaturas en durazno (Richardson et al1974)
Rango de T (ordmC) Unidad de Friacuteo
lt 14 0 15 a 24 05 25 ndash 91 1 92 -124 05
125 ndash 159 0 160 ndash 180 -05
gt18 -1
necesario expresar la velocidad del viento a 2 metros sobre la superficie del suelo (FAO 2002)
El viento es un componente esencial para determinar la evapotranspiracioacuten y es de gran importancia su efecto sobre la erosioacuten del suelo y dantildeo mecaacutenico a los cultivos Ademaacutes a traveacutes de la direccioacuten del viento es posible estudiar la trayectoria de los insectos y patoacutegenos El viento es importante en la polinizacioacuten de plantas diseminacioacuten de semillas regulador del CO2 en la capa de aire cercana al suelo y como agente beneacutefico reduciendo el dantildeo por heladas al mezclar las capas de aire cercanas al suelo La informacioacuten de direccioacuten y velocidad del viento es utilizada en la programacioacuten de aplicaciones aeacutereas de pesticidas (Villalpando 1985)
Usando los datos de la velocidad y direccioacuten del viento para predecir el movimiento del polen en el aire se encontroacute que el mismo podiacutea contaminar los campos a los alrededores a un nivel de dos o tres veces mayor de lo que originalmente se pensaba (ecoportalnet 2007)
ANALISIS CLIMATICO PARA EL ESTADO DE COAHUILA
Considerando los factores climaacuteticos que son monitoreados en las estaciones que integran la Red de estaciones agro climaacuteticas automatizadas de Coahuila se muestra en este apartado un anaacutelisis general sobre las condiciones que se han presentado en el periacuteodo 2005 a 2007 con el fin de ejemplificar
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
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El viento que prevalece en un rango de tiempo puede ser representado por medio de una rosa de los vientos la cual indica el porcentaje de tiempo en el que el viento sopla de diferentes direcciones La graacutefica consiste en utilizar barras o extensiones que van desde el centro de un ciacuterculo hacia un punto determinado que ilustra la direccioacuten del viento la longitud de cada extensioacuten indicaraacute el porcentaje de tiempo en el que el viento se dirigioacute hacia esa direccioacuten (Ahrens 1998)
Medicioacuten de la Direccioacuten del Viento
La direccioacuten se mide mediante la veleta seguacuten los 360 grados geograacuteficos en intervalos de 10 grados En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos Los anemoacutemetros miden la velocidad expresada comuacutenmente en metrossegundo o nudos (milla naacuteuticahora)
La direccioacuten del viento tambieacuten se puede ilustrar en grados como en una circunferencia con sus 360ordm Estas direcciones estaacuten representadas por nuacutemeros los cuales variacutean de acuerdo a las manecillas del reloj iniciando con 360ordm en el norte teniendo el este con 90ordm el sur con 180ordm y el oeste con 270ordm Tambieacuten existen otras direcciones como NE a la que pertenecen los 45ordm y asiacute obtener los grados correspondientes a las demaacutes direcciones del viento La calma se expresa como 0ordm (Wark et al 1998) Aplicaciones de velocidad y direccioacuten del viento
Para aplicaciones agrometeoroloacutegicas es
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De acuerdo a este modelo 1 HF es equivalente a 1 unidad de friacuteo (UF) soacutelo en el intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 91 degC
Las UF diarias se calculan sumando las UF de cada hora del diacutea Las temperaturas inferiores a 14 degC no tienen valor en la acumulacioacuten de friacuteo Otros intervalos tienen una eficiencia del 50
La ecuacioacuten desarrollada por Richardson et al(1974) fue modificada por Del Real (1982) El caacutelculo para este modelo involucra la evaluacioacuten de unidades calor que las plantas necesitan para brotar cuando ya se han completado su acumulacioacuten de unidades friacuteo Probabilidad de ocurrencia de primera (PH) y uacuteltima helada (UH)
Las heladas constituyen limitantes agroclimaacuteticas
a la produccioacuten vegetal e imponen incertidumbre en el futuro de la produccioacuten primaria El estudio de la variabilidad del clima es de gran importancia para adoptar estrategias tendientes a mitigar la probabilidad de efectos perjudiciales sobre la produccioacuten (Salinger et al 2000)
La probabilidad promedio de presentacioacuten de heladas del periacuteodo de septiembre a diciembre proporciona un indicador del riesgo de presentacioacuten de la primera helada la cual puede dantildear a siembras tardiacuteas o a variedades de ciclo largo que se hayan establecido al inicio de la primavera La uacuteltima helada se considera la que se presenta durante el primer
