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Relación de los deslizamientos y la dinámica climática en Colombia

Relación de los deslizamientos y la dinámica climática en Colombia

Profile image of Vladimir Sanchez-CalderonVladimir Sanchez-CalderonProfile image of Julián Corrales CobosJulián Corrales Cobos

In this document the relationship between landslides and climate dynamic in Colombia was evaluated, considering that precipitation is responsible for 65.9 percent of the mass movement events occurred in Colombia. Using the landslide inventory of the Colombian Meteorology, Hydrology and Environmental Studies Institute-Ideam, a total of 7.471 landslides in the period between 1921-2007 was encountered. Analyzing the period between 1978 - 2007 in the inventory (identified for the consistency of the data) and the climate records, a direct relation between the climatic zones in Colombia, especially the precipitation and the landslides can be established, and that mass movement processes have a strong dependence of ground saturation. As a consequence of this relationship there is a general tendency to a mayor occurrence of landslides during the second rain season of the year, however, the most extreme events occurred in the first rain season. The investigation encountered that Antioquia is the department with more records registered as well as in terms of mortality and infrastructure damage and Caldas and the departments of the coffee production region in proportion of extension and population, those that present the highest indices. This study is base for the establishment of prevention and disasters attention programs as well as a guide for local authorities.

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Relación Entre Los Cambios De Cobertura Vegetal y La Ocurrencia De Deslizamientos De Tierra en La Serranía Del Interior, Venezuela

2016 •

Jesús A Viloria

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Zonificación de la Susceptibilidad del Terreno a los Deslizamientos. Caso de Estudio: Nariño - Colombia

2019 •

Luisa Fernanda Osorio Marín

En esta tesis se presenta una zonificacion de susceptibilidad del terreno a deslizamientos en el area del corredor vial Cano–Mojarras, de 89 km de longitud y ubicado entre los departamentos de Cauca y Narino, al suroccidente de Colombia. Ademas, se propone el concepto de corredor hidro-geomorfometrico como metodologia para delimitar areas de estudio enfocado a proyectos de susceptibilidad en corredores viales. Se integra el paisaje mediante el calculo de puntos de acumulacion y microcuencas que sobrepongan el eje de via, usando un modelo digital de elevacion (DEM). El Indice de Susceptibilidad a Deslizamientos (LSI) se obtuvo a traves del metodo estadistico bivariado propuesto por Van Westen (2000), usando el 80% (302) de los registros de un inventario de deslizamientos en el area de estudio. Los resultados fueron validados usando el 20% restante (76). Pendiente, aspecto, curvatura, indice topografico de humedad (TWI), densidad de drenajes, cobertura de la tierra, litologia, y numer...

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Riesgos por amenazas naturales: deslizamientos

Riesgos por amenazas naturales: deslizamientos

2019 •

Daniela Barrantes

Riesgos por amenazas naturales: Deslizamientos Abordaje técnico y jurídico en Costa Rica Amenaza natural = amenaza + vulnerabilidad Una amenaza natural se da cuando hay una probabilidad de que se presenten daños, pérdidas o consecuencias en un sitio en particular y en un periodo de tiempo dado, las amenazas son un fenómeno físico y existen diversos tipos:

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Distribución espacial y temporal de deslizamientos (1999-2015) en la cuenca del río Combeima, Colombia

Julian Leal Villamil

Los deslizamientos son eventos que degradan el suelo y son causados por factores geológicos, geomorfológicos, climatológicos y antrópicos. Este estudio tuvo por objeto analizar la distribución espacial y temporal de los deslizamientos sucedidos durante 16 años en la cuenca hidrográfica del río Combeima (Ibagué-To-lima), utilizando tecnologías geoespaciales. Se analizó el efecto de variables geológicas, pendiente, ubicación en la cuenca y la red vial. Para esto se utilizaron registros históricos, interpretación visual de imágenes y trabajo de campo para la identificación de nuevos deslizamientos y verificación de los interpretados visualmente. Fueron encontrados 366 deslizamientos distribuidos, principalmente, en zonas de ladera en la parte baja de la cuenca con elevaciones menores a 1.500 msnm, con una densidad de 1,34 deslizamientos por km 2 . El 46,7 % de los eventos se localizan en zonas de pendientes escarpadas y el 35,4 % en zonas con pendientes moderadamente escarpadas.

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Correlación de variables morfométricas para deslizamientos en la cuenca del río Combeima, Colombia

Correlación de variables morfométricas para deslizamientos en la cuenca del río Combeima, Colombia

2020 •

Revista Ingeniería y Ciencia, Julian Leal Villamil

En la cuenca del río Combeima (Tolima, Colombia), se desarrolló un estudio con el fin de estimar las variables morfométricas de los deslizamientos encontrados y obtener posibles correlaciones estadísticas entre ellas. Para obtener las características morfométricas de los deslizamientos se empleó una base de datos con deslizamientos históricos, una imagen RapidEye del año 2010 y un ortofotomosaico del año 2009, en donde se identificaron visualmente los deslizamientos. Las características morfométricas fueron definidas a través de un sistema de información geográfico y se realizaron análisis bivariados entre las variables morfométricas para establecer sus correlaciones. Los resultados permitieron identificar 121 deslizamientos, con área promedio de 1,974.97 m2 y distribución tipo Birnbaum-Saunders. Se encontró que la variable morfométrica área de deslizamiento se correlaciona con la longitud total (R2=0.9414), la longitud de línea central (R2=0.9368) y el ancho de la superficie de ruptura (R2=0.8915) de este, y podría usarse para inferir el volumen de la masa involucrada en el evento y sus efectos potenciales. Este resultado permitiría usar el área de los deslizamientos como apoyo en la toma de decisión en la planificación del territorio en la cuenca del río Combeima.

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Avances en Recursos …

Efecto de la desagregación temporal sobre la coherencia espacial de la precipitación en Colombia

2005 •

Germán Poveda

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La Lluvia y Los Deslizamientos De Tierra en Antioquia: Análisis De Su Ocurrencia en Las Escalas Interanual, Intraanual y Diaria

2006 •

Juan Diego Montoya

Se estudia la relacion entre la lluvia y los deslizamientos reportados en el departamento de Antioquia para el periodo comprendido entre 1929 y 1999. Se realiza la georreferenciacion de 405 deslizamientos posiblemente producidos por lluvia en la region de estudio y se efectua el analisis de la ocurrencia de los deslizamientos durante las fases calida y fria del fenomeno ENSO (El Nino Southern Oscillation) y el ciclo intraanual de la precipitacion en Colombia. La Nina, en la escala interanual, y los dos periodos mas lluviosos sobre la zona andina, en la escala intraanual, favorecen un incremento en el numero de deslizamientos de tierra. Mediante analisis de la precipitacion diaria acumulada en estaciones cercanas al sitio de cada deslizamiento, se propone un umbral de lluvia y se describen las posibles combinaciones de lluvia acumulada antecedente. Las condiciones de lluvia mas comunes para el desencadenamiento de un movimiento de suelo tienen que ver con altas cantidades de lluvia a...

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IX Congreso Geológico Venezolano

Análisis estadístico multivariado para la ponderación de variables físico – geográficas que influyen en los deslizamientos: Caso de estudio de la cuenca de la quebrada Curucutí, estado Vargas, Venezuela

2007 •

Williams José Méndez Mata

La Gestión de Riesgos ante deslizamientos implica el manejo integral de una serie de variables, físico geográficas, que intervienen diferencialmente en el proceso. En tal sentido, se tiene como objetivo definir la ponderación de cada una de las variables consideradas, para ello se utilizó las aplicaciones de los Sistemas de Información Geográfica, usando información geoespacial representada en un conjunto de mapas temáticos e informes técnicos que permitió obtener: Pendiente, geología, geomorfología, cobertura vegetal y uso del espacio. Toda la información fue incorporada a un SIG para lo cual se procedió a rasterizar, Georreferenciar y vectorizar los mapas temáticos y la creación de tablas atributivas para el posterior reconocimiento de la topología de la información y la comprobación y eliminación de los posibles errores. Posteriormente se realizó la superposición algorítmica de todos los factores implicados en el desarrollo del proceso generador de la amenaza, usando técnicas de evaluación multicrietrio y análisis estadístico multivariado, asignando distintos pesos a cada una de las variables para finalmente comparar los datos obtenidos con el evento hidrometeorológico ocurrido en diciembre de 1999, encontrando que las ponderaciones siguientes muestran los mejores resultados: Geología (0,3), Geomorfología (0,3), Pendiente (0,2), Cobertura Vegetal (0,1), Uso del Espacio (0,1), el modelo genera un mapa reclasificado con susceptibilidades de amenaza muy alta, alta, media, baja y muy baja, con porcentajes de coincidencia de 57,57 % muy alta, 25,55 alta y el restante 17% en las categorías medio y bajo, mientras que en las áreas de muy baja susceptibilidad no se presentaron deslizamientos en diciembre de 1999. Esto nos indica que el modelo se ajusta ala realidad y puede ser aplicado en áreas similares para zonificar la amenaza a los deslizamientos.

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Miradas de innovación, sostenibilidad y desarrollo en torno a la gestión ambiental en el Ejército Nacional de Colombia

Rasgos del fenómeno del cambio climático en la realidad colombiana

2020 •

Anderson Castro Carreno

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ÁLVARO URIBE VÉLEZ Presidente de la República FRANCISCO SANTOS CALDERÓN Vicepresidente de la República Presidente Comisión Colombiana del Espacio – CCE IVÁN DARÍO GÓMEZ GUZMÁN Director General Instituto Geográfico Agustín Codazzi – IGAC Secretario Ejecutivo de la Comisión Colombiana del Espacio – CCE RICARDO JOSÉ LOZANO PICÓN Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM Coordinador Grupo de Observación de la Tierra LUZ MARINA ARÉVALO SÁNCHEZ Subdirectora de Ecosistemas e Información Ambiental - IDEAM MARCELA SIERRA CUELLO Coordinadora Grupo Comunicaciones – IDEAM Editores Vicky Guerrero Barrios Especialista Subdirección de Ecosistemas e Información Ambiental - IDEAM Vivian Farley Garzón Vargas Profesional Subdirección de Ecosistemas e Información Ambiental - IDEAM Jhon Jairo Carmona Cuervo Profesional Grupo Comunicaciones - IDEAM Impresión Imprenta Nacional de Colombia Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia – IDEAM “Experiencias en el Uso y Aplicación de Tecnologías Satelitales para Observación de la Tierra”, Comisión Colombiana del Espacio / El Instituto. –Bogotá: Imprenta Nacional de Colombia. Edición Especial 2010. 116 p., ilustraciones a colores. Incluye referencias bibliográficas. ISBN 978-958-8067-25-4 Reseña: Astronomía ciencia más allá de los astros. Información meteorológica satelital herramienta poderosa y decisiva en el planeamiento de las operaciones militares. Tecnología Lidar apoyando la gestión de la autoridad marítima nacional en las zonas costeras. Descripción del programa de investigación en desarrollo satelital y aplicaciones en el tema de observación de la Tierra. Aplicaciones de la polarimetría de radar en observación de la Tierra. Los satélites meteorológicos y ambientales como herramientas de trabajo operativas para la meteorología, la hidrología y la oceanología en Colombia y en apoyo a las actividades de prevención de desastres. Evidencias del cambio climático en Colombia - Análisis de tendencias de precipitación y temperatura para diferentes pisos térmicos. Algoritmo usado para estimar energía eólica en Colombia. Avances en la delimitación de los grandes complejos de humedales continentales del territorio colombiano. Relación de los deslizamientos y la dinámica climática en Colombia. Observación y estudio de la dinámica glaciar en Colombia. ES PROPIEDAD DEL ESTADO Los trabajos presentados se han preparado respetando los originales enviados por los autores, salvo algunas correcciones relacionadas con la ortografía. En consecuencia la responsabilidad de los contenidos y la calidad de las imágenes, son exclusivamente de los autores y no comprometen a los editores ni al Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia. © INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES DE COLOMBIA 2010 Comisión Colombiana del Espacio – CCE Grupo de Observación de la Tierra MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL MINISTERIO DE AGRICULTURA Y DESARROLLO RURAL MINISTERIO DEL INTERIOR Y DE JUSTICIA DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN – DNP INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES – IDEAM INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI – IGAC INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA – INGEOMINAS INSTITUTO AMAZÓNICO DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS – SINCHI INSTITUTO DE INVESTIGACIONES MARINAS Y COSTERAS JOSÉ BENITO VIVES DE ANDRÉIS – INVEMAR FUERZA AÉREA COLOMBIANA – FAC DIRECCIÓN GENERAL MARÍTIMA – DIMAR AGENCIA NACIONAL DE HIDROCARBUROS – ANH CENTRO INTERNACIONAL DE FÍSICA – CIF SECRETARIA DISTRITAL DE AMBIENTE CORPORACIÓN COLOMBIANA DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA – CORPOICA CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DEL CENTRO DE ANTIOQUIA – CORANTIOQUIA UNIVERSIDAD SERGIO ARBOLEDA PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA UNIVERSIDAD EAFIT CONTENIDO Prólogo Lozano Picón, Ricardo José. IDEAM 7 Reseña: Astronomía ciencia más allá de los astros Garzón Vargas, Vivian Farley. IDEAM 9 Información meteorológica satelital herramienta poderosa y decisiva en el planeamiento de las operaciones militares Sánchez Vargas, Luis Raúl y Cárdenas Posso, Yadira. Fuerza Aérea Colombiana - FAC 15 Tecnología Lidar apoyando la gestión de la autoridad marítima nacional en las zonas costeras Capitán de Fragata Ortiz Galvis, Javier; Martínez, Álvaro y Páez, Carolina. Dirección General Marítima - DIMAR 21 Descripción del programa de investigación en desarrollo satelital y aplicaciones en el tema de observación de la Tierra Gómez Guzmán, Iván Darío; Arias Duarte, Lilia Patricia; Posada, Eduardo y García, José E. IGAC - CIF 27 Aplicaciones de la polarimetría de radar en observación de la Tierra Posada, Elena; Ramírez Daza, Héctor Mauricio y Castro Díaz, Iván Ricardo. IGAC 35 Los satélites meteorológicos y ambientales como herramientas de trabajo operativas para la meteorología, la hidrología y la oceanología en Colombia y en apoyo a las actividades de prevención de desastres González Marentes, Humberto. IDEAM 45 Evidencias del cambio climático en Colombia - Análisis de tendencias de precipitación y temperatura para diferentes pisos térmicos Benavides Ballesteros, Henry Oswaldo. IDEAM 51 Algoritmo usado para estimar energía eólica en Colombia Ruiz Murcia, José Franklyn y Zapata Lesmes, Henry Josué. IDEAM - UPME 59 Avances en la delimitación de los grandes complejos de humedales continentales del territorio colombiano Verdugo Rodríguez, Nelsy. IDEAM 71 Relación de los deslizamientos y la dinámica climática en Colombia Martínez Ardila, Néstor Javier; Corrales Cobos, Julián Javier y Sánchez Calderón, Fabio Vladimir. IDEAM - UNAL 79 Observación y estudio de la dinámica glaciar en Colombia Ceballos Liévano, Jorge Luis y Meneses Arias, Ignacio. IDEAM 99 PRÓLOGO La Comisión Colombiana del Espacio - CCE, fue creada por decreto presidencial 2442 de 2006, como órgano intersectorial de consulta, coordinación, orientación y planificación, y escenario para la unión de esfuerzos institucionales de gestión en torno a: telecomunicaciones, navegación satelital, observación de la tierra, astronáutica, astronomía y medicina aeroespacial, entre otros. Dentro de las funciones científicas de esta Comisión está la aplicación de tecnologías espaciales para mejorar el conocimiento del territorio, brindar soporte a la gestión ambiental y orientar el adecuado aprovechamiento de los recursos naturales. Así mismo, servir de base para la prevención de desastres, la gestión del riesgo y el ordenamiento territorial. Estas actividades están siendo desarrolladas por el Grupo de Observación de la Tierra, perteneciente a esta Comisión, actualmente coordinado por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM, y al cual pertenecen veinte (20) entidades del orden nacional y regional. Frente a este panorama Colombia asume un papel protagónico en la orientación hacia el uso y aplicación de tecnología satelital, propiciando espacios de socialización e intercambio de experiencias, en donde se destacan las fortalezas del país en todos sus contextos. Esta revista orientó su construcción en experiencias de los diversos sectores en la aplicación de tecnologías para la observación de la Tierra, abordando temas de relevancia como la prevención y atención de desastres a partir del uso de satélites meteorológicos; cambio climático determinado por el análisis de tendencias de precipitación y temperatura; pronósticos y alertas a partir de la relación de los deslizamientos y la dinámica climática; agua y clima mediante el seguimiento de diversos tipos de ecosistemas como humedales, glaciares y zonas costeras de Colombia. Esperamos que estos ejemplos demostrativos de aplicación de tecnologías espaciales contribuyan al desarrollo y fortalecimiento de la gestión del conocimiento en diferentes campos de aplicación, especialmente en los que el país requiere para su desarrollo integral. RICARDO JOSÉ LOZANO PICÓN Director General del IDEAM RESEÑA: ASTRONOMÍA CIENCIA MÁS ALLÁ DE LOS ASTROS Vivian Farley Garzón Vargas1 La astronomía, etimológicamente significa: “Ley de las Estrellas”, es conocida como la ciencia que estudia los astros del cosmos, las leyes de sus movimientos, comportamientos y fenómenos asociados. Desde sus inicios en la antigua Grecia, bajo la contribución de representantes como Ptolomeo2 mediante la “Teoría Geocéntrica”, Hiparco de Nicea3 “Medición de la esfera terrestre”, Thales de Mileto4, estudios de la “Osa Menor”, principalmente; luego en la edad media, bajo contribuciones de astrónomos como Müller Königsberg5 a través de sus inventos para la observación y medida de tiempo (relojes solares) y en los tiempos del renacimiento donde se denomina la astronomía como moderna; aportes importantes como el “Primer catálogo de estrellas” por Nicolás Copérnico6, “El Telescopio: la nueva astronomía” de Galileo Galilei7; han sido promotores a lo largo de toda la historia de la necesidad de conocimiento del hombre en el universo, su interrelación con el Sistema Solar, la Vía Láctea y el conocimiento de los fenómenos del espacio exterior y su funcionalidad consigo mismo. La astronomía se practicó bajo el concepto de la observación visual de planetas y estrellas; así mismo, estuvo ligada a la astrología con el fin de predecir los ciclos de los cultivos, los resultados de las batallas y las decisiones de los primeros Estados. Hoy en día, esta ciencia comparte con otras áreas del conocimiento sus técnicas experimentales y objetos de estudio, entre los cuales se destacan, la geología y climatología planetaria, la física nuclear, la electrónica y la astronáutica. La astronomía en el mundo se ha desarrollado soportada en el conocimiento científico y tecnológico, que permite aportar al campo cosmológico información sobre los astros, sus relaciones y su evolución, mediante el equipamiento de observatorios que exploran desde la Tierra y desde el Espacio, algunos como el Leoncito (CASLEO) en Argentina, Armagh en el Norte de Irlanda, Paranal El Roble Cerro Tololo, Alma, la Silla en Chile, Canarias, Roque de Los Muchachos en Isla de La Palma, el GTM en México, Kitt Peak en EE. UU, Hess en África, Manua Kea en Hawaii, Arecibo en Puerto Rico, Jodrell Bank en Reino Unido, Teide en Islas Canarias, entre muchos más. 1 2 3 4 5 6 7 Ingeniera Ambiental, Universidad Manuela Beltrán. Subdirección de Ecosistemas e Información Ambiental – Ideam. garzonfarley@hotmail.com Astrónomo. Plotomeo (Tolemaida, Tebaida, c. 90 – Cánope, c. 170) Astrónomo. Hiparco de Nicea (190 a.C – 120 a.C) Astrónomo. Thales de Mileto (624 a.C-546 a.C) Astrónomo. Müller Königsberg (1436-1464) Astrónomo. Nicolás Copérnico (1473-1543) Astrónomo. Galileo Galilei (1564-1642) Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Colombia no es ajena a la dinámica del conocimiento astronómico y tecnológico. Actualmente se cuenta con observatorios asociados a las principales universidades del país, como son: el observatorio de la Universidad Nacional de Colombia (sede Bogotá – Manizales), observatorio de la Universidad Sergio Arboleda, el observatorio de la Universidad de Nariño y el observatorio de la Universidad de Los Andes en Bogotá, que adelantan estudios en astrofísica, astronomía galáctica, cúmulos estelares, cosmología, simulación en paralelo, etc. Figura 1. Observatorio Arecibo. Puerto Rico. Fuente: http://www.telescopios.org/Observatorios_Mundo.htm Figura 2. Observatorio Manua Kea. Hawaii. Fuente: http://www.telescopios.org/Observatorios_Mundo.htm Figura 5. Observatorio Universidad Nacional de Colombia. Fuente: http:// www.geocities.com 10 Figura 3. Observatorio de La Silla. Chile. Fuente: http://www.telescopios.org/Observatorios_Mundo.htm Figura 6. Observatorio Universidad de Los Andes. Colombia. Fuente: http://observatorio.uniandes.edu.co/ Figura 4. Observatorio Pic du Midi. Francia. Fuente: http://aporcel.wordpress.com Las Naciones Unidas, en el marco de la 62ª Asamblea General del 2007, proclamó el 2009, como el “Año Internacional de la Astronomía”, bajo la consigna “El universo para que lo descubras”, es una iniciativa de la Unión Astronómica Internacional y la UNESCO. Estas actividades se enmarcan en la conmemoración de los 400 años cuando Galileo Galilei apuntó un telescopio hacia el cielo, generando una reforma total en el conocimiento de la Astronomía. El AIA2009, como se ha denotado, el Año Internacional de la Astronomía 2009 tuvo como fin la unión global en torno a la paz vista desde nuestra posición en el espacio, el redescubrimiento del Universo, aquel que al mirar hacia el cielo, ya no es incierto y del cual estamos seguros jugamos un papel fundamental. Comisión Colombiana del Espacio Actos conmemorativos en todos los países, enmarcaron la celebración, en Colombia fue posible disfrutar de conferencias magistrales, eventos, actos sociales, etc., organizados por entidades que hacen parte de la Red de Astronomía de Colombia – RAC. A continuación se detalla parte de la programación nacional que se desarrolló en el marco de este hito: PROGRAMACIÓN GENERAL RED DE ASTRONOMÍA DE COLOMBIA - RAC AÑO INTERNACIONAL DE LA ASTRONOMÍA 2009 Evento Fecha/ Lugar Entidad Organizadora Lanzamiento del Año Internacional de la Astronomía 2009 28 de enero/2009. Bogotá Planetario Distrital Festival de Astronomía de Villa de Leyva 30 y 31 de enero y 1º de Febrero ASASAC Curso Básico de Astronomía Febrero 16 al 20/ Bogotá Observatorio Unv. Sergio Arboleda Diplomado en Astronomía Febrero 16 al 6 de Marzo/ Bogotá Observatorio Unv. Sergio Arboleda Inauguración Telescopio Virtual USA - Encuentro Regional de Ciencias Básicas RENATA-MEN Marzo 5/ Medellín COLCIENCIAS Festival de la Luna en Chía (Capítulo Astroséneca) 7 de Marzo/ C/marca. RAC Día Mundial contra la Contaminación Lumínica 15 de Marzo/ Bogotá Planetario de Bogotá Astronomía al Parque, Secretaría de Cultura Marzo-Abril/Bogotá Planetario de Bogotá Exposición Galileo Galilei del Museo de Historia de la Ciencia de Florencia, Secretaría de Cultura Marzo-Abril/Bogotá Planetario de Bogotá Curso Historia de la Astronomía Abril 13,14 y 15 /Bogotá Observatorio Unv. Sergio Arboleda Semana del Espacio (Aniversario Libertad 1) Abril 15,16 y 17/ Bogotá Observatorio Unv. Sergio Arboleda Semana del Espacio Abril 17/Bogotá Universidad Sergio Arboleda Seminario de Derecho Espacial Abril 30/Bogotá Observatorio Unv. Sergio Arboleda Taller de Instrumentos Astronómicos Antiguos Mayo /Bogotá Observatorio Unv. Sergio Arboleda Curso de Astrobiología Mayo 18 al 29/ Bogotá Observatorio Unv. Sergio Arboleda Curso básico de Astronomía Junio 1 al 5/ Bogotá Observatorio Unv. Sergio Arboleda Campus Party Julio 2 al 8 /Bogotá RAC Fiesta de Estrellas en La Tatacoa Julio/Huila RAC Celebración de los 40 años de la Misión Apolo 11 en la Luna Julio16-23/Bogotá RAC Encuentro Nacional de Astronomía de la RAC Octubre 9-12 /Bogotá RAC Expociencia Octubre 19-25 /Bogotá (ACAC, SCRD y Planetario de Bogotá) Olimpiadas Nacionales de Cohetería Octubre (Maloka, Capítulo Astroséneca y ASASAC con la participación de la JACSA) Cineforos “El Legado de Galileo” 1 mensual Capítulo Astroséneca Encuentro con el cielo llanero Puerto López, 2º semestre/2009. CAFAM LLANO Programa UNAWE de astronomía para niños en Colombia Permanente RAC Actividades de Maloka Permanente RAC, Maloka Actividades de ASTROSÉNECA Permanente Capítulo Astroséneca Exposición de Astrofotografía de la RAC y nuevas proyecciones en el domo Permanente Planetario de Bogotá-Museo del Espacio 11 12 FECHA Figura 7. Eventos celestes de noviembre y diciembre Fuente: Sociedad Astronómica Centro Cultural ALFA 8 02/11/09 13:15 horas Lunes Luna en fase Llena. 03/11/09 05:45 horas Martes Alineación: la Luna casi Llena, las Pléyades y las Hyades en Taurus. 03/11/09 06:10 horas Martes Conjunción. Venus al norte de Spica, la estrella más brillante de Virgo. 03/11/09 20:20 horas Martes Ocultación: la Luna pasa frente a las Pléyades, en Taurus. (Difícil de ver, por la Luna casi Llena. Intenta verlo con binoculares o telescopio) 05/11/09 02:00 horas Jueves Conjunción superior de Mercurio. Exactamente detrás del Sol, no visible. 06/11/09 05:30 horas Viernes Conjunción: la Luna al norte de Messier 35, en Géminis (Difícil de ver a causa del resplandor de la Luna) 07/11/09 02:00 horas Sábado Luna en perigeo, a 368,900 Km. (Luna cercana, grande) 09/11/09 00:30 horas Lunes Conjunción: La Luna al sur de Marte y Messier 44 (El Enjambre) en Cáncer. 09/11/09 09:59 horas Lunes Luna en fase de Cuarto Menguante. 10/11/09 06:00 horas Martes Conjunción: la Luna al sur de Regulus, la estrella más brillante de Leo. 12/11/09 05:30 horas Jueves Conjunción: la Luna al sur de Saturno, en Leo y Virgo. 14/11/09 05:45 horas Sábado La luz cenicienta ilumina el lado oscuro de la Luna, antes de amanecer. 14/11/09 06:15 horas Sábado Conjunción – alineación: la Luna al sur de Spica y al lado de Venus, en Virgo. 15/11/09 06:30 horas Domingo Conjunción: la Luna al sur de Venus (muy difícil de ver, la Luna está delgadísima. Utiliza binoculares), en Virgo. 15/11/09 06:30 horas Domingo Busca la Luna “vieja” que antecede al amanecer, como una esbelta uña muy cerca del horizonte este. 16/11/09 13:14 horas Lunes Luna en fase Nueva. 17/11/09 24:00 horas Martes Lluvia de Meteoros Leónidas. (Luna Nueva) 18/11/09 00:00 horas Miércoles Lluvia de Meteoros Leónidas. (Luna Nueva) 18/11/09 18:30 horas Miércoles Busca la Luna “recién nacida”, sonriendo al atardecer, como un delgado hilo de plata; muy cerca del horizonte oeste. Si no la ves hoy, intenta mañana 19/11/09 19:15 horas Jueves Conjunción / ocultación: la Luna pasa frente a Messier 28 (no visible en México), al norte de Kaus Borealis, 3n Sagittarius. 20/11/09 06:30 horas Viernes Conjunción: Venus al norte de la estrella múltiple Zubenlegenubi, 3n Libra. 20/11/09 18:00 horas Viernes Conjunción: Mercurio al norte de Antares, la estrella más brillante de Scorpius. 22/11/09 14:00 horas Domingo Luna 3n apogeo, a 404,736 Km. (Luna lejana, pequeña) 22/11/09 22:05 horas Domingo Alineación: Júpiter y la Luna en Capricornus. 23/11/09 16:45 horas Lunes Conjunción diurna: la Luna al norte de Júpiter, visible en pleno día (con telescopio) 23/11/09 18:15 horas Lunes Conjunción: La Luna al norte de Júpiter, en Capricornus. 