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semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
semestre del antildeo y suele tener efectos destructivos en cultivos que inician su desarrollo a principios de primavera como el caso de algunos frutales (Martiacutenez y Ruiz 2005)
Las probabilidades de ocurrencia de la primera y uacuteltima helada asiacute como el periacuteodo libre de heladas se pueden calcular haciendo uso de la distribucioacuten acumulativa Esto se obtiene como sigue Para uacuteltima helada
Fa = 1- km+1 Para primera helada
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Fa = km+1 Donde k = nuacutemero de orden m = nuacutemero de antildeos con helada
Si existe un nuacutemero grande de observaciones y ademaacutes todos los antildeos registran heladas se puede calcular la ocurrencia de la primera y uacuteltima helada a traveacutes de la Distribucioacuten Normal (Villalpando 1985) Humedad Relativa
La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad
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les aplica el nombre de los principales puntos cardinales Los cuatro puntos principales corresponden a los cardinales Norte (N) Sur (S) Este (E) y Oeste (W) Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios sin embargo los mas comunes y usados son los siguientes con su equivalencia en grados del azimuth (wwwmailxmailcom)
NNE Norte Noreste 2250 ordm NE Noreste 4500 ordm ENE Este Nordeste 6750 ordm E Este 9000 ordm ESE Este Sudeste 11250 ordm SE Sudeste 13500 ordm SSE Sur Sudeste 15700 ordm S Sur 18000 ordm SSW Sur Sudoeste 20250 ordm SW Sudoeste 22500 ordm WSW Oeste Sudoeste 24700 ordm W Oeste 27000 ordm WNW Oeste Noroeste 29250 ordm NW Noroeste 31500 ordm NNW Norte Noreste 33750 ordm N Norte 36000 ordm
Medicioacuten de la Velocidad del Viento
El instrumento que mide la velocidad del viento es
el anemoacutemetro que estaacute formado por un molinete de tres brazos separado por aacutengulos de 120ordm que se mueve alrededor de un eje vertical Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al nuacutemero de revoluciones la velocidad del viento incidente
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indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
indica si es fuerte o deacutebil y su direccioacuten (canaltiempo 2003)
El viento produce energiacutea (eoacutelica) porque estaacute siempre en movimiento y se estima que la energiacutea contenida en los vientos es aproximadamente el 2 del total de la energiacutea solar que llega la tierra El contenido energeacutetico del viento depende de su velocidad Cerca del suelo la velocidad es baja aumentando raacutepidamente con la altura siendo afectada por la orografiacutea del terreno Cuanto maacutes accidentada sea la superficie del terreno maacutes frenaraacute eacutesta al viento Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y maacutes sobre las colinas No obstante el viento sopla con maacutes fuerza sobre el mar que en el continente (ONI 2004)
Los cambios en la velocidad y direccioacuten del viento pueden ser muy grandes en tiempos muy cortos y entre lugares muy cercanos siendo afectados por la topografiacutea y la vegetacioacuten del lugar En las cercaniacuteas de la superficie el viento estaacute influenciado por cambios en las caracteriacutesticas de la superficie (vegetacioacuten desniveles etc)
Otra influencia sobre el viento la produce la diferencia de temperatura entre superficies proacuteximas que ocasiona cambios del viento que son muy localizados y puede generar raacutefagas Los valles cerrados y cantildeadas ldquoaceleranrdquo el viento y modifican su direccioacuten (Ambiente 2008)
Se llama direccioacuten del viento el punto del horizonte
de donde viene o sopla Para distinguir uno de otro se
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que es capaz de contener como funcioacuten de su temperatura y su presioacuten El aire es una especie de esponja que puede absorber un maacuteximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (formacioacuten de neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor) Pero la capacidad de absorcioacuten de esta esponja depende de la temperatura a mayor temperatura el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua (Nakamura 2000))
La humedad relativa es uacutetil como indicador de la evaporacioacuten transpiracioacuten y probabilidad de lluvia convectiva y depende fuertemente de la temperatura actual
Para calcular la Humedad Relativa se puede utilizar la siguiente ecuacioacuten expresando el resultado final como porcentaje (Medrano 2003)
HR = e(T) es(T) X 100
Donde HR = humedad relativa en e(T) = presioacuten parcial real del vapor de agua en aire huacutemedo en Pa es(T) = presioacuten parcial de vapor de agua en aire huacutemedo saturado en Pa Pa = Pascales
Tambieacuten se puede calcular la humedad relativa a partir del termoacutemetro seco y la temperatura de rociacuteo
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8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
8))90112(
)10112((100TTdTHR
++minus
=
Donde T es la temperatura en ordmC y Td la temperatura de rociacuteo en ordmC
Existe una muy buena aproximacioacuten para obtener este dato y es
Td = T + 35 log (HR)
Aquiacute Td es la temperatura de rociacuteo T es la temperatura de bulbo seco y HR es la humedad relativa
Aplicaciones de la Humedad Relativa
La humedad relativa es muy uacutetil en la agricultura para predecir enfermedades que son inducidas por esta variable climaacutetica utilizando modelos ya establecidos para cada cultivo y cada enfermedad Con humedad relativa alta el iacutendice de calor es alto (una temperatura normal de 35 grados con el efecto de la humedad relativa se siente de 40 grados) Para la ganaderiacutea este valor es importante ya que se puede inferir el riesgo de estreacutes caloacuterico para el ganado
Tambieacuten tiene efecto sobre la aplicacioacuten aeacuterea de
productos quiacutemicos principalmente en control de maleza que a mayor nivel de humedad relativa ambiente durante las horas anteriores a la aplicacioacuten
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La cuantificacioacuten de la humedad es mediante el uso de sensores que al igual que las plantas exponen una superficie que se humedeceraacute y secaraacute en manera similar a las superficies expuestas de la planta Existen modelos de prediccioacuten de plagas y enfermedades que utilizan este paraacutemetro entre los cuales se pueden mencionar el tizoacuten empolvado de la manzana la bacteriosis del nogal la botrytis de la vid el oidio de la vid el oidio de la fresa el mildu de la vid la botrytis de la fresa el mildu de la lechuga el hongo del pistacho la Phytophora de la papa el mildu tardiacuteo del tomate y la rontildea de la manzana entre otros
Estos modelos al igual que muchos otros pueden ser desarrollados automaacuteticamente en base a la informacioacuten generada por la red de estaciones agroclimaacuteticas automatizadas
Algunos estudios han mostrado que las fases de desarrollo de hongos son altamente favorecidas por la laacutemina de agua y su duracioacuten en la superficie foliar Esto permite establecer sistemas de prediccioacuten de enfermedades y a la vez implementar oportunamente medidas de control (Peacuterez y Subero 1996)
Velocidad y Direccioacuten del Viento
El viento es aire en movimiento como consecuencia de las diferencias de presioacuten y temperatura entre zonas La direccioacuten estaacute influida por la diferencia de presioacuten atmosfeacuterica fluyendo desde las bajas a las altas presiones Hay dos paraacutemetros importantes relacionados con el viento la velocidad que nos
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
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La estimacioacuten de la radiacioacuten solar global (Rs) es necesaria cuando se carece de los registros observados en una regioacuten a la hora de estudiar la distribucioacuten espacial y temporal de paraacutemetros energeacuteticos con distintos fines Adquiere gran importancia en la planificacioacuten de actividades en la agricultura turismo planificacioacuten urbana asiacute como su posible utilizacioacuten directa de la energiacutea solar como fuente de energiacutea renovable
La teacutecnica habitual para obtener valores de radiacioacuten en lugares donde no existen estaciones de medicioacuten es mediante la interpolacioacuten de datos correspondientes a estaciones cercanas o interpretacioacuten de imaacutegenes de sateacutelites Ambos procedimientos no son aplicables a zonas con una topografiacutea complicada Estudios han mostrado desviaciones en la prediccioacuten de valores de radiacioacuten para este tipo de lugares a traveacutes de las teacutecnicas descritas (Infante 2005)
Humedad de la Hoja
Se define como la humedad condensada en la superficie de las hojas y otras partes expuestas de las plantas Esta condicioacuten de humedad en la superficie de las plantas es un factor determinante en los procesos de desarrollo de algunos patoacutegenos que afectan a las plantas La determinacioacuten del tiempo y la cantidad de humedad condensada en la superficie de las plantas permitiraacute correlacionarla con el potencial de presencia de una enfermedad en el cultivo (Fundacioacuten Produce Guanajuato 2000)