24/11/09 15:44 horas Martes Luna en fase de Cuarto Creciente. 29/11/09 00:05 horas Sábado Ocultación rasante: la Luna pasa frente a la estrella binaria Eta Piscium y sus picos más altos producen ocultaciones intermitentes, en Pisces. Cosmowiki: [En Línea: http://cosmowiki.astroscu.unam.mx/User:Pablolonnie/EFEM%C3%89RIDES_ASTRON%C3%93MICAS_2009] Consultado el 05 de octubre de 2009. Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra 01/11/09 EFEMÉRIDES Y EVENTOS HISTÓRICOS DE NOVIEMBRE8 HORA EVENTO Ocultación: Marte pasa justo frente a Messier 44 (El Enjambre) ocultando algunas de sus estrellas, en 01:30 horas Domingo Géminis. FECHA 01/12/09 02/12/09 02/12/09 02/12/09 04/12/09 05/12/09 05/12/09 06/12/09 07/12/09 08/12/09 09/12/09 09/12/09 10/12/09 11/12/09 13/12/09 13/12/09 14/12/09 14/12/09 16/12/09 Figura 8. Efemérides históricas de noviembre y diciembre Fuente: http://astronomia.universiablogs.net 17/12/09 17/12/09 18/12/09 18/12/09 19/12/09 20/12/09 20/12/09 21/12/09 21/12/09 24/12/09 28/12/09 31/12/09 31/12/09 31/12/09 Comisión Colombiana del Espacio 21/12/09 EFEMÉRIDES Y EVENTOS HISTÓRICOS DE DICIEMBRE HORA EVENTO Conjunción: la Luna junto a las Pléyades (ocultación más adelante, no visible en México), en Taurus. Difícil 05:30 horas Martes de ver a causa del resplandor de la Luna, casi Llena. 01:32 horas Miércoles Luna en fase Llena Conjunción: La Luna pasa al norte de las Pléyades e Hyades, en Taurus. Difícil de ver a causa del resplandor 01:40 horas Miércoles de la Luna Llena. 20:30 horas Miércoles Conjunción: la Luna pasa al sur de Elnath, en Auriga. 08:00 horas Viernes Luna en perigeo, a 363,479 Km. (Luna cercana, grande) 22:30 horas Sábado Conjunción: la Luna al sur de Messier 44 (El Enjambre), en Cáncer. 23:15 horas Sábado Alienación: la Luna y Marte en Cáncer. 23:30 horas Domingo Conjunción: la Luna al sur de Marte en Cáncer. 06:00 horas Lunes Conjunción: la Luna al sur de Regulus, la estrella más brillante de Leo. 18:15 horas Martes Luna en fase de Cuarto Menguante. 07:00 horas Miércoles Conjunción: Venus al norte de Antares, en Scorpius. Difícil de ver, por la luz del amanecer. 18:25 horas Miércoles Conjunción: Mercurio al sur de Kaus Borealis, en Sagittarius. 02:30 horas Jueves Conjunción: la Luna al sur de Saturno, en Virgo. 06:20 horas Viernes Conjunción: la Luna al sur de Spica, la estrella más brillante de Virgo. 05:45 horas Domingo La luz cenicienta ilumina el lado oscuro de la Luna, antes de amanecer. 24:00 horas Domingo Lluvia de meteoros Gemínidas (justo antes de Luna Nueva) 00:00 horas Lunes Lluvia de meteoros Gemínidas (justo antes de Luna Nueva) 06:30 horas Lunes Busca la Luna “vieja” que antecede al amanecer, como una esbelta uña muy cerca del horizonte este. 06:03 horas Miércoles Luna en fase Nueva. Busca la Luna “recién nacida”, sonriendo al atardecer, como un delgado hilo de plata; muy cerca del 18:30 horas Jueves horizonte oeste. Si no la ves hoy, intenta mañana Alienación: Mercurio y una Luna delgadísima en Sagittarius. Muy difícil de encontrar. Utiliza binoculares 18:45 horas Jueves para buscarla. 18:45 horas Viernes Conjunción: la Luna al norte de Mercurio, en Sagittarius. 11:00 horas Viernes Máxima elongación este de Mercurio, a 20.3° del Sol, visible en el oeste al atardecer. 19:00 horas Sábado Alineación: Júpiter, la Luna y Mercurio en Capricornus y Sagittarius. 09:00 horas Domingo Luna en apogeo, a 405,731 Km. (Luna lejana, pequeña) 20:00 horas Domingo Alineación: la Luna y Júpiter, en Capricornio Solsticio de invierno. Observa al Sol salir y ocultarse en el extremo sur de su trayectoria. Este es el día más 11:48 horas Lunes corto del año. 16:45 horas Lunes Conjunción diurna: la Luna al norte de Júpiter, visible en el telescopio en pleno día. 18:20 horas Lunes Conjunción: la Luna al norte de Júpiter, en Capricornus. 11:41 horas Jueves Luna en fase de Cuarto Creciente. 18:25 horas Lunes Ocultación: la Luna pasa frente a las Pléyades, en Taurus. Conjunción: la Luna pasa al norte de Messier 35, en Gemini. Muy difícil de observar a causa de la Luna 00:25 horas Jueves Llena. 13:14 horas Jueves Luna en fase Llena. 13:25 horas Jueves Eclipse parcial de Luna. Magnitud: 0.067 Visible en Europa, Asia y África. 13 INFORMACIÓN METEOROLÓGICA SATELITAL HERRAMIENTA PODEROSA Y DECISIVA EN EL PLANEAMIENTO DE LAS OPERACIONES MILITARES Luis Raúl Sánchez Vargas1 Yadira Cárdenas Posso2 Resumen En la historia de la Fuerza Aérea Colombiana el desarrollo de la Meteorología viene escribiendo apartes desde el año 1972, capítulos a través de los cuales es posible inferir el vertiginoso avance que ha tenido esta ciencia en la Institución desde el año 2001, año en el que inició el empleo de imágenes capturadas por los satélites geoestacionarios del programa GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite), para derivar información en tiempo casi real y tendencia a tres horas de los fenómenos meteorológicos que influyen positiva o negativamente los teatros de operación, convirtiéndose en una herramienta poderosa para la Fuerza Pública. Palabras clave: Meteorología, Nubes, Imagen, Satélite, Operación Militar. Abstract In the history of the Colombian Air Force Development of Meteorology go back 1972, where is possible to infer the fastest progress that this science has taken in this institution since 2001, the year when started the use of images that are captured by the geostationary satellites GOES program (Geostationary Operational Environmental Satellite), to derive information in almost real-time and a three hours trend of weather phenomena that influence positively or negatively theatres of operation, becoming a powerful tool for the public force. Keywords: Weather, Clouds, Image, Satellite, Military Operation. 1 2 Especialista en Sistemas de Información Geográfica, Fuerza Aérea Colombiana, Carrera 52 A No 174 B, luis.sanchez@fac.mil.co, luisraul.sanchezv@gmail.com Magíster en Ciencias Meteorología; Fuerza Aérea Colombiana, Calle 95 No. 71 - 45 Torre 6 , yadira.cardenas@fac.mil.co, yadiracposso@gmail.com. Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Introducción Hoy por hoy la información meteorológica satelital es de vital importancia en la planeación y el desarrollo de las operaciones militares y hace parte de los insumos con que cuenta el Sistema de Información Meteorológica de la Fuerza Aérea Colombiana, Simfac3 para generar pronósticos de alta precisión y calidad requeridos en el cumplimiento de los fines misionales de la Fuerza Pública. Simfac entrega al pronosticador las herramientas necesarias para interconectar las escalas meteorológicas y facilitar la detección del problema del día, incorporando el concepto de embudo de pronóstico propuesto por Snellman (1991), proceso en el cual las imágenes meteorológicas satelitales son fundamentales. 1. Marco teórico En concordancia con la Organización Meteorológica Mundial (OMM, 1993), “la nube es un hidrometeoro consistente en partículas de agua líquida o sólida o de ambas, suspendidas en la atmósfera que en general no tocan el suelo. También puede incluir partículas de agua líquida o hielo de mayores dimensiones, así como partículas no sólidas procedentes, por ejemplo, de gases industriales, humo o polvo”. 16 El estudio de las nubes en meteorología es determinante; su género, especie y variedad, extensión, posición, movimiento y las transformaciones que experimentan en su ciclo de vida, proporcionan una excelente herramienta para predecir el estado del tiempo, teniendo en cuenta que son estas, las que lo modulan en el corto plazo; su clasificación se obtiene, en función de diez géneros, que a su vez, se subdividen en especies dada su forma y/o estructura interna, por ejemplo, el “Cumulus humilis” representa una acumulación cercana al suelo por lo general de tamaño pequeño. La categorización de las nubes está directamente relacionada con la distribución de sus componentes y su grado de transparencia así como los fenómenos atmosféricos asociados entre los cuales se destacan, la lluvia, el granizo, los relámpagos y los truenos, por ejemplo, la variedad “radiatus” hace referencia a la presencia de rayos. Los satélites geoestacionarios, específicamente el GOES-12 (Geostationary Operational Environmental Satellite) lanzado el 23 de julio de 2001, como parte integral del programa GOES I a M de las agencias NASA y NOAA, posicionado en la intersección de la línea ecuatorial con los 75° W a treinta y seis mil kilómetros de la superficie terrestre aproximadamente, ha sido utilizado considerablemente en Colombia, pues permite a los receptores en tierra obtener imágenes cada treinta minutos en cinco canales, facilitando las tareas de diagnóstico, predicción inmediata y predicción a muy corto plazo en espacios superiores a mil metros. Las imágenes del GOES–12 en el canal uno, son producto de la dispersión de la radiación en un rango de longitud de onda de 0.52 micras a 0.75 micras, que ofrecen una resolución espacial de un kilómetro y se encuentran disponibles solamente en el día; los cuatro canales restantes se encuentran en el espectro infrarrojo, el canal dos conocido como ventana infrarroja de onda corta (3.78 micras a 4.03 micras), el canal tres o canal del vapor de agua (6.47 micras a 7.02 micras), el canal cuatro llamado también ventana infrarroja de onda larga (10.2 micras a 11.2 micras) y por último el canal cinco (12.9 micras a 13.7 micras), estos canales se encuentran disponibles las veinticuatro horas con una resolución espacial de cuatro kilómetros. El estudio de las imágenes del GOES-12 simplifica el análisis sinóptico, primer paso en el proceso de pronóstico, debido a que suministra información acerca del estado actual de la atmósfera, además que su canal visible permite diferenciar con facilidad la superficie terrestre, las nubes y el océano, el canal del vapor de agua representa la radiación emitida por este gas en la atmósfera alta y media y permite entender la dinámica atmosférica; la ventana infrarroja de onda larga se relaciona con la temperatura de la superficie radiante y por último, el canal dos se combina usualmente con el canal cuatro para detectar niebla en la noche. Respecto a la observación de las nubes desde la superficie terrestre, es necesario analizar los siguientes factores: la cantidad o fracción de la bóveda celeste cubierta por las nubes visibles; la altura definida como la distancia entre la superficie terrestre y la base de la nube; la dirección de donde proviene y la velocidad de desplazamiento; las alturas en las cuales se observan; y por último, se obtienen también datos, acerca del espesor óptico, es decir, qué tanto impide el paso de la luz solar. La meteorología por medio de los satélites polares y geoestacionarios enfrentó el problema de perspectiva local implícito en la observación de las nubes desde la superficie; los satélites polares con sus órbitas bajas (ochocientos kilómetros aproximadamente) pasan dos veces al día por un mismo punto obteniendo imágenes con alta resolución espacial, lo que facilita las tareas de diagnóstico, predicción inmediata (cero a dos horas) y predicción a muy corto plazo (dos a doce horas) en lo que Orlanski (1975) denominó microescala (menos de dos kilómetros); no obstante esta información no ha sido aprovechada ampliamente en Colombia, posiblemente por su escasa resolución temporal. 3 www.simfac.mil.co Figura 1. Imagen satelital canal cuatro con sobreposición de líneas de corriente. Nótese la circulación ciclónica asociada al sistema convectivo de mesoescala ubicado en la Costa Chocoana. Determinar la situación sinóptica requiere analizar en forma simultánea, tanto las imágenes satelitales como las familias de isopletas de los elementos meteorológicos reportados por estaciones en superficie (figura 1), esta integración brinda al especialista una Comisión Colombiana del Espacio perspectiva general de la situación meteorológica actual y le permite deducir el estado del tiempo en un área geográfica particular; herramientas como el procesamiento digital de imágenes y las series temporales, simplifican el proceso de análisis facilitando la identificación del tipo y la cantidad de nubes, al igual que la etapa del ciclo de vida de los fenómenos meteorológicos presentes; el personal altamente entrenado formula así predicciones inmediatas. Un componente importante en el análisis meteorológico es el relieve, el cual modula el comportamiento atmosférico en pequeñas escalas de espacio y periodos cortos de tiempo, e incluso en algunos casos puede asumir un rol predominante, ejemplos de ello son las brisas de mar–tierra y las brisas valle–montaña, por lo cual, se hace imperativo involucrar el factor geográfico en los procesos de producción de información meteorológica. La Fuerza Aérea Colombiana consciente de ello, involucró el factor geográfico en el Sistema de Información Meteorológica (Simfac), este conjunto de procesos sinérgicos establece una lógica para producir eficientemente información especializada, desde la captura de la unidad mínima de análisis, hasta la entrega al usuario final (Fuerza Pública) de un producto acorde con sus necesidades operacionales. En primera instancia a partir de las imágenes satelitales que cubren el hemisferio Americano (figura 2) se identifican los sistemas sinópticos activos, en el caso de estudio se observa la posición de la Zona de Confluencia Intertropical en su segmento pacífico al sur de los 4°N y en su segmento continental afectando el territorio colombiano al sur de los 3°N. Igualmente se observa el alta semipermanente del Atlántico Norte posicionada en el Mar Caribe al sur de Puerto Rico, secando la atmósfera de la Región Caribe y el Departamento de Arauca, siendo posible corroborar este análisis a través del informe internacional del NWS TPC (2009), quien con base en el análisis realizado a las observaciones de superficie de las 12:00 UTC informó que el área del Caribe al Este de los 80 grados Oeste estaba afectado por subsidencia de gran escala. Este descenso tan significativo del sistema de alta presión es también causado por la corriente en chorro que se encuentra atravesando el Golfo de Méjico con velocidades de 110 a 130 nudos. 2. Metodología Con la finalidad de mostrar algunas aplicaciones de las imágenes satelitales en el cumplimiento de la Misión de la Fuerza Pública, se desarrollará el “Briefing Meteorológico”, actividad rutinaria que el Centro Meteorológico Operacional de la Fuerza Aérea ejecuta para identificar sistemas sinópticos que modulan las condiciones de tiempo en Colombia y socializar el problema del día entre los meteorólogos de turno. 17 En el análisis sinóptico expuesto a continuación se emplearán solamente las siguientes fuentes de información: i. Corrida de la hora 00Z del día 16 de enero de 2009, proveniente del modelo WRF (Weather Research and Forecasting) adaptado por la Fuerza Aérea y operacional desde el año 2007. Figura 2. Imagen satelital (a) canal visible con efecto de realce a colores. ii. Imágenes meteorológicas del satélite Geoestacionario GOES-12 en el lapso de tiempo comprendido entre el 15 de febrero a las 16:15 hora local (HLC) hasta el 16 de febrero de 2009 a las 07:15 HLC, capturadas por el Sistema de Información Meteorológica Satelital de la Fuerza Aérea instalado en el Centro de Comando y Control de la FAC desde el año 2001. iii. Mensajes meteorológicos de aeródromo (METAR) y mensajes sinópticos (SYNOP), del día 16 de enero de las 04:00 HLC a las 07:00 HLC, información proporcionada por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), a través del Convenio Interinstitucional No 046-2004 MDN-FAC/IDEAM. iv. Informe meteorológico del National Weather Service NWP TPC del 16 de enero de 2009 a las 12:20 HLC. 3. Resultados y discusión El briefing meteorológico consiste en una exposición concisa dirigida a las tripulaciones del Centro de Comando y Control, a las Unidades Aéreas y a los meteorólogos de turno, esta reunión es precedida por el Señor General Segundo Comandante y Jefe de Estado Mayor de la FAC. Figura 2: Imagen satelital (b) canal infrarrojo con efecto realce a color, para el día 16 de enero de 2009 a las 05:45Z. Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Posteriormente, se analiza la imagen satelital para Colombia (figura 3) encontrando que la nubosidad más significativa sobre el territorio, que corresponde a la que se visualiza en color blanco de la imagen en la imagen del canal visible (figura 3a), y como rojo y verde en la imagen del canal infrarrojo (figura 3b), se encuentra afectando el Departamento del Chocó y el sur de la Región Orinoquía y la Región Amazónica. Figura 3. Imagen satelital (a) canal visible con efecto de transparencia. 18 la sobreposición de la imagen satelital con el análisis efectuado por el modelo numérico WRF de las condiciones atmosféricas a las 00z del 16 de enero de 2009 (figura 4), en el cual se observa el recurvamiento de los vientos Alisios del sureste al norte del Ecuador, que toman direcciones del sur con componente oeste favoreciendo el desarrollo de este sistema y fortaleciendo la convección, al adicionarse el efecto de las condiciones térmicas de las aguas cálidas del Océano Pacífico y la humedad proporcionada por él mismo. Figura 4. Imagen satelital canal infrarrojo del 16 de enero de 2009 a las 12:15 con sobre posición de líneas de corriente provenientes del modelo WRF corrida de las 00z del 16 de enero de 2009, hora de pronóstico 00. A partir de la sobreposición de la imagen satelital canal infrarrojo con las observaciones SYNOP (figura 5), se corrobora a través de la estación sinóptica ubicada en Quibdó, que el cielo está cubierto con presencia de estratocúmulos y altocúmulos y que ha estado cubierto desde la observación anterior; así mismo, que hubo caída de precipitación en el período de 24 horas anterior a las 12z del 16 de enero de 2009 con una medición de 0.1 milímetro. Así mismo, las estaciones ubicadas en Medellín y Armenia reportaron también cielo cubierto con presencia de nubosidad tipo cumuliforme y ocurrencia de lloviznas ligeras en la hora anterior; en general las estaciones del área reportaron valores de humedad relativa en superficie por encima de 85%. Figura 3. Imagen satelital (b) canal infrarrojo con efecto realce a color, para el día 16 de enero de 2009 a las 12:15Z. A partir del análisis efectuado a las imágenes satelitales que cubren el Hemisferio Americano, y teniendo en cuenta la información regional, es posible concluir que la nubosidad afectando el sur de la Región Orinoquía y la Región Amazónica es consecuencia de la posición de la Zona de Confluencia Intertropical continental. El fenómeno particular ubicado sobre el Departamento del Chocó, es conocido como complejo convectivo de mesoescala, y puede estar asociado con la activación de la Baja Anclada del Pacífico Colombiano Zea, J. (2003), aspecto que puede ser corroborado con Figura 5. Imagen satelital canal infrarrojo del 16 de enero de 2009 a las 12:15z con sobre posición de observaciones tipo SYNOP de 16 de enero de 2009 a las 12:00z en forma gráfica de modelo estación. Comisión Colombiana del Espacio 4. Conclusiones La nubosidad detectada en el sur de la región Orinoquia y en la región Amazónica está asociada con la Zona de Confluencia Intertropical, factores como la cantidad, la altura y el desplazamiento, pueden favorecer el desarrollo de cierto tipo de misiones características de la Fuerza Aérea. La experticia alcanzada por los Oficiales y Suboficiales que integran el Centro Meteorológico Operacional de la Fuerza Aérea Colombiana, ha permitido la creación de modelos conceptuales que representan los fenómenos meteorológicos propios del territorio nacional. Referencias Bibliográficas Con respecto a las condiciones detectadas en el área del Chocó, Valle del Cauca y Eje Cafetero, asociadas con la activación de la Baja Anclada del Pacífico Colombiano, se hace necesario el empleo de otras metodologías de análisis más precisas con que cuenta la Fuerza Aérea, las cuales facilitan la determinación del grado de afectación negativa. NWS TPC. (2009). Tropical Weather Discussion. National Hurricane Center, Florida. http://www.nhc.noaa.gov/text/MIATWDAT.shtml El empleo de las imágenes meteorológicas satelitales capturadas por el GOES–12, ha permitido a la Fuerza Aérea Colombiana entender el comportamiento de los fenómenos meteorológicos que afectan positiva o negativamente los teatros de operación, proporcionando a la Fuerza Pública una ventaja estratégica y táctica. OMM. (2000). Guía del sistema mundial de proceso de datos OMM Nº 305. pp. 259. Organización Meteorológica Mundial, Ginebra. uerza Aérea El Sistema de Información Meteorológica de la Fuerza Colombiana, SIMFAC, facilita al meteorólogo las tareas de diagnóstico y pronóstico, permitiendo la integración de múltiples fuentes de datos en un ambiente amigable. La Fuerza Aérea Colombiana ha propiciado el desarrollo de la meteorología aeronáutica nacional, fortaleciendo los lazos interinstitucionales con el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), la Unidad Administrativa Especial de Aeronáutica Civil (UAEAC), el Instituto Geográfico Agustín Codazzi y la Universidad Nacional de Colombia. OMM. (1993). Atlas internacional de nubes: Manual de observación de nubes y otros meteoros, volumen I, OMM - Nº 407. pp. 159. Organización Meteorológica Mundial, Ginebra. Orlanski, I. (1975). A rational subdivision of scales for atmospheric processes. Bulletin of the American Meteorological Society, volumen 56: pp. 527-530. American Meteorological Society, Estados Unidos. Santurette, P. & C. Georgiev. (2005). Weather analysis and forecasting: applying satellite water vapour imagery and potential vorticity analysis. pp. 179. Elsevier Academic Press, Amsterdam. Snellman, L. (1991). An Old Forecaster Looks at Modernization - Pros and Cons. National Weather Digest, volume 16, N° 4. Salt Lake City. Stanley, K. & H. Vonder. (1995). Satellite Meteorology: an introduction. pp. 466. Academic Press Limited, United Kingdom Zea, J. (2003). Baja Anclada del Pacífico. Meteorología Colombiana. 19 TECNOLOGÍA LIDAR APOYANDO LA GESTIÓN DE LA AUTORIDAD MARÍTIMA NACIONAL EN LAS ZONAS COSTERAS Capitán de Fragata Javier Ortiz Galvis1 Álvaro Martínez2 Carolina Páez3 Resumen La Dirección General Marítima administra los Bienes de Uso Público en las Costas Colombianas, propiciando un desarrollo sostenible y racional en este importante patrimonio de los colombianos. En cumplimiento de este objetivo, hace uso de la tecnología Lidar (Light Detection and Ranging) combinada con fotografía aérea digital para producir cartografía de alta resolución, como referente geográfico para determinar los límites geográficos de los Bienes de Uso Público costeros y realizar una adecuada administración de los espacios costeros. Sin embargo, en el camino se han inferido múltiples beneficios y usos potenciales que ofrece la información geoespacial colectada por esta tecnología, aportando innumerables beneficios en el ámbito social, económico, físico, fiscal, ambiental y de seguridad nacional, entre otros. Se pueden identificar usos en aplicaciones como: recreación de escenarios de inundación por ascenso del nivel medio del mar, actualización de la línea de costa, generación de planes de prevención y atención de desastres naturales, construcción de obras de ingeniería costera, análisis de la dinámica costera, identificación de vocación de uso de estos espacios, catastro, elaboración de cartografía operacional, entre otras. Palabras Clave: Lidar, Cartografía, Ortofotografía, Calentamiento Global, Ascenso del Nivel Medio del Mar. Abstract The General Maritime Directorate controls the use of public goods in the country coasts, promoting a rational and sustainable development of these areas. In pursuance of this objective, its using Lidar technology (Light Detection and Ranging) combined with digital air photography for the production of high-resolution mapping that will allow the determination of the geographical limits of the coastal public goods, in order to achieve a better administration of these coastal areas. However, other very important benefits have been achieved with the use of this technology that generates significant contributions for the Country in social, economic, physical, security and environmental aspects. Flood scenarios caused by sea level rising, coastline updates, generation of plans for the disaster prevention, coastal engineering development, military operational mapping and others can be identified by the use of Lidar technology. Keywords: Cartography, Lidar, Orthophotography, Global Warming 1 2 3 Oceanógrafo Físico, Dirección General Marítima, DIMAR. Cra 54 # 26- 50 CAN. Ingeniero Catastral y Geodesta, Especialista en Sistemas de Información Geográfica, Dirección General Marítima, DIMAR. amartinez@dimar.mil.co Ingeniera de Sistemas. Dirección General Marítima, DIMAR. Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Introducción Nuestro país es el único en Suramérica que posee costas en el océano Atlántico y Pacífico, siendo estas zonas de importancia a nivel económico, político y social, dada su utilización para actividades portuarias, el desarrollo industrial, la extracción de minerales, la producción de energía, la pesca, la acuicultura, el turismo, etc. La Dirección General Marítima –Dimar– dirige, coordina y controla las actividades marítimas en los términos que señala el decreto 2324 de 1984 y los reglamentos que se expiden para el cumplimiento, promoción y estímulo del desarrollo marítimo del país. Es posible presumir la necesidad de generar instrumentos y material cartográfico del litoral colombiano que muestre a nivel geográfico, la realidad actual de un territorio del que se presume en muchas ocasiones pero del que pocos se hacen participes. convertida de fotones a impulsos eléctricos y colectada por un registro de datos de alta velocidad. Los intervalos de tiempo de la transmisión a la colección son fácilmente calculados utilizando la fórmula de la velocidad de la luz, convirtiendo los intervalos de tiempo en distancia basados en información posicional obtenida de los receptores GPS instalados en la aeronave y la Unidad de Medición Inercial. Con software especializado se puede inspeccionar, manipular, analizar y distribuir los datos creados por el sensor Lidar, permitiendo obtener Modelos Digitales de Elevación (MDE) y Modelos Digitales de Terreno (MDT). Actualmente Dimar apoya su gestión en el uso de tecnologías espaciales para mejorar el conocimiento del territorio y contribuir a la seguridad y al desarrollo sostenible de Colombia. 1. Generalidades 22 A partir de factores como la intervención antrópica, asociada a la explotación bajo un contexto económico de diferentes potencialidades naturales y la respuesta a la interacción del oleaje, las mareas y las corrientes con las estructuras que conforman la costa, se hace necesario establecer normas especiales para el uso adecuado de esos espacios, así como disponer de medios que permitan controlar y administrar eficazmente su desarrollo, de manera que se conserve el carácter de bien de uso público otorgado por las leyes colombianas a las playas, terrenos de bajamar y aguas marítimas. Teniendo en cuenta el cumplimiento efectivo del decreto 2324 de 1984, se requiere la identificación del límite entre lo público y lo privado en los espacios geográficos sobre los cuales Dimar debe ejercer sus funciones, para lo cual, conceptos como la línea de más alta marea y el límite interno de la playa, cobran relevancia como elementos claves en la definición de la jurisdicción de la Autoridad Marítima Nacional. En el año 2005, Dimar inició el proyecto de mapeo tridimensional de los litorales colombianos a partir del uso de tecnología Lidar y fotografía aérea digital, para determinar los límites geográficos de los bienes de uso público costeros como insumo básico para la administración de las costas. El proyecto ha colectado y procesado datos geoespaciales tridimensionales de alta precisión e imágenes de diversas áreas de los litorales. Imagen 1. Arriba: Vista clasificación por elevación. Sector Bocagrande, Cartagena. Abajo: Perfil de Bocagrande, Cartagena. Gracias a que el sensor Lidar colecta datos posicionales (x, y) y de elevación (z) en intervalos predefinidos, se pueden generar vistas de perfil de las áreas cubiertas, en donde se puede observar las alturas de edificaciones, árboles, tipo de vegetación, estado de cables de conducción de energía eléctrica y demás elementos ubicados sobre la superficie terrestre. Lidar es una tecnología capaz de producir datos topográficos en zonas de vegetación densa. Partes del haz de luz son capaces de extenderse más allá del primer contacto con la parte superior de los árboles; teniendo en cuenta que cada haz tiene tres retornos, hay varias oportunidades para que este encuentre el terreno. La plataforma tecnológica utilizada por la Dirección General Marítima está compuesta por una aeronave tipo Cessna 402B, una unidad de GPS, una unidad de movimiento inercial, una unidad láser (sensor Lidar ALS 40 con espejo oscilante, pulso de frecuencia de hasta 83000Hz, ángulo de escaneo máximo de 75º y longitud de onda del pulso de 1064 µm), y cámara digital (Digital Airborne Camera System, dispositivo CCD, matriz interna de 4080 x 4080 y lentes de 55 y 80 mm). Las actividades desarrolladas para la captura de la información, son similares a las que involucra un proyecto fotogramétrico convencional (Plan de Vuelo, Ejecución de misiones, de recolección, post procesamiento, etc.), considerando otros elementos técnicos inherentes a los parámetros de operación del sensor Lidar. El sensor Lidar transmite pulsaciones de luz que reflejan al terreno y otros objetos de altura sobre la superficie. La pulsación de regreso es Imagen 2. Penetración en vegetación densa. (Verde = vegetación, Azul = construcciones, Café = terreno) Comisión Colombiana del Espacio Así mismo, la obtención de ortofotografías de alta resolución espacial de las costas colombianas le permite a Dimar obtener un inventario certero de las ocupaciones de los bienes de uso público. Imagen 4. Jurisdicción de DIMAR en Tumaco. Mapa no oficial con fines ilustrativos. 3. Experiencias exitosas Imagen 3. Ortofotografía Cartagena. 2. Situación actual Dimar en su gestión como Autoridad Marítima Nacional, ha emitido actuaciones administrativas mediante las cuales concede concesiones, autoriza permisos y/o obras sobre espacios costeros específicos, soportado en determinaciones parciales de los bienes de uso público, emitidos normalmente por peritos externos a la entidad. Sin embargo se presentan diferencias de criterios en la aplicación de los conceptos que manejan diferentes profesionales al respecto, puesto que algunos técnicos pueden definir la playa como “playa activa” y otros como una franja amplia que debe definirse entendiendo la evolución de la línea de costa en el tiempo. Por esta razón, la Dirección General Marítima ha reorientado sus esfuerzos y ha buscado apoyo en nuevas herramientas tecnológicas que le permitirán ubicar geográficamente los bienes de uso público sobre las costas colombianas. A través del desarrollo del proyecto conocido como “Definición Técnica de los Bienes de Uso Público en las Zonas Costeras”, utilizando técnicas de sensoramiento remoto como Lidar, es posible obtener información que agiliza el trámite de las diferentes solicitudes de los usuarios para uso y goce de los bienes de uso público de la Nación. La información colectada facilita la elaboración de estudios y conceptos técnicos que permiten tomar decisiones con mayor precisión en cuanto a la viabilidad de los desarrollos de proyectos en las zonas costeras. Cada actuación administrativa de Dimar se localiza geográficamente sobre la base cartográfica, permitiendo obtener un inventario espacial de la gestión de la Dirección General Marítima en los litorales colombianos. Una vez desarrolladas cada una de las variables que conforman el marco conceptual para la identificación de los bienes de uso público costeros, siguiendo los procedimientos y especificaciones técnicas definidas internamente para tal fin, se analiza integralmente la información proporcionada por cada variable, utilizando funciones de geoprocesamiento, a través de herramientas de software de Sistemas de Información Geográfica (SIG). Finalmente, se elaboran las cartas temáticas que muestran geográficamente la extensión de los bienes de uso público costeros. La problemática anteriormente mencionada, demandó todo el potencial investigativo y científico de la Autoridad Marítima Nacional, como elemento fundamental para realizar una adecuada administración de las zonas costeras, propiciando escenarios de desarrollo sostenible que actualmente demanda el país. La Dirección General Marítima buscó apoyo en nuevas herramientas tecnológicas, que le permitieran dar a conocer al país, cuáles son los bienes de uso público sobre las costas colombianas. Siendo Dimar la entidad pionera en la utilización de la tecnología Lidar en el país, durante el desarrollo del proyecto, ha identificado diversas utilidades que ofrecen los datos colectados por esta técnica de sensoramiento remoto. A partir de los Modelos Digitales de Elevación (MDE), elaborados de acuerdo a parámetros preestablecidos que permiten densidades de datos por metro cuadrado por el orden de 25cms, es factible evaluar cotas de inundación con un alto grado de exactitud. Esto permite la obtención de cartografía precisa y detallada de áreas susceptibles a sufrir inundaciones, constituyéndose en uno de usos más significativos con relación a la tecnología Lidar. En los últimos años, las inundaciones se han convertido en el riesgo natural con mayor incidencia e impacto en los aspectos físicos y económicos de las zonas costeras; su persistencia radica en diferentes eventos, que pueden ser de origen meteomarino, tectónico (tsunamis), asociados al calentamiento global, entre otros. No obstante y pese a la creciente necesidad de estudiar y analizar detalladamente el comportamiento de las posibles áreas susceptibles de inundación, no se cuenta con cartografía de riesgo que contribuya al uso racional del espacio. Al conocer y prever los eventos que pueden afectar un espacio geográfico determinado, se pueden minimizar daños a la población y a sus bienes, así como a infraestructuras y ecosistemas, generando procesos de planificación y urbanización coherentes y acordes a las necesidades de las comunidades implicadas. Teniendo en cuenta que gran parte de los espacios costeros colombianos son terrenos bajos con zonas de manglar contiguo, ubicados cerca del nivel del mar, se facilita la identificación de áreas que pueden afectarse directamente por el ascenso del nivel del mar. 23 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra La imagen 5 muestra una simulación en 3D de un posible ascenso del nivel medio del mar en un sector de Santa Marta; sin embargo, se puede observar que existen zonas muy bajas vulnerables incluso al actual nivel medio del mar. de obra, por parte del área de litorales, derivada del conocimiento certero de la jurisdicción de Dimar y del tipo de bien de uso público, sobre el cual se adelanta el trámite. Conocer los litorales colombianos, cuantificando las poblaciones asentadas y sus características, incluyendo la ubicación y actividades marítimas que se realizan, como punto de partida para administrar las zonas costeras, como fundamento en la elaboración de Planes de Ordenamiento Territorial (POT), Planes de Expansión Portuaria (PEP), así como para los entes responsables del análisis de riesgos y manejo ambiental. Los datos tridimensionales obtenidos son el insumo para la elaboración de estudios y conceptos técnicos que permiten tomar decisiones acertadas en cuanto a la viabilidad de proyectos multitemáticos en las zonas costeras, propiciando un desarrollo sostenible. Imagen 5. Playa Salguero, Santamarta. Simulación de elevación del mar a 1 mt. El ascenso del nivel del mar puede causar la inundación de planicies y pantanos costeros y el represamiento del drenaje natural y artificial, y esto significará el aumento del nivel en las marismas asociadas a las ciénagas costeras, en algunas de la cuales se han levantado barrios marginales que serían inundados. 