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del producto mayor es la hidratacioacuten de la cutiacutecula de las hojas con lo que se eficientiza la absorcioacuten del herbicida hacia el interior de la maleza Aquiacute se recomienda evitar la aplicacioacuten de producto cuando la humedad relativa del ambiente (actual) sea inferior al 60 ya que podriacutea ser un obstaacuteculo para la gradual difusioacuten a traveacutes de la cutiacutecula
Para un mejor control de la aplicacioacuten de agroquiacutemicos con el factor humedad es necesario conocer las condiciones climaacuteticas que favorecen la incidencia de patoacutegenos e identificar el momento en que estos sean favorecidos por el medio ambiente para su desarrollo a fin de seleccionar el tipo de combate a utilizar y mediante fechas de siembra identificar el momento y fecha de mayor incidencia de los patoacutegenos sobre el cultivo en el caso de plagas y enfermedades identificar el periacuteodo criacutetico de coincidencia de susceptibilidad del cultivo con poblacioacuten maacutexima de plaga conocer las condiciones que favorecen el desarrollo de los hongos para iniciar oportunamente su control por fechas de siembra identificar la eacutepoca de mayor calidad de semilla por mayor produccioacuten comparar diferentes tipos de almaceacuten y envases y decidir las eacutepocas maacutes adecuadas de siembra o transplante (Mejiacutea et al 2001) Precipitacioacuten Pluvial
El crecimiento de las plantas implica una peacuterdida de agua debido a la transpiracioacuten por medio de las hojas Para compensarla la planta toma el agua del suelo mediante su sistema radicular
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
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A causa de que las plantas obtienen sus necesidades de agua por medio de sus raiacuteces la conservacioacuten de la humedad del suelo es de gran importancia en la agricultura
Las lluvias tienen que proporcionar al suelo la
humedad que extrae la planta para su crecimiento y el aprovechamiento de las mismas depende de la cantidad intensidad y distribucioacuten asiacute como de la probabilidad de su ocurrencia tanto en zonas agriacutecolas secas como en zonas con riego maacutes auacuten si los cultivos son anuales donde el requerimiento de agua es frecuente (Vilchez 2003) La precipitacioacuten tanto instantaacutenea como acumulada incide en la produccioacuten agriacutecola ya que permite la recarga de mantos acuiacuteferos pero tambieacuten puede generar inundaciones con efectos negativos
La presentacioacuten de los registros de precipitacioacuten en una forma uacutetil que represente la precipitacioacuten como una fuente de humedad para el crecimiento de las plantas requiere al menos un conocimiento baacutesico de las formas en que actuacutea el suelo como depoacutesito de agua Por lo tanto se debe tener en consideracioacuten no solo la variabilidad de las precipitaciones en el clima sino tambieacuten los efectos acumulativos sobre un periacuteodo de tiempo (Lowry 1981)
La cantidad de precipitacioacuten se mide por medio de pluvioacutemetros cuya instalacioacuten es correcta cuando el agua captada por eacutestos representa lo mejor posible la precipitacioacuten caiacuteda en el aacuterea circundante (Valdivia 1977) La precipitacioacuten no es una variable continua
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Entre otras aplicaciones de la radiacioacuten solar en la agricultura estaacuten las siguientes (1) para estimar la tasa de acumulacioacuten de materia seca la cual es proporcional a la cantidad de radiacioacuten interceptada por un cultivo y en base a ello establecer los cultivos de acuerdo a sus requerimientos de radiacioacuten solar (2) calcular la evapotranspiracioacuten potencial a traveacutes del uso de foacutermulas empiacutericas y (3) para determinar el balance de energiacutea entre plantas y animales (Villalpando 1985)
La mejora en los rendimientos de los cultivos se produce por un incremento en la captacioacuten de radiacioacuten solar en forma anticipada que le permite a la planta un mayor produccioacuten de materia vegetal por unidad de superficie lo que se traduce en un aumento en el nuacutemero de frutos logrados por hectaacuterea (ha)
Los cultivos eficientes tienden a invertir la mayor
parte de su crecimiento temprano en expandir su aacuterea foliar lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la radiacioacuten solar La intercepcioacuten de la radiacioacuten solar incidente que asegura las maacuteximas tasas de crecimiento del cultivo se encuentra cuando el iacutendice de aacuterea foliar (IAF) aumenta hasta el IAF criacutetico que permite captar el 95 de la radiacioacuten incidente (Andrade et al 1993)
Algunas praacutecticas agronoacutemicas tales como fertilizacioacuten inicial altas densidades de siembra y un mejor arreglo espacial de las plantas (por ejemplo hileras estrechas) son usadas para acelerar la cobertura del suelo e incrementar la intercepcioacuten de luz