4. Conclusiones 24 La información geoespacial colectada aporta al fortalecimiento de la Autoridad Marítima Nacional, al permitir conocer certeramente los espacios geográficos sobre los cuales debe ejercer las funciones que la ley le ha encomendado. La cartografía tridimensional de los espacios costeros atiende la necesidad de estudiar detalladamente el comportamiento de áreas costeras susceptibles de inundación por ascenso del nivel del mar, permitiendo la identificación de áreas seguras para el desarrollo de proyectos turísticos, portuarios, ubicación de obras de protección costera, infraestructura de servicios, entre otros. El proyecto ha tenido reconocimientos nacionales e internacionales, como el “Premio Excelencia en Ingeniería” otorgado por el Concejo Americano de Compañías de Ingeniería del Estado Colorado, en la categoría de tecnologías de mapeo y mediciones; el reconocimiento nacional por los aportes de la Autoridad Marítima en el área de sensores remotos en el marco de la Semana Geomática 2007, otorgado por la Unión Europea y el Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Referencias Bibliográficas El país es pionero a nivel de Suramérica en la utilización del sensor Lidar para mapear tridimensionalmente las costas colombianas, aportando a la generación de datos fundamentales en el marco de la Infraestructura Colombiana de Datos Espaciales. Documento “Procedimiento Técnico para la Generación de la Base Cartográfica Digital”, de la División de Litorales y Áreas Marinas. Los resultados de este proyecto tienen un gran contenido social ya que le permitirá a cualquier ciudadano conocer las áreas del litoral que están bajo dominio público y determinar su vocación de uso e inversiones futuras, facilitarán igualmente el cumplimiento de funciones de otras instituciones tales como el Ministerio de Transporte, Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial y al Ministerio de Comercio, Industria y Turismo. CIOH, 2003, http://www.cioh.org.co/index.php?option=com_content&task=sectio n&id=6&Itemid=100 [Consulta realizada el martes 23 de septiembre de 2008]. Los productos resultantes le permitirán a Dimar, mayor agilidad en los trámites de concesiones, permisos de construcción y autorizaciones http://www.cce.gov.co/web/guest/inicio [Consulta realizada el martes 23 de septiembre de 2008]. http://www.merrick.com/servicelines/gis/espanol/lidar.aspx [Consulta realizada el martes 23 de septiembre de 2008]. http://www.cccp.org.co/modules.php?name=Content&pa=showpag e&pid=2 [Consulta realizada el martes 23 de septiembre de 2008]. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN EN DESARROLLO SATELITAL Y APLICACIONES EN EL TEMA DE OBSERVACIÓN DE LA TIERRA Iván Darío Gómez Guzmán1 Eduardo Posada2 Lilia Patricia Arias Duarte3 José E. García4 Resumen El desarrollo de tecnologías espaciales, permite al Estado colombiano apoyar las diferentes funciones institucionales a nivel nacional, así como contribuir a los lineamientos y directrices de las políticas nacionales para el desarrollo sostenible del país; por tal motivo, se planteó la creación de un cuerpo investigador altamente calificado que determine su viabilidad e impacto, además de otros factores sustanciales para la adquisición de una plataforma satelital que provea información de la cobertura terrestre del territorio nacional por medio de sensores remotos. Palabras clave: Observación de la Tierra, Percepción Remota, Sensores Remotos, Desarrollo Satelital, Ciencia, Tecnología. Abstract The space technology development will be able to contribute to the country the capacity to support different national institutional functions, besides following the guidelines of the national policies for sustainable development of the country, therefore the creation of a high qualified body research with the capacity to determine its viability and impact, besides other substantial factors, for the acquisition of satellite platform with the main function of provide information of the national territory land cover by remote sensors. Keywords: Earth Observation, Remote Sensing, Remote Sensors, Satellite Development, Science, Technology. 1 2 3 4 Economista. Director General , Instituto Geográfico Agustín Codazzi, IGAC, idgomezg@igac.gov.co Físico, Matemático Ph.D. en ciencias. Presidente Centro Internacional de Física, CIF, eposada@cif.org.co Ingeniera Catastral y Geodesta. Ph.D. en Informática, Jefe CIAF, Instituto Geográfico Agustín Codazzi, IGAC, liliaparias@igac.gov.co M. Sc. Física. Director Grupo de Ingeniería Satelital, Centro Internacional de Física,-CIF, jose.garcia@cif.org.co Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Introducción La adecuada apropiación en ciencia, tecnología e innovación, es vital para el aumento en la calidad de vida de la población en general, en razón a que aporta a la competitividad del capital humano e intelectual de la sociedad, mediante actividades de investigación y desarrollo. La Comisión Colombiana del Espacio –CCE– fue creada mediante el Decreto Presidencial 2442 del 18 de julio de 2006, como el órgano responsable de la formulación de la política nacional concerniente a la ciencia y tecnología espacial en Colombia, así como de la coordinación, planeación y desarrollo de proyectos relacionados con este campo. 28 potenciales e incorporarlas como determinantes fundamentales tanto de los procesos de desarrollo como de ocupación del territorio”5. En tal sentido, el Estado colombiano reconoce la importancia de la utilización de las tecnologías espaciales para apoyar la labor de las diferentes entidades nacionales y territoriales, además de seguir los lineamientos y directrices de las políticas nacionales para el desarrollo sostenible del país. Lo anterior evidenció la necesidad de crear un cuerpo investigador capaz de generar procesos para la obtención de conocimiento y la evaluación de posibilidades de construir en el territorio nacional una plataforma satelital, con la función principal de observar la Tierra por medio de sensores remotos, entre los que se encuentra un sensor óptico de alta resolución espacial. El Instituto Geográfico Agustín Codazzi –IGAC– en su calidad de Secretaría Ejecutiva de la CCE, promueve acciones entre las entidades que coordinan y participan en los siete grupos de trabajo de la Comisión: Telecomunicaciones; Navegación Satelital; Observación de la Tierra; Astronomía, Astronáutica y Medicina Aeroespacial; Asuntos Legales y Políticos; Gestión del Conocimiento y la Investigación y la Infraestructura Colombiana de Datos Espaciales –ICDE–. Sin embargo, es relevante determinar la posibilidad de desarrollar un sensor de radar como complemento al proyecto satelital inicial para la plataforma satelital colombiana, teniendo en cuenta las características ambientales y físicas del territorio nacional, que en ocasiones complejiza la obtención de información requerida por los correspondientes estudios y aplicaciones para la toma de decisiones. Dentro de los proyectos estructurantes de la CCE, el Grupo de observación de la Tierra puso en marcha el Programa de Investigación en desarrollo satelital y aplicaciones en el tema de observación de la Tierra, que busca plantear herramientas, metodologías y mecanismos pertinentes para el abastecimiento de plataformas tecnológicas. 2. Fases del programa de investigación Estas plataformas otorgan un grado de autonomía al país respecto a la obtención de información de la cobertura de la Tierra, a través de imágenes provistas por sensores remotos, para el estudio de aplicaciones puntuales en el área agricultora, forestal, comercial, medioambiental, geológica, hidrológica; de ocupación, uso y cobertura del suelo; cartográfica y oceanográfica, entre otros; posibilitando un mayor conocimiento del territorio nacional. 1. Fundamento del programa de investigación Las múltiples utilidades que ofrece la teledetección han incrementado la demanda de imágenes de sensores remotos. Diferentes entidades del orden nacional y organizaciones del sector privado encuentran en la percepción remota, una herramienta básica para la toma de decisiones acertadas, la consecución de mejores resultados, así como para el incremento de la producción y el valor agregado; y en suma, es esencial para el desarrollo sostenible del país. Según el Plan Nacional de Desarrollo “La gestión ambiental y del riesgo en Colombia, deben ser parte fundamental de la construcción social del territorio, entendida como la relación que las personas establecen con su comunidad y con el medio en el que habitan, relación en la que configuran y reconfiguran los espacios geográficos de la Nación. Así, ordenar el territorio implica, ante todo, ordenarlo ambientalmente, garantizándole calidad de vida a las comunidades y el mantenimiento de una base de recursos que permita su desarrollo sostenible. Este uso racional de los recursos requiere evaluar los factores de riesgo del territorio, es decir, conocer las amenazas existentes y Dentro del Programa de Investigación Satelital se contemplaron tres fases de ejecución relacionadas a continuación: Fase I: Estructuración del Programa de Investigación Satelital en Colombia, que permitirá establecer capacidades investigativas, adelantar acciones de fortalecimiento mediante la cooperación internacional y la capacitación del capital humano del país, así como proyectar a largo plazo el desarrollo satelital en Colombia. Esta fase ya está finalizando. Fase II: Diseño, construcción y puesta en órbita de un satélite colombiano, sustentado en el análisis del estado del arte en tecnologías satelitales y aplicaciones para la observación de la Tierra en Colombia, junto con las especificaciones técnicas ajustadas a las condiciones geográficas, socio-ambientales y económicas del país. Fase III: Desarrollo de aplicaciones de investigación con el prototipo satelital. Es una etapa que debe ejecutarse de forma paralela por cuanto contempla la planificación de la información obtenida mediante los sensores remotos; permitirá establecer los requerimientos y adoptar la plataforma técnica y humana necesaria en la captación, procesamiento, almacenamiento, distribución y reutilización de la información geoespacial como soporte a la toma de decisiones a nivel nacional. 3. Estructura organizacional del proyecto Para el desarrollo del programa se estableció una estructura organizacional conformada por tres grupos de trabajo, que interactúan de forma multidisciplinaria en la creación, fortalecimiento, administración y transferencia del conocimiento, permitiendo un importante avance en función del objetivo principal: que Colombia optimice capacidades técnicas y científicas en desarrollo satelital y aplicaciones en el tema de Observación de la Tierra. 5 Plan Nacional de Desarrollo Estado Comunitario - Desarrollo para todos. Comisión Colombiana del Espacio El Grupo de Ingeniería Satelital es el responsable de la parte técnica e instrumental del programa, encargado del estudio de los sistemas de potencia de la plataforma satelital, del control y navegación del mismo, a fin de intercambiar datos e información entre los subsistemas y conocer la posición del satélite artificial respecto a la Tierra. De igual forma, el satélite requiere de una serie de sistemas de cómputo a bordo y de una estructura rígida proveniente de materiales adecuados que garanticen el óptimo funcionamiento de cada uno de los componentes del satélite. Por otra parte, las comunicaciones entre la plataforma espacial y el control en Tierra, son importantes, dado que permiten el monitoreo del sistema y descarga de información que en este caso son las imágenes tomadas a la superficie terrestre. Finalmente, la carga útil o payload6 es un sensor remoto cuyas características técnicas, al igual que la de todos los componentes mencionados anteriormente, será objeto del estudio de viabilidad técnica y económica, a la vez que definirán las acciones para su desarrollo. El Grupo de Aplicaciones cumple la función de determinar las principales temáticas y aplicaciones exigidas para el uso de sensores remotos; teniendo en cuenta que, las características físicas y naturales de Colombia, exigen una adecuada gestión y uso de los recursos naturales de forma que se garantice la sostenibilidad y permanencia a largo plazo. Además de identificar las aplicaciones prioritarias sujeto de teledetección para el país, se debe realizar un balance sobre la tecnología adecuada para cumplir los requerimientos del país en estas temáticas. En este sentido, deben precisarse los sensores, el hardware, software, y demás dispositivos que se ajusten a las exigencias nacionales y que ofrezcan una mejor relación costo –beneficio en el procesamiento de las imágenes, evaluando su potencial y posibles limitaciones. Para terminar, el Grupo de Gestión del Conocimiento está encargado de apoyar la gestión del programa, al establecer estrategias de cooperación y capacitación para direccionar eficazmente la actividad investigativa en temas espaciales, al igual que brindar soporte económico y administrativo en cada una de sus fases. Este grupo también está a cargo de la administración documental generada por los temáticos de los grupos, que deben ser publicados y transferidos a la comunidad científica y académica nacional e internacional, en el marco de la Comisión Colombiana del Espacio –CCE–7, empleando la denominada Plataforma del Conocimiento. Para lograr los objetivos anteriores, es necesario definir los lineamientos políticos afines a las regulaciones internacionales enfocadas a la Observación de la Tierra, que direccionen las decisiones nacionales correspondientes, razón por la que este grupo ha realizado aproximaciones que evidencian la importancia de las tecnologías aeroespaciales, en documentos tales como Visión Colombia 2019, entre otros. 6 7 Según su denominación anglosajona. Portal Comisión Colombiana del Espacio, CCE. www.cce.gov.co 4. Descripción de los principales avances y logros Grupo de Ingeniería Satelital El grupo definió las áreas temáticas necesarias para hacer un planeamiento efectivo, técnico y tecnológico de la primera misión satelital colombiana de observación de la Tierra, las cuales se describen a continuación: i. Sistemas de percepción remota Estos sistemas tienen la capacidad de obtener información de objetos, áreas o fenómenos a través del análisis de datos adquiridos por instrumentos de percepción remota que no están en contacto directo con el objeto, área o fenómeno bajo investigación. Estos instrumentos adquieren datos que contienen rasgos y características de la superficie terrestre, captados a través de la emisión y reflexión de la energía electromagnética proveniente principalmente del sol, después los datos son procesados y analizados con el objetivo de proveer información detallada de los recursos presentes en el área física de investigación. ii. Sistema de Comunicaciones Un satélite de observación de la Tierra produce gran cantidad de información que debe ser transmitida utilizando ondas de radio en las bandas de microondas. Esta información proviene principalmente de los sensores de percepción remota como también, de los sistemas internos de telemetría y control del satélite. A su vez el segmento terreno necesita transmitir órdenes de telemetría y control del satélite a través de canales de comunicación de diferentes anchos de banda especificados para tal fin. iii. Diseño y simulación de la órbita La fuerza dominante en el movimiento de un satélite que orbita la Tierra, es la fuerza de atracción gravitacional. Sin embargo, cuando se pretende calcular dicha órbita con mayor precisión existen adicionalmente otro tipo de fuerzas, que aunque tienen un efecto mucho menor, con el tiempo pueden llegar a cambiar notoriamente la órbita. Este tipo de fuerzas reciben el nombre de fuerzas perturbativas. El modelo físico que se ha planteado para simular la dinámica orbital de un satélite sincrónico con el Sol, tiene en cuenta solamente la fuerza de atracción gravitacional terrestre y las deformaciones del campo gravitacional debidas a la forma de geoide del globo terráqueo (dicha contribución es la más importante en satélites de órbita baja y origina, como aparece más adelante, los fenómenos de precesión en satélites sincrónicos con el Sol). La principal utilidad de las órbitas sincrónicas con el sol radica en la capacidad de mantener los parámetros de revisita y cobertura geográfica estables en el tiempo, lo cual, garantiza unas condiciones de iluminación favorables de las imágenes tomadas y permite hacer planificación de la toma de imágenes y de los enlaces de comunicaciones con el satélite de manera uniforme a lo largo del tiempo de vida de la misión. iv. Sistema de control El sistema de control de un satélite o sistema AD&CS Attitude Determination and Control System, es el sistema encargado de 29 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra mantener la órbita y de controlar la orientación (attitude) del satélite. El sistema de control se encarga de dos tareas, que si bien están relacionadas, utilizan diferentes aproximaciones y se rigen por diferentes políticas: determinación y control de la órbita o navegación, y determinación y control de la orientación o actitud (attitude). información acerca de cuáles son los materiales de última tecnología desarrollados para la industria aeroespacial, ayuda a una selección más adecuada para la fabricación de componentes más eficientes. El control de navegación se encarga del movimiento de traslación del satélite, de mantener la posición del satélite alrededor de la órbita y de proporcionar elementos que permitan determinar en cualquier momento los parámetros orbitales del satélite, tales como su posición y velocidad. Conocer estos elementos es vital para el planeamiento de misiones y comunicarse con el satélite, ya sea para realizar acciones de control o para descargar información de los sensores del satélite. Los satélites colocados en órbita baja pueden necesitar sistemas de propulsión para compensar la fricción generada por el rozamiento atmosférico y así poder mantener la altura de la órbita inicial, en la cual fue colocado el satélite y evitar una muerte prematura de la misión. Los sistemas de control de attitude requieren también emplear pequeños propulsores (thrusters8) para el control directo o para ajustar el momento angular del satélite. Finalmente para asegurar la re-entrada “de-orbit” del satélite hacia la atmósfera muy baja (alrededor de los 100 km) se deben utilizar los sistemas de propulsión. El control de orientación o actitud (attitude) se encarga de determinar y controlar la orientación del satélite en el espacio. Conocer y controlar la orientación del satélite en el espacio es importante no solo para apuntar la carga útil (en nuestro caso los sensores de observación de la Tierra) hacia donde se desee observar, sino para mantener las comunicaciones en la dirección de las estaciones terrenas, los paneles solares en dirección del sol, el equipo sensible a la radiación solar lejos del sol, entre otros. v. Sistema de cómputo 30 Los sistemas de cómputo en misiones satelitales son subsistemas críticos para su éxito y por lo tanto son sometidos a rigurosas pruebas que garanticen los más altos estándares de confiabilidad y resistencia a fallos. Es por esto que, la tecnología a bordo de éstas, se encuentra atrás varios años con respecto a las ofertas comerciales para sistemas que funcionan en medios menos hostiles, es decir en Tierra. Por otra parte, la resistencia a interferencias electromagnéticas conduce a que el tamaño de los circuitos limiten los niveles de integración en tecnología semiconductora. vi. Sistema de potencia El subsistema de potencia para un satélite de observación de la Tierra, incluye tres componentes fundamentales, las baterías, las celdas solares y el sistema de distribución de potencia. El desarrollo de estos dispositivos ha evolucionado considerablemente en la última década y tanto su desempeño como eficiencia permiten la construcción de satélites con poca masa, esto se debe principalmente al desarrollo de nuevos materiales que han permitido la construcción de baterías muy livianas y con alta capacidad de corriente, y de celdas solares con materiales policristalinos combinados con lentes especiales que han aumentado significativamente su eficiencia. vii. Sistema estructural Un sistema estructural inicialmente abarca el tema de los ambientes o entornos a los cuales se somete el satélite y que afectan su desempeño. Debido a que las condiciones del entorno generan requerimientos a los componentes del satélite, es importante para la mecánica satelital conocer este tema. El área de los materiales es otro tópico de importancia para la mecánica satelital, contar con viii. Sistema de propulsión Grupo de Aplicaciones Tomando como referencia información recopilada por el IGAC9 y SELPER10 en los años 2003 y 2004, durante la primera fase del Proyecto se elaboró el diagnóstico de las necesidades y aplicaciones de los Sensores Remotos para el país, con el objeto de adquirir información relevante para determinar los requerimientos técnicos más adecuados para el Satélite Colombiano de Observación de la Tierra, identificar áreas temáticas prioritarias para los diferentes sectores del país en relación al uso de sensores remotos y definir lineamientos para el Plan Nacional de Observación de la Tierra. Como marco general, durante la investigación se realizó el estado del arte sobre las posibilidades de uso de los sensores remotos a nivel mundial, teniendo en cuenta los enfoques y áreas de investigación de los Sistemas de Observación de la Tierra existentes, las tecnologías disponibles y mediciones realizadas por los sensores en órbita, los métodos de procesamiento desarrollados y las aplicaciones particulares en diferentes áreas temáticas. En el contexto nacional y como punto de partida para determinar el uso y requerimientos para el país, se revisaron las políticas y prioridades del Estado, los tratados y compromisos internacionales suscritos por Colombia y las funciones y proyectos de las entidades principales de cada sector en los que los sensores remotos pueden aportar información. Con esta base investigativa, y mediante el desarrollo de encuestas y talleres se consultó a diferentes sectores del país sobre el uso que se le da a los datos de los sensores remotos y las necesidades, dificultades actuales y requerimientos en cuanto a tecnologías, procesamiento y aplicaciones de dicha información. Como resultado de todo el proceso, se definieron 36 áreas temáticas de aplicación de los datos de sensores remotos prioritarias para el país (figura 1). 8 9 10 Con este nombre también se conocen los sistemas de propulsión de un satélite. El Instituto Geográfico Agustín Codazzi realizó una encuesta para diagnosticar el uso de las imágenes de satélites entre las entidades gubernamentales, privadas y universidades del país. Sociedad Latinoamericana de Especialistas en Percepción Remota y Sistemas de Información Geográfica (SELPER). SELPER realizó un Estudio de Factibilidad de Alternativas Existentes para la obtención de Imágenes de Satélite en Colombia, para identificar la mejor alternativa de inversión en la adquisición de datos de sensores remotos, como parte del Convenio de Financiación entre la República de Colombia y la Comunidad Económica Europea (CEE). E c os i s te ma s y bi odi ve rs i da d A tmos fe ra – Me te orol og í a - C l i ma P i s c i c ul tura y pe s c a B i oc ombus ti bl e s E ve ntos s i s mote c tóni c os Vol c a ne s S e qui a Fe nóme nos a tmos fé ri c os I nc e ndi os H i droc a rbur os Mi ne rí a S a l ud públ i c a E me rg e nc i a s s a ni ta ri a s C ul ti vos i l í c i tos D e fe ns a A yuda huma ni ta ri a E ne rg í a hí dri c a E ne rg í a s a l te rna ti va s PLANIFICACIÓN URBANO REGIONAL GESTIÓN DEL RIESGO I nunda c i one s RECURSOS MINERALES Y ENERGÉTICOS S ue l o Re moc i ón e n ma s a SALUD S i l vi c ul tura E pi de mi ol og í a SEGURIDAD Y DEFENSA Oc é a no y z ona s c os te ra s P e c ua ri o T ra ns porte I nfra e s truc t ur a INFORMACION BÁSICA Re c urs o hí dri c o A g rí c ol a SISTEMAS PRODUCTIVOS GESTIÓN AMBIENTAL Comisión Colombiana del Espacio G e ol og í a y g e omorfol og í a C a rtog ra fí a ba s e C obe rtura y us o de l a T i e rra P roduc c i ón e s ta dí s ti c a C a ta s tro Cambio climát ico Or denamient o t er r it or ial Figura 1. Áreas temáticas de Aplicación de las tecnologías de observación de la Tierra definidas para Colombia en el marco del “Programa de Investigación en Desarrollo Satelital y Aplicaciones en el Tema de Observación de la Tierra” En el diagnóstico se hicieron evidentes los requerimientos particulares de cada entidad y sector respecto a los datos provenientes de los sensores remotos. A pesar de los problemas de nubosidad del país, se consideró prioritario el uso de las imágenes de tecnologías satelitales ópticas multiespectrales, pues los datos de RADAR aún no cuentan con una apropiación masiva ni un gran número de aplicaciones operativas en el país. Las resoluciones espaciales requeridas se encuentran en un amplio rango, desde el nivel submétrico en temas de transporte, infraestructura, riesgos y cartografía detallada, hasta escalas más regionales (20 – 30 m) para el seguimiento de procesos en áreas extensas de territorio como el monitoreo de la Amazonía. El desarrollo de cartografía sobre cobertura y uso del suelo a partir de esta tecnología es un requerimiento común de todos los sectores consultados, evidenciando la necesidad de llegar a escalas 1.25.000 o más detallada para el cumplimiento de funciones y proyectos de escala regional y local; para este caso se señaló en particular el alto costo que tienen las imágenes que permiten trabajar a estas escalas. En cuanto a las necesidades de actualización de los datos, es prioritario contar con información actualizada constantemente, que permita el monitoreo periódico del estado de la cobertura terrestre. Para el tema específico de la prevención y atención de desastres se requieren imágenes de manera inmediata ante una eventualidad. Los requerimientos identificados señalan la conveniencia de tener un sistema propio de observación de la Tierra para atender muchas de las necesidades del país respecto a los datos provenientes de sensores remotos : i) obtener imágenes de una resolución adecuada con reducción en los costos; ii) contar con información periódica actualizada; iii) tener autonomía para la toma de imágenes en sitios prioritarios en caso de emergencia u otras eventualidades; iv) aumentar la probabilidad de obtener imágenes sin cobertura de nubes con la toma constante, y v) tener acceso a imágenes de otros satélites complementarios mediante la cooperación e intercambio con otros países o agencias espaciales. De esta forma, teniendo en cuenta la información recopilada con las instituciones, se determinaron las especificaciones técnicas generales que podría tener un Satélite de Observación de la Tierra Colombiano (tabla 1). 31 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Tabla 1. Especificaciones técnicas generales para un Satélite de observación de la Tierra de acuerdo a las prioridades y necesidades de las instituciones en el país CARACTERÍSTICA Sensor Bandas Resolución temporal Resolución espacial ESPECIFICACIÓN Óptico Cinco. Multiespectral (azul, verde, rojo, infrarrojo cercano y pancromático) Revisita de aproximadamente 15 días 1.25 m a 2.5 m en pancromático, 5 a 10 m en multiespectral Grupo Gestión del Conocimiento A través de la historia, muchos teóricos han querido estimar la influencia de la innovación tecnológica al desarrollo económico, contemplada como variable dinámica o residual de múltiples modelos. Tal es su importancia, que algunos académicos como Carrillo (2003), se han referido al Desarrollo Basado en Conocimiento como la unión de la disciplina económica con la administración del conocimiento y su proceso generador de valor. En tal sentido, se destaca al conocimiento, como aquel recurso que poseen todas las organizaciones tanto públicas como privadas, y por su maleabilidad se constituye en un activo imprescindible para las mismas dado que el conocimiento se puede generar, almacenar, utilizar, movilizar y desarrollar, es decir, gestionar de diferentes formas. 32 De esta manera señalan Hidalgo y León (2006), “la evolución desde una perspectiva del proceso de innovación tecnológica basada en redes científicas y tecnológicas a otra basada en redes sociales ha sido consecuencia del desafío de transformar información en conocimiento”. Lo anterior, demanda una adecuada gestión del flujo de información y conocimiento alrededor del proyecto, por la interacción multidisciplinar que se requiere estableciendo directrices claras en materia de capacitación, investigación, desarrollo e innovación y de cooperación, de tal forma, que se encadenen esfuerzos interinstitucionales, regionales y sectoriales, conforme a las necesidades del proyecto y de la Nación, en el campo de las tecnologías espaciales que serán consignados en el documento Plan de Gestión del Conocimiento 2009-2012. Por otra parte, como herramienta para facilitar la difusión, el acceso y la interoperabilidad11 de factores fundamentales, en la consecución de cualquier proyecto de integración de entidades, se forja la Plataforma del Conocimiento. Esta se encuentra construida en software libre ofreciendo al usuario de forma práctica e integrada, el acceso a recursos y servicios basados tanto en información corporativa como geográfica, resolviendo, en gran medida, el problema de la conexión entre los repositorios de datos y los usuarios de la información. Todo lo anterior es posible gracias a la utilización de servicios Web 2.012, que constituyen un valor agregado, creando un canal de comunicación amplio, accesible y fácil de usar con herramientas vanguardistas que permitan la interactividad, consolidando una 11 12 Interoperabilidad se define como la condición mediante la cual sistemas heterogéneos pueden intercambiar procesos o datos. “…La web dos punto cero podría definirse como la promesa de una visión realizada: La Red –La internet con mayúscula o minúscula, que se confunde popularmente con la propia web-convertida en un espacio social, con cabida para todos los agentes sociales, capaz de dar soporte a y formar parte de una verdadera sociedad de la información, la comunicación y/o el conocimiento”. Fumero Antonio, Roca Genís. Web 2.0. Fundación Orange. mayor participación de los usuarios, entidades y demás. Esto permite observar los servicios, no solo como un conjunto de prestaciones y tecnologías, sino como algo mucho más ambicioso, una verdadera actitud. De igual manera, en el proceso de transferencia del conocimiento y de tecnología, que garantice una adecuada difusión de resultados de investigación científica y la generación de una cultura científica, se deben aprovechar los nuevos formatos de comunicación existentes conocidos como TIC13 para trasladar correctamente a la sociedad los avances científicos y tecnológicos. Es por eso que se incluye como estrategia clave el desarrollo y administración de un telecentro para compartir contenidos temáticos de áreas de conocimiento específicas correspondientes al proyecto, dinamizando las redes de la sociedad del conocimiento y promoviendo la convergencia tecnológica para el desarrollo social y comunitario de la nación. Por otra parte y para concluir, los avances del grupo de gestión del conocimiento se exponen en el documento que ha sido trabajado de manera conjunta con la Dirección Nacional de Planeación-DNP Colombia Visión 2019: Hacia una política pública espacial colombiana, que pretende promover la articulación de actores y la consecución de presupuesto para llevar a cabo planes, programas y proyectos en esta materia; de la misma manera, se plasmaron los lineamientos para la observación de la Tierra y para la gestión de la información geoespacial que para este caso se derivaría del satélite colombiano. 5. Conclusiones Las áreas temáticas con las cuales el grupo de Ingeniería Satelital (IS) se ha conformado a través de la investigación desarrollada en tecnología satelital, han sido definidas con el objeto de especificar los términos de referencia de un satélite de observación de la Tierra. Estas áreas son: sistemas de percepción remota, sistema de comunicaciones, diseño y simulación de la órbita, sistema de control, sistema de cómputo, sistema de potencia, sistema estructural y sistema de propulsión. La definición de una primera misión satelital para Colombia requiere de una larga fase de estudio y planeamiento para diversas áreas del conocimiento. En lo que se refiere específicamente a la parte de ingeniería satelital, la definición de cada uno de los subsistemas es definitiva en el éxito de la misión. Estas tecnologías involucran un gran espectro de conocimiento tecnológico que podrá ser transferido, en el proceso de adquisición del satélite y que deberá posteriormente ser desarrollado por universidades y centros de investigación del país. Este desarrollo, 13 La sigla traduce Tecnologías de la Información y de la Comunicación. Comisión Colombiana del Espacio como ha sucedido en otros países, permitirá la construcción de partes del satélite de una segunda misión que desde ya se ve como necesaria para completar el espectro de necesidades de información de percepción remota para el país. Partiendo de la identificación de necesidades de uso de sensores remotos del país, las entidades convocadas expresaron que el país debe fortalecerse en los siguientes aspectos para el tema de observación de la Tierra: i. Masificación del uso de las imágenes y datos de sensores remotos a diferentes entidades del país de nivel nacional, regional y local, mediante la capacitación y uso de tecnologías como el software libre y los geoservicios. ii. Investigación, desarrollo y validación de las posibilidades de las aplicaciones de los datos provenientes de sensores activos: Radar y Lidar, y profundización en el uso de los datos de sensores ópticos. iii. Optimización en el intercambio y uso común de imágenes de sensores remotos entre las diferentes entidades del país. Al respecto, existen ya en el marco de la CCE, dos estrategias para dar respuesta a estos requerimientos14. iv. Integración de la información con datos in-situ en las diferentes temáticas de aplicación. El conocimiento es una variable que ha sido evaluada por varios teóricos a lo largo de la historia para explicar el desarrollo acelerado de algunas economías; sin embargo, el conocimiento por sí solo no es agente dinamizador de dicho proceso, en tal sentido, se deben plantear mecanismos pertinentes que permitan mantener la tendencia creciente del capital intelectual y de cada uno de sus componentes, mediante actividades de capacitación que contemplen los nuevos formatos TIC, planes estratégicos de cooperación técnica y de conocimientos bajo los lineamientos nacionales e internacionales, que faciliten el flujo del conocimiento y de la información, a fin de aumentar la productividad del conocimiento y que este pueda ser adquirido o transformado mediante proyectos de investigación, desarrollo e innovación o actividades de difusión y transferencia de conocimientos. Referencias Bibliográficas Arslan B., Stoica T. “Radiation Hardened Coarse-Grain Reconfigurable Architecture for Space Applications”, A. Sch. of Electron. \& Eng., Edinburgh Univ. Bitetti G., & Marchetti M.(2005). Degradation of the surfaces exposed to the space environment. DIAA, University La Sapienza, ENEA. Roma, Italia. Bladimir A. Chovotov.(1991). Spacecraft attitude dynamics and control. Krieger Publishing Company, original Edition. Carrillo, J. (2003). Desarrollo Basado en Conocimiento. Artículo publicado en Transferencia, año 17. Nº65, Enero de 2004. Centro de 14 Al respecto existen dos estrategias en curso : La Infraestructura Colombiana de Datos Espaciales, ICDE, que es uno de los grupos de trabajo de la CCE y el Banco Nacional de Imágenes que cuenta con respaldo de alto nivel mediante el Acuerdo 7 de la CCE en el que se estipula la “Promoción de acceso y uso de imágenes de sensores remotos a través del Banco Nacional de Imágenes – BNI”. Sistemas de Conocimiento Tecnológico de Monterrey y The World Capital Institute. Septiembre 6 de 2003. Chen, B. (1998). Estudies in International Space Law. 800 pages; illus.; ISBN13: 978-0-19-825730-1 ISBN10: 0-19-825730-9. Comisión Intersectorial de Políticas de Información y Gestión para la Administración Pública-COINFO. Software de Fuente Abierta y Software Libre en las Entidades Públicas Colombianas. Febrero de 2006. Dans, E. (2007). La Empresa y la Web 2.0. Revista Harvard Deusto Marketing & Ventas. Número 80. Mayo/Junio. p., 2 Ha, T. (1990). “Digital Satellite Communications”, ISBN 0-07-0253897, Mc Graw Hill. Hastings D., Garret H., Spacecraft Environment Interactions. (2004). Cambridge University Press. First edition. Hidalgo Nuchera, A. y León Serrano, G. (2006). La importancia del conocimiento científico y tecnológico en el proceso innovador. Revista Madrid. Nº 39 noviembre-diciembre. IGAC. (2003). Resultados y análisis preliminares de la encuesta “Uso imágenes satelitales y cartografía alternativa en el estado colombiano”. Informe Técnico. Versión 2. Bogotá D. C. Kim shin S., et al. (2002). “Rain Attenuation and Doppler Shift Compensation for Satellite Communications”. ETRI Journal, Volume 24, Number 1. Kolawole M. (2002). “Satellite Communications Engieering”, ISBN 0-8247-0777-X, Marcel Dekker. Lachs, M. (1997). El derecho del espacio ultraterrestre. Colección: Política y Derecho, Ed. Fondo de la cultura económica, ISBN: 84-375-0105-9. Lush D. (1999). “Introduction to Microwave Remote Sensing”, Michigan State University. Maxwell, Cohen. (1964). Law and politics in space: specific and urgent problems in the law of outer space; Proceedings. Montreal: McGill University Press. Cohen, Maxwell.. Millis, M. (2005). “Assessing potential propulsion breakthroughs”, Ann. N.Y. Acad. Sci. 1065: 441–461. Portilla, G. (2001). “Elementos de astronomía de posición”, Observatorio Astronómico Nacional, Universidad Nacional de Colombia. Roland, J. Boain, ABCs of Sun – Synchronous orbit mission design, California Institute of Technology, 2004. Selper. (2004). Análisis de Factibilidad de las Alternativas Existentes para la Obtención de Imágenes de Satélite en Colombia: Informe Final. Bogotá D. C. Thomas M. Lillesand, Remote Sensing and Image Interpretation, Sixth edition, Wiley 2008. Wertz. J, Space Mission Analysis and Design, Space Technology Series, Third Ed. 2007. Capderou, Michel, Satellites Orbits and Missions Springer 2005. Wiesel W. (1997). “Spaceflight dynamics”, Mc GrawHill. Second edition. 