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El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA
- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
-
El total de radiacioacuten diaria que llega a la superficie de la atmoacutesfera es cercana a 30 MJ m-2 diacutea-1 (constante solar) sin embargo disminuye por atenuacioacuten atmosfeacuterica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15 a 25 MJ m-2 diacutea-1 para diacuteas nublados y lluviososLos cambios en la posicioacuten y distancia del sol con respecto a la tierra generan cambios en la cantidad y duracioacuten de energiacutea solar que recibe un lugar restringiendo la productividad agriacutecola en los meses de menor radiacioacuten solar
La variacioacuten de la radiacioacuten solar a lo largo del diacutea genera una variacioacuten en los procesos fisioloacutegicos de la planta como transpiracioacuten fotosiacutentesis y respiracioacuten Existe una relacioacuten directa entre la radiacioacuten y la transpiracioacuten de los cultivos A mayor radiacioacuten mayor es la energiacutea disponible para la transpiracioacuten (IMTA 2007)
Medir la radiacioacuten solar es importante para un amplio rango de aplicaciones en el sector de la agricultura destacaacutendose el monitoreo del efecto en el crecimiento de las plantas anaacutelisis de la evaporacioacuten e irrigacioacuten modelos de prediccioacuten del tiempo y el clima y muchas aplicaciones maacutes (Leoacuten SF)
La radiacioacuten solar es fundamental para que las plantas realicen la fotosiacutentesis proceso mediante el cual las moleacuteculas simples de bioacutexido de carbono (CO2) agua y cationes se conviertan en moleacuteculas maacutes complejas como carbohidratos proteiacutenas grasas y otros compuestos que sirven de nutrimentos a las plantas
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como la temperatura presentando una enorme variabilidad temporal No obstante existen herramientas estadiacutesticas que permiten estudiar las series temporales de registros de precipitacioacuten (Marroquiacuten 1996)
La variacioacuten de la precipitacioacuten en una zona soacutelo es susceptible de ser estudiada si se cuenta con una serie histoacuterica de muchos antildeos de registros pues la lluvia es uno de los elementos meteoroloacutegicos maacutes variables y discontinuos que difiere considerablemente de una regioacuten a otra Para la caracterizacioacuten del clima se requiere conocer su precipitacioacuten total anual asiacute como su distribucioacuten y frecuencia durante el curso del antildeo (Valdivia 1977)
La cuantiacutea de la lluvia puede ser analizada al menos desde tres puntos de vista el primero relacionado con la media anual el segundo con su distribucioacuten durante el antildeo y el tercero para diferenciar eventos erosivos de aquellos no erosivos (Coloti 2004)
Los valores anuales de lluvia sirven para diferenciar los lugares huacutemedos de los secos La distribucioacuten anual de la lluvia indica su reacutegimen el cual puede ser uniforme patroacuten caracteriacutestico de los climas templados bimodal y unimodal es decir con concentracioacuten de las lluvias en dos eacutepocas al antildeo o maacutes bien en varios meses sucesivos En cuanto a la definicioacuten de eventos erosivos Wischmeier y Smith (1978) en EEUU consideraron 127 mm como valor miacutenimo a partir del cual una lluvia puede ser erosiva
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
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Aplicabilidad de los datos de precipitacioacuten
Una aplicacioacuten actual y praacutectica de esta variable corresponde a la captura de informacioacuten en tiempo real de la intensidad y de la cantidad de lluvia caiacuteda cada vez que esto ocurre El objetivo de esto es preveer los efectos que pueda tener este evento Se recomienda recopilar la informacioacuten en un formato estaacutendar en medidas registradas cada cinco minutos o periacuteodos ldquocincominutalesrdquo Una aplicacioacuten y ventaja relevante del equipo de monitoreo climaacutetico es evidente cuando a traveacutes de este se refleja automaacuteticamente cuando comienza a llover o cuando la precipitacioacuten ocurrida supera un nivel determinado definido como un nivel de alarma preestablecido (Loacutepez 2006)
La utilizacioacuten de sateacutelites meteoroloacutegicos es una herramienta de primera magnitud para la estimacioacuten de paraacutemetros que afectan directamente al clima La posibilidad de utilizar imaacutegenes de sateacutelites con una gran densidad de informacioacuten espacial y con una adecuada frecuencia temporal posibilita el seguimiento en tiempo cuasi-real de determinadas variables y pueden servir de base para la obtencioacuten de paraacutemetros que sirvan para una adecuada estimacioacuten de lluvias o para la previsioacuten de cosechas (Tovar et al 1998)