33 APLICACIONES DE LA POLARIMETRÍA DE RADAR EN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA Elena Posada1 Héctor Mauricio Ramírez Daza2 Iván Ricardo Castro Díaz3 Resumen En los años sesenta se inició el uso de las imágenes de radar para el estudio de los recursos naturales de la Tierra, demostrando sus ventajas especialmente en las zonas tropicales caracterizadas por la presencia constante de nubes. Desde los años noventa el valor práctico de estas imágenes y sus aplicaciones, se ha incrementado gracias al lanzamiento de los sistemas de radar satelitales que permiten la adquisición de datos de los parámetros biofísicos y geofísicos de la superficie terrestre a escala global, independientemente de las condiciones climáticas. El desarrollo de los sistemas de radar polarimétrico PALSAR, avanza rápidamente y con esta nueva tecnología se amplía el rango de su aplicación en el campo de la observación de la Tierra. Los nuevos programas satelitales (Envisat/ ASAR, ALOS/PALSAR, Terrasar X, COSMO- SkyMed 1 y Radarsat 2) poseen la capacidad de captar simultáneamente las imágenes en diferentes modos de polarización, tanto así, que son un medio eficiente y confiable para extraer información geoespacial, al permitir mayor facilidad en la identificación de diferentes objetos y fenómenos de la superficie terrestre. De esta manera, las imágenes de radar se han convertido en una fuente valiosa de información para numerosas aplicaciones, tales como: cartografía, inventarios de recursos naturales, monitoreo y gestión del medio ambiente, geología, prospección minera, respuesta rápida y eficaz a desastres, entre muchas otras. Palabras Claves: Polarimetría, Sistemas de Radar, Aplicaciones para observación de la Tierra, Reflexión, Matriz de Dispersión. Abstract In the sixties, radar images were first used to study the natural resources of the Earth. The advantages of this were especially seen in the tropics that are characterized by the constant presence of clouds. Since the nineties the practical value of these images and their applications has increased, thanks to the launch of satellite radar systems that allow data acquisition of geophysical and biophysical parameters of the Earth’s surface on a global scale, independent of climatic conditions. The development of the polarimetric radar systems PALSAR is moving rapidly, and this new technology expands the range of applications in the field of Earth observation. The new satellite programs (Envisat / ASAR, ALOS / PALSAR, Terrasar X, COSMO-SkyMed 1 and Radarsat 2) possess the ability to capture images simultaneously in different modes of polarization that is an efficient and reliable method to extract information geospatial, that make easier identification of different objects and phenomena of the Earth’s surface. The radar images have become a valuable source of information for many applications like cartography, natural resource inventories, monitoring and environment management, geology, mineral exploration, rapid and effective disaster response, amongst others. Key Words: Polarimetry, Radar Systems, Applications for earth observation, Reflection, Scattering Matrix. 1 2 3 Ingeniera Forestal, Msc. Coordinadora del Grupo de Percepción Remota y Aplicaciones Geográficas, CIAF – IGAC. 2007. Bogotá, Colombia. epossada@igac.gov.co Ingeniero Forestal, Grupo de Percepción Remota y Aplicaciones Geográficas, CIAF – IGAC. 2007. Bogotá, Colombia. hmramirez@igac.gov.co Geógrafo, Apoyo Grupo de Percepción Remota y Aplicaciones Geográficas, CIAF – IGAC. 2007. Bogotá, Colombia. rcastro@igac.gov.co Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Introducción El Radar es un sistema de sensoramiento remoto activo, que emite su propia energía en el intervalo de frecuencias de microondas y recibe los ecos de la señal reflejada por los objetos observados desde plataformas aéreas o satelitales. La principal diferencia de los sistemas de radar frente a los sistemas ópticos y pasivos, es la capacidad de obtener imágenes sin necesidad de energía solar; así mismo, opera independiente de las condiciones atmosféricas, ofrece mayor información sobre la textura del terreno y cuenta con la posibilidad de obtener información sobre los sustratos inferiores de las coberturas boscosas. El desarrollo de los sistemas de radar ha sido impulsado por la misma necesidad de obtener datos espaciales en zonas de difícil acceso y de alta nubosidad. Para este fin se han desarrollado investigaciones enfocadas no solo a mejorar las características de estas imágenes y sus parámetros de captura, sino también, a optimizar las formas y procesos de extracción de información temática. 36 Las imágenes de radar proveen altos volúmenes de datos, ofrecen observación periódica y una amplia perspectiva de la superficie de la Tierra y sus recursos, además de permitir evidenciar los rasgos de las actividades humanas y su impacto. Es así como en la actualidad se puede disponer de imágenes de radar libres de nubes cada 2 ó 3 días, en modos de multi–polarización con diferentes ángulos de observación. También, el aumento que ha sufrido su resolución espacial, que pasó de 10 metros hasta 3 y 1 metro, como es el caso de las imágenes de los sistemas canadiense Radarsat 2 y el alemán Terrasar X, respectivamente4. A lo largo de la historia y del desarrollo de esta tecnología, se puede observar un proceso rápido y dinámico de crecimiento. Inicialmente, los radares eran de Apertura Real (RAR –Real Aperture Radar–), que emitían en el rango del espectro de microondas y luego registraban las señales de retorno de los objetos terrestres con una resolución espacial limitada y controlada por la longitud física de la antena. Actualmente, los sistemas modernos de radar, utilizan las antenas sintéticas (SAR – Synthetic Aperture Radar), que permiten mejorar la resolución espacial de la imagen mediante un sofisticado post– procesamiento caracterizado por la simulación virtual del tamaño de la antena y la compresión de la señal utilizando los principios físicos del efecto Dopler. Adicionalmente, el perfeccionamiento de la capacidad polarimétrica de los radares los convierte en una opción competitiva frente a los sensores multiespectrales óptico–electrónicos. En el campo satelital los primeros SAR fueron lanzados a partir de 1978 con SeaSat 5, le siguieron SIR – A/B (981/1984), SIR C (1994), SRL12 (1994), SRTM (2000), JERS (1992), Almaz – 1 (1991) y Okean – 02 (1999). Con el lanzamiento de los nuevos satélites con capacidad polarimétrica (como Envista / ASAR en 2002, ALOS /PALSAR en 2004, Cosmo Sky Med 1 - 2 en 2007 y Terrasar X y Radarsat 2 en 2007) se amplió el rango de disponibilidad de datos radar para la producción 4 5 En línea en http://www.space.gc.ca/asc/eng/satellites/radarsat2/inf_data.asp consultado el 20 de enero de 2008 a 10:15 am y http://www.infoterra.de/terrasar-x/terrasar-x-satellite-mission. html consultado el 20 de enero de 2008 a 10:20 a. m. En línea http://southport.jpl.nasa.gov/scienceapps/seasat.html consultado el 20 de enero de 2008 a 10:30 a. m. de cartografía básica y temática, así como para la ejecución de diversos estudios ambientales. La polarimetría de radar o medición y análisis de la polarización de la energía electromagnética, es una forma eficaz para la generación de imágenes realzando tanto los atributos como formas de los objetos en el terreno, lo que se constituye en un avance tecnológico importante para efectuar estudios sobre cultivos, bosques, dinámica del océano y de las costas, hidrografía, cartografía, entre otros. De los últimos sistemas satelitales de radar, Envisat/SAR, Alos/Palsar y Terrasar X poseen la capacidad de combinar los diferentes modos de polarización con la que cuentan. No obstante, solo el programa canadiense Radarsat 2, ofrece actualmente las imágenes con lo que se denomina polarización total o “Quad polarization”, incluyendo las mediciones de la amplitud y la fase de la onda electromagnética retro–dispersada. Este sistema cuenta con tres (3) modos de polarimetría: 1. Polarización selectiva (dual polarization) suministro de imágenes con polarización simple horizontal (HH) o vertical (VV) en combinación con la polarización cruzada (HV o VH). 2. Polarización simple (HH o VV) imágenes con alta resolución espacial (3 metros). 3. Polarización completa (Quad polarization) obtiene imágenes HH, VV, HV o VH. Recientes investigaciones internacionales han establecido que la polarimetría de radar y específicamente la polarización total u óptima, representa un importante canal de tecnología de sensoramiento remoto para obtener información geoespacial sobre los recursos naturales de la Tierra y de esta manera estudiar diferentes procesos y fenómenos biofísicos con mayor eficiencia. Tales son los casos del trabajo de Sauer et al (2007)6, Raimadoya y Trisasongko (2007)7 y Souyris et al (2007)8. Este trabajo ilustra de manera general las ventajas implícitas de utilizar las nuevas imágenes polarimétricas de radar en diferentes campos de la percepción remota, tales como agricultura, silvicultura, hidrología, detección de cambios en las líneas costeras, monitoreo de océanos, detección de derrames de petróleo y detección de navíos, entre otras aplicaciones. 1. Polarimetría de Radar El principio de funcionamiento del radar se basa en la emisión y recepción de múltiples ondas electromagnéticas en el rango de las microondas. Al llegar a un objeto en la superficie terrestre, la onda interactúa con este y refleja parte de la radiación, redireccionándola como una nueva onda pero con las propiedades físicas modificadas, 6 7 8 Multibaseline POL-InSAR Analysis of Urban Scenes at L-Band. Stefan Sauer, Laurent FerroFamil, Andreas Reigber_and Eric Pottier. Polsar 2007 symposium. En línea http://earth.esa.int/ workshops/polinsar2007/p7_summaries_recs.html. Application Of Polsar For Tropical Timber Plantation In Indonesia; M. A. Raimadoya and B.H. Trisasongko. Polsar 2007 symposium. Sar Compact Polarimetry (Cp) For Earth Observation And Planetology: Concept And Challenges A study case at P band; Jean-Claude SOUYRIS, Nick STACY, Tom AINSWORTH, Jong-Sen LEE, Pascale DUBOIS-FERNANDEZ; Polsar 2007 symposium. Comisión Colombiana del Espacio especialmente en cuanto a la polarización de la onda en función de las características del objeto del terreno. Aprovechando esta propiedad y conociendo los modos de polarización emitida y recibida, se puede facilitar la interpretación temática de las imágenes de radar, aunque para tal efecto es recomendable contar con las imágenes en todos los posibles modos de polarización. Los conceptos sobre la polarimetría se inician en el siglo XVIII. Sin embargo, las aplicaciones de esta tecnología se implementaron entre 1940 y 1950. Según Boerner9, la polarimetría de radar (polar, polarización y metriu, medición) es una ciencia de adquisición, procesamiento y análisis de los estados de polarización de una onda electromagnética. En 1945 G. W. Sinclair10 introdujo el concepto de matriz de dispersión, como descriptor de la sección transversal de radar (radar cross section); luego E. M. Kennaugh formuló la teoría de retro– dispersión, basada en “eigenpolarizationts” de la matriz de dispersión e introdujo el concepto de óptima polarización. Empero, el desarrollo tecnológico de los sistemas de radar alcanzado hasta entonces, limitó el uso práctico de la polarimetría. En la década del setenta W. M. Boerner11 retomó los trabajos de sus precursores, demostrando la gran utilidad de la polarimetría de radar en las aplicaciones de observación de la Tierra. La polarización se refiere a la alineación y la regularidad de los componentes eléctrico y magnético de la onda, en el plano perpendicular a la dirección de propagación. En la figura 1 se ilustra la propagación de la onda electromagnética, en la que: El vector eléctrico (E) de la onda cuenta con un componente horizontal (verde) y vertical (azul), los cuales derivan el campo eléctrico (rojo), el locus del vector (marrón), trazando un ciclo de la onda en el plano perpendicular a la dirección de propagación. La potencia o intensidad de la señal, la orientación de la propagación de la onda y su elípticidad, son elementos esenciales para el análisis de datos polarimétricos de radar. Figura1. Onda electromagnética y sus características. Fuente: Tutorial de Polarimetría, Capítulo 1 – Centro Canadiense de Sensoramiento Remoto - Agencia Canadiense de Recursos Naturales – CCRS - RNCAN12 9 10 11 12 BOERNER, Wolfgang – Martin. Basic Concepts in Radar Polarimetry en línea http://www.earth. esa.int/polsarpro/manuals/LN_Basic_Concepts.pdf consultado el 10 de diciembre de 2007 a 9:00 a. m. G. SINCLAIR. “The transmission and reception of elliptically polarized waves” PROC IRE, Vol 38 pag 148-151 Feb 1950 en línea http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=1701190 consultado el 10 de diciembre de 2007 a 9:30 a. m. Op cit. En línea http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/resource/tutor/polarim/chapter1/01_e.php consultado el 21 de enero de 2008 a 8:00 a. m. Los modernos sistemas de radar cuentan con antenas capaces de emitir y recibir diferentes componentes de polarización de la onda, así: HH emisión horizontal, recepción horizontal VV emisión vertical, recepción vertical HV emisión horizontal, recepción vertical VH emisión vertical, recepción horizontal Cuando la emisión y la recepción de la señal se presentan con la misma polarización, por ejemplo HH o VV, se le denomina como polarización simple y en caso de enviarla en un modo de polarización que se reciba en el opuesto (HV o VH) se denomina polarización cruzada. La polarización cruzada requiere contar con una antena de mayor potencia, debido a que la señal pierde fuerza al cruzarse. Un sistema de radar puede presentar diferentes grados de complejidad desde el punto de vista de la polarización, Polarización simple HH, VV, HV o VH Polarización doble HH y HV, VV y VH, o HH y VV Polarización cuádruple (total) HH, VV, HV y VH Los sistemas de radar de polarización cuádruple o radares polarimétricos totales, capturan los cuatro modos de polarización simultáneamente y además miden las diferencias de fase y la amplitud de las ondas. El análisis y el modelamiento matemático de estos datos, permite sintetizar las imágenes para todas las posibles polarizaciones, facilitando la extracción de información temática de ellas. La información polarimétrica de las imágenes de radar, en conjunto con la longitud de onda, está altamente correlacionada con los parámetros del diseño del sistema radar, con la estructura y orientación del terreno, con la morfología, la humedad y rugosidad de la superficie de los objetos. La rugosidad, la morfología y la humedad del terreno, son los principales factores que afectan la intensidad del retorno de la señal, resultando en los diferentes tonos de gris con que se observan los objetos y superficies en las imágenes de radar. Existen tres diferentes formas de reflexión, a saber: reflexión de la superficie, reflexión volumétrica y reflexión de esquina. Si el terreno es relativamente homogéneo se presenta reflexión de superficie, en forma de reflexión difusa, especular o intermedia, dependiendo de la longitud de onda y la rugosidad del mismo. Por otra parte, si el terreno es heterogéneo, se presenta la reflexión de volumen relacionada con la posibilidad de penetración de la señal a los sustratos inferiores del terreno. La profundidad de la penetración dependerá de la longitud de onda y del contenido de humedad en el terreno, siendo esta mayor cuando las superficies están secas. La reflexión de esquina ocurre en las superficies contiguas que forman ángulos rectos. En la tabla 1 se resumen las características de cada una de estas formas principales de reflexión, aspectos importantes a considerar durante el proceso de interpretación de las imágenes. 37 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Tabla 1. Formas de reflexión de las imágenes de radar. Fuente: Radar polarymetry – CCRS13 FORMA DE REFLEXIÓN Reflexión de superficie REPRESENTACIÓN GRÁFICA OBSERVACIONES Ocurre en las bordes de dos coberturas homogéneas contiguas. El retorno de señal es función de: Constante dialéctica Rugosidad del terreno Ejemplos: cuerpos de agua y suelos desnudos Reflexión volumétrica Resultado de múltiple reflexión dentro una cobertura homogénea. El retorno de señal es función de: Densidad de la cobertura Geometría de elementos de reflexión Propiedades dieléctricas de los elementos Ejemplos: vegetación densa y nieve. El reflector de esquina de dos superficies perpendiculares origina una señal con un retorno reforzado. En las imágenes aparece con tonos muy claros o blancos. Reflexión de esquina Ejemplos: áreas urbanas, árboles rodeados por agua, barcos en el agua. 38 Las diferentes formas de polarización (HH, VV, HV y VH) presentan una sensibilidad variada en relación con las características y propiedades de las diferentes superficies, ayudando a mejorar su discriminación. Así por ejemplo, en una imagen de radar con la polarización HH se realzan las coberturas terrestres dominadas por la reflexión de superficie. En las imágenes HV y VV se presenta un mayor componente de la reflexión de volumen, como resultado de la penetración de la señal de radar a alguna profundidad dentro del terreno, presentándose en tonos de grises más claros. La longitud de la onda también tiene efecto sobre la polarización, por ejemplo con las ondas cortas, tal longitud es de 3 cm aproximadamente, cualquier superficie terrestre se comporta como superficie rugosa o muy rugosa y de esta manera las imágenes de diferente polarización tienen una apariencia muy similar. Figura 2. Imágenes de radar de Terrasar X con banda X, longitud de onda de 3 cm y polarización HH (izquierda) y VV (derecha) en cercanías al embalse de Tominé, Colombia. Fuente: CIAF14, 2008. A mayor longitud de onda y con terrenos de poca rugosidad, se pueden apreciar mejor las diferencias en relación con la polarización. Así las cosas, las imágenes de radar obtenidas con diferentes modos de polarización y con una longitud de onda determinada, suministran la información del terreno de diferente manera. Adicionalmente, al combinar las imágenes de distinta polarización, se pueden generar las combinaciones a color que ayudan a la discriminación de superficies terrestres de diferente naturaleza. Ver figura 3. 14 13 Ibídem., p 7. En línea http://mapascolombia.igac.gov.co/wps/portal/mapasdecolombia/c1/04_SB8K8xLLM 9MSSzPy8xBz9CP0os3g_0xBjb1MjYwMLV1cTAyNDV3dDNx9HYwNPc6B8JJK8v4u_K1A-0DHA LMzV2MDRgBLdBoYEdIeDXIvfdnzyQPP9PPJzU_ULckMjDLJMFAGjE4PQ/dl2/d1/L2dJQSEvU Ut3QS9ZQnB3LzZfTjVUM0s1MjMwMDZENDAyMVQ5TUhIQTEwRzM! consultado el 21 de enero de 2008 a 9:00 a. m. Comisión Colombiana del Espacio Figura 3. Ilustración de imágenes de radar aerotransportado CV – 580 con banda C, longitud de onda de 5m y polarización HH, VV, HV y combinación a color (de Izquierda a derecha) Campos agrícolas en Canadá. Fuente: Agencia Espacial Canadiense. El elemento básico que describe el proceso de interacción de las superficies con la onda electromagnética es la matriz de dispersión (scattering matriz), compuesta por los cuatro elementos SHH, SHV, SVV y SVH. El primer término corresponde a la polarización incidente y el segundo a la polarización reflejada. s = Las áreas construidas se representan con colores blancos y rojos, reflejando un mayor aporte del componente HH-VV. Sin embargo, se debe tener en cuenta que la interpretación de colores es subjetiva y solo representa la información sobre la intensidad de la señal de radar reflejada, sin tener en cuenta la información de correlación polarimétrica. sHH sHV sVH sVV 39 Fuente: Radar polarymetry – CCRS15 Estos cuatro elementos son compuestos y se obtienen a partir de los datos de la magnitud y fase medidas para cuatro canales del radar polarimétrico. A partir de información contenida en esta matriz se pueden obtener imágenes sintetizadas y las firmas polarimétricas para diferentes superficies. Es así como, si se conoce la matriz de dispersión, se puede determinar la respuesta del objeto estudiado para todas las combinaciones de ondas polarizadas emitidas y recibidas. Este proceso se denomina como síntesis de polarización y permite que se generen las imágenes sintetizadas con un considerable mejoramiento en su calidad interpretativa. En la figura 4 se presenta una imagen de radar aerotransportado JPL AIRSAR, en una combinación a color (Pauli Color Coding), basada en la representación vectorial de la combinación lineal de los elementos de la matriz de dispersión: RGB = HH-VV, HV, HH+VV. En esta imagen el mar se representa con el color azul, indicando que el canal HH+VV aporta un mayor componente para este cuerpo; con el color verde se simbolizan los bosques, indicando mayor aporte del componente HV. 15 Ibídem., p 7, 8. Figura 4. Representación de una combinación a color con base en los datos multipolarizados de radar aerotransportado JPL AIRSAR (RGB: HH-VV, HV, HH+VV). Fuente: Agencia Espacial Europea (ESA)16 Otro elemento de análisis de datos polarimétricos de radar es la signatura o firma polarimétrica, que permite caracterizar las propiedades que en este sentido tengan diferentes cuerpos o superficies en una vista tridimensional. Los tres elementos básicos que caracterizan esta firma son: la potencia, la orientación y la elípticidad de la onda retro-dispersada. La orientación se determina en el rango comprendido entre 0° a 180°, la elípticidad entre el rango de -45° y +45°. Para cada polarización incidente se puede calcular la potencia de la onda transmitida y recibida ortogonalmente (cross - polarizada). 16 En línea http://earth.esa.int/polsarpro/tutorial.html. Consultado el 21 de enero de 2008 a 09:50 a. m. Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Figura 5. Ilustración de las firmas polarimétricas para un cuerpo de agua y un área boscosa respectivamente.Fuente: Agencia Espacial Europea (ESA)17 Es importante mencionar que para procesar los datos polarimétricos de radar se requiere de un software especializado, por ejemplo: PolSARpro de la ESA, RAT de la Universidad Tecnológica de Berlín o PCI Geomatics SAR polarimetry Workstation (SPW). 2. Aplicaciones derivadas a partir de datos de Radar Polarimétrico 40 Los datos de radar con múltiple polarización o polarimetría, tienen un amplio campo de aplicaciones para producción de cartografía básica y temática, además de ser un fuerte insumo en diferentes estudios ambientales. A continuación, se resumen algunas de las posibles aplicaciones. Agricultura La utilización de las imágenes de Radar de Apertura Sintética (SAR, por sus siglas en inglés) en agricultura, ha sido el objeto de importantes trabajos, particularmente porque la tecnología radar permite la recolección de los datos de los cultivos en cualquier momento de la temporada de crecimiento. Figura 6. Zonas de productividad mostradas por la clasificación no supervisada de imágenes en las polarizaciones HH, VV, HV y las polarizaciones lineales orientadas a Φ = 45° y Φ = 135° para trigo (1), canola (2) y arvejas (3). Los datos fueron tomados el 28 de junio de 200018 . Fuente: Aplicaciones en agricultura del Centro Canadiense de Sensoramiento Remoto - CCSR Silvicultura Es bien sabida la necesidad constante de comprender y cuantificar la dinámica de los bosques tanto en escala regional como planetaria. Entre la información básica requerida para este tipo de trabajos, se encuentra la cartografía según el tipo de bosque, el inventario de las superficies taladas, (o en el caso de los sistemas de alertas tempranas o de atención a emergencias) recién incendiadas, así como la extracción de algunos datos biofísicos, por ejemplo, la biomasa total y la edad de los árboles. Se prevé que la utilización de los datos polarimétricos facilitará la detección de las diferencias estructurales entre las cubiertas forestales, contribuyendo a la cartografía de estos tipos de bosques, apartando información suplementaria a otras aplicaciones de gestión de los bosques. La figura 7 muestra una composición en falso color de los datos polarimétricos de una región al este de Ottawa, Canadá, e ilustra el aprovechamiento de información adicional en la identificación forestal. Se ha descubierto que los datos SAR polarimétricos mono-canal, no proporcionan tanta información como la de los datos ópticos multiespectrales. No obstante, el recurso de las series temporales de datos SAR, han permitido solucionar el problema. En efecto, se pueden distinguir las diferencias en los cultivos extrayendo parte de los cambios en las propiedades dispersoras de las plantaciones, ocasionadas por la proporción y la maduración que obviamente se relacionan con características de las plantas cultivadas por el hombre. Caponeras Álamos Pinos Blancos Pinos Rojos Pinos Rojos o Blancos Bosque intercalado Figura 7. En la composición en falso color del sitio de estudio, se señalan, seis zonas forestales pobladas de diversas especies (datos SAR – C, rojo: HH, Verde: HV, azul: VV). Fuente: Centro Canadiense de Sensoramiento Remoto -CCSR.19 Estos tipos de trabajos están dados en las siguientes temáticas: Conservación del suelo: labranza del suelo y residuos de cultivos. 18 Productividad de cultivos dentro de la variación del campo. 19 17 Ibídem., p 10. McNairn H., Decker V, Murnaghan K. “The Sensitivity of C-Band Polarimetric SAR to Crop Condition”, IGARSS 2002, Toronto, Canadá, Junio 24-28, 2002c. Citado en : CCRS. Applications en agriculture. Rendemente agricole et variations intra-champs. En línea. <http://www.ccrs. nrcan.gc.ca/resource/tutor/polarim/apps1/03_f.php > 24 de diciembre de 2007 a 9:00 a.m. Citado en CCRS foresterie. En línea http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/resource/tutor/apps3/00_f. php consultado el 20 de diciembre de 2007 a 3:20 p. m. Comisión Colombiana del Espacio Hidrología Detección y Monitoreo de la línea costera La utilización de la tecnología SAR en hidrología tiene una larga historia y su aplicación se ha enfocado a la estimación de la humedad del suelo, la cartografía de la cobertura de la nieve, la cartografía de las zonas de inundación y de los terrenos húmedos. La zona litoral es un medio eco-sensible que posee su propia dinámica física. Está sometida a diversas presiones antrópicas (crecimiento urbano, desarrollo industrial, turismo), y a diversos fenómenos naturales (atribuibles al clima) que la han erodado de manera considerable. A menudo se encuentra densamente poblada y es lugar de actividades comerciales, industriales y recreativas. En un comienzo estas aplicaciones no obtuvieron éxito operacional o comercial, en razón de los límites de los sistemas SAR monocanales, como el RADARSAT 1. La polarimetría ofrece la posibilidad de aumentar el uso de los datos SAR para estas aplicaciones, permitiendo hacerlas operativas. Figura 8. Imágenes polarizadas linealmente de la ribera roja en Manitota,Canadá, adquirida en la banda C por el radar SIR – C, el 11 de abril de 1994. Fuente: Sokol20 En la figura 8 se evidencia un mejoramiento apreciable a la cartografía de las zonas inundadas, utilizando la imagen HV del 11 de abril de 1994 en comparación con la imagen VV, en la que resulta difícil identificar la zona inundada. A= Pantano B= Pantano boscoso C= Ciénaga arbustiva/herbácea D= Pantano/Ciénaga Arbustiva E= Turbera boscosa Figura 9. Composición en falso color, adquirida con ayuda del radar C- SAR el 1º de septiembre de 1997, ilustrando diversas clases de tierras húmedas a lo largo del río Saint – Laurent, en Ontario. Rojo: HH, verde: HV, azul: VV. Fuente: Centro Canadiense de Sensoramiento Remoto -CCSR21 20 21 Sokol J., NcNairn H., Pultz T.J. “Case studies demonstrating hydrological applications of C-band multi-polarized and polarimetric SAR CJRS”. (En prensa), 2002. . Citado en: CCRS. Hydrologie. Cartographie de l’humidité du soleil. En línea < http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/resource/tutor/ polarim/apps4/02_f.php > 18 de diciembre de 2007. A 11:00 a.m. Citado en: CCRS, Hydrologie. Cartographie des zones inondées et des terres humides. En línea http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/resource/tutor/polarim/apps4/04_f.php consultado el 19 de diciembre de 2007 a 11:20 a. m. Es importante el monitoreo de este medio y administrarlo de manera eficaz para asegurar su uso sostenible. Las actividades de las zonas litorales pueden beneficiarse del uso de los datos polarimétricos SAR, comprendiendo levantamientos de la línea costera (en apoyo a la cartografía de dinámicas litorales) y los de su sustrato (cartografía de zonas eco-sensibles y de diferentes hábitats asociados). Debido al gran contraste existente entre la retro-dispersión del agua y la del suelo, las imágenes SAR permiten obtener información sobre la línea costera. Para tal caso, si el agua está en relativa calma, se comporta tomando la forma de un reflejo especular (retro-dispersión escasa, en tonos muy oscuros), lo que produce un contraste marcado en la retro-dispersión más intensa de la tierra (en tonos grises). La irregularidad de la superficie del agua, causada por el viento, puede volver más difícil la delimitación de las líneas costeras, reduciendo el contraste a la interfaz entre el agua y el suelo. En condiciones de vientos de moderados a fuertes con ángulos de incidencia bajo, las microondas interactúan principalmente con las olas capilares, la retro-dispersión aumenta con la irregularidad de la superficie del agua. Figura 10. Contraste entre el agua y el suelo para diferentes polarizaciones a) HH, b) VV, c) HV y d) imagen con máximo contraste.Fuente: Centro Canadiense de Sensoramiento Remoto -CCSR22 22 Citado en CCRS. Application aux zones côtières. Détection du litoral. En línea en http://www. ccrs.nrcan.goc.ca/resource/tutor/polarim/apps4/04_f.php consultado el 19 de diciembre de 2007 a 10.00 a. m. 41 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Las mejores condiciones para la detección de las capas son aquellas con vientos moderados entre 3 – 10 m/s. Las imágenes en las polarizaciones HH y VV de un derrame de petróleo se puede observar en la figura 12. A = Rocas Pequeñas B = Barro C = Grava Rojo = dispersión par (doble) Verde = dispersión difusa Azul = dispersión impar Figura 11. Clasificación no supervisada, por tipo de dispersión. Fuente: Centro Canadiense de Sensoramiento Remoto -CCSR23 La figura 11 muestra los resultados de la clasificación y también que las ciénagas del litoral actúan, sobre todo, como dispersores en superficie (dispersión impar), lo que es característico de una superficie lisa o ligeramente rugosa. Las zonas de rocas pequeñas están principalmente caracterizadas por una dispersión impar acompañada de la combinación de dispersión par y difusa. Las zonas de grava tienen tendencia a mostrar mucha dispersión par debido a la presencia de pequeños bloques que actúan como reflectores de esquina. 42 Océanos Se pueden utilizar las imágenes SAR para detectar y monitorear los diferentes procesos físicos, naturales o antrópicos que perturban la superficie del océano. Los vientos superficiales son la principal causa de la irregularidad de la superficie del mar. La retro-dispersión sobre las superficies irregulares es generalmente más intensa que sobre las superficies lisas. De otro lado, la irregularidad de la superficie del mar está causada por ciertos fenómenos atmosféricos, tales como: partículas de convección, frentes, partículas lluviosas y de onda de gravedad, así como fenómenos oceánicos vinculados a las corrientes, tales como: turbulencias marinas, ondas internas, límites entre las masas de agua y ondas de gravedad superficial. Otro fenómeno marino que incide es la presencia de películas de origen biológico o humano que amortizan las pequeñas ondas superficiales y que son detectables por una retro-dispersión menos intensa que en las áreas cercanas. Detección de capas de petróleo Los ecos de la señal SAR varían en función de la irregularidad de la superficie del océano, la cual depende de la velocidad y dirección del viento. Las imágenes en polarización VV son las más sensibles a la variación producida por el viento. La eliminación de las olas capilares por una capa de aceite, de origen humano o natural, atenúa la irregularidad de la superficie, lo que disminuye la retrodispersión del radar y produce las imágenes más oscuras. Figura 12. Imagen HH en la banda C de una capa de petróleo, a lo largo del país de Gales (Reino Unido), obtenida en febrero 1996 con el satélite Radarsat 1. Fuente: Centre National d’Etudes Spatiales (CNES)24 Detección de navíos Se ha demostrado que se pueden detectar navíos con una confiabilidad de 95% a partir de los datos Radarsat 1, colectados de los ases, con las estelas que dejan los barcos al pasar por la superficie marítima, que resultan ser lo más conveniente para esta tarea y este tipo de análisis con un sistema automático de detección de objetos. La detección de embarcaciones con un radar de apertura sintética tiene su principio en la detección directa del navío propiamente o de su estela. Para la detección de embarcaciones son favorables las imágenes en la banda de polarización HH, puesto que el contraste entre el barco y el agua es generalmente más elevado en esta polarización. En efecto, a causa de las olas capilares la retro-dispersión de la superficie del océano es más fuerte en el canal VV, lo que produce una diferencia contrastante más intensa que en la polarización HH. En contraparte, se escoge la polarización VV para detectar las estelas, debido a que son raramente visibles en las imágenes polarizadas HH, como consecuencia de la reducción rápida de la retro-dispersión ya escasa en el canal HH con el aumento del ángulo de incidencia. La figura 13 da ejemplos de la detección con ayuda de las imágenes SAR tomadas por Radarsat1 y ERS1. 24 23 Ibìdem, p. 17. Citado en CCRS Océans. Détection de nappes de pétrole. En línea http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ recource/tutor/polarim/apps7/02_f.php consultado el 20 de diciembre de 2007 a 11:00 a. m. Comisión Colombiana del Espacio matemática, lo cual podría significar algunas limitaciones para muchos de los usuarios finales. En este sentido, es importante convertir los conceptos científicos en operacionales, explicados desde la perspectiva ambiental en complemento con la teoría matemática. Así mismo, se deben desarrollar las guías conceptuales, además de los manuales guiados para cada tipo de polarización y para cada aplicación en particular. Referencias Bibliográficas Boerner, W.; M., Mott H., Lunenburg, E; Livingstone, C.; Brisco B.; Brown, R. J.; Patterson, J. S. (1998). Polarimetry in Remote Sensing: Basic and Applied Concepts. Chapter 5: Imaging Radar. Wiley, Edición 3. McNairn H., Decker V, Murnaghan K. (2002c). “The Sensitivity of C-Band Polarimetric SAR to Crop Condition”, IGARSS 2002, Toronto, Canadá, Junio 24-28. Citado en : CCRS. Applications en agriculture. Rendemente agricole et variations intra-champs. En línea. <http:// www.ccrs.nrcan.gc.ca/resource/tutor/polarim/apps1/03_f.php > 24 de diciembre de 2007 a 9:00 a.m. Raimadoya, M. A. and Trisasongko, B.H. Polsar 2007 symposium. Application Of Polsar For Tropical Timber Plantation In Indonesia. Figura 13. (a) Imagen HH