El caacutelculo de probabilidades de lluvia tiene diferentes aplicaciones entre las que se pueden mencionar las siguientes a)- estimacioacuten de fechas de siembra basadas en una cantidad miacutenima de lluvia que asegure la germinacioacuten y establecimiento del
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Radiacioacuten Solar
El sol es el motor del clima su calor llega al planeta en forma de radiacioacuten y su llegada acciona a la gran maacutequina teacutermica que es el sistema climaacutetico (Garduntildeo 1994)
La radiacioacuten solar es la fuente de energiacutea para las plantas verdes siendo de gran importancia para el desarrollo de los cultivos su cantidad y calidad Se define como la energiacutea emitida por el sol que se propaga en todas las direcciones a traveacutes del espacio mediante ondas electromagneacuteticas Esa energiacutea determina la dinaacutemica de los procesos atmosfeacutericos y el clima
La intensidad de la radiacioacuten solar en el suelo depende del aacutengulo de inclinacioacuten de la radiacioacuten misma a menor aacutengulo de los rayos del sol con relacioacuten a una superficie horizontal mayor es el espesor de atmoacutesfera que tienen que atravesar y por consiguiente menor la radiacioacuten que llega a la superficie
La radiacioacuten solar se mide en forma directa utilizando radioacutemetros y en forma indirecta mediante modelos matemaacuteticos de estimacioacuten que correlacionan la radiacioacuten con el brillo solar Los radioacutemetros solares como los piranoacutemetros o polariacutemetros y los pirhelioacutemetros seguacuten sus caracteriacutesticas pueden servir para medir la radiacioacuten solar incidente global (directa maacutes difusa) la directa (procedente del rayo solar) la difusa la neta y el brillo solar (SEDEAIDA 2007)
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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- DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA EN COAHUILA
- CONTENIDO
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cultivo b)- caacutelculo de cantidad miacutenima de lluvia que podriacutea recibirse durante la etapa de desarrollo maacutes criacutetica de un cultivo (etapa reproductiva) c)- para estimar la mejor fecha de cosecha de un cultivo en zonas lluviosas y d)- para estimar el eacutexito de una praacutectica de produccioacuten (dosis de fertilizante tipo de labranza etc) basado en el caacutelculo de probabilidades de lluvia (Villalpando 1985)
Otra aplicacioacuten de esta variable consiste en la prediccioacuten de cosechas a traveacutes de la relacioacuten entre la cantidad de lluvia y el rendimiento d determinado cultivo Este tipo de estudios es recomendable llevarlos a cabo sobre todo en aquellas regiones donde la cantidad de lluvia sea el factor limitativo maacutes importante de la produccioacuten Asimismo la precipitacioacuten puede utilizarse para calcular iacutendices de sequiacutea yo exceso de humedad ya sea en forma individual o bien en combinacioacuten con factores de suelo y planta
Para calcular la probabilidad de lluvia de una determinada zona es necesario conocer los registros de precipitacioacuten maacutexima anual al menos en 15 antildeos Con estos datos se aplica la foacutermula siguiente Donde P = probabilidad de la lluvia m = nuacutemero de orden de la lluvia n = nuacutemero de eventos registrados
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Para obtener la probabilidad de lluvia se revisan los registros de precipitaciones diarias seleccionando la lluvia maacutexima para cada antildeo Para llevar un registro ordenado se crean dos columnas en la primera se anota el antildeo y en la segunda se coloca la cantidad de lluvia que precipitoacute en diacutea seleccionado El siguiente paso es ordenar los valores de lluvia de manera decreciente (de mayor a menor) y en seguida se aplica la foacutermula para obtener el valor de la probabilidad de presentacioacuten de la lluvia (Cuevas L F et al 2007) Cuadro 5 Clasificacioacuten del periacuteodo mensual en
funcioacuten de la precipitacioacuten seguacuten el rango de valores esperados para niveles de probabilidad prefijados
Clase Rango de niveles de
probabilidad de ocurrencia de lluvias
() Muy huacutemedo gt 90 Huacutemedo 75-90 Normal 25-75 Seco 10-25 Muy seco lt 10
P = m x 100
n + 1 Otras formas para estimar la probabilidad de lluvia es mediante las distribuciones de probabilidad Gamma incompleta Normal y Galton (Villalpando 1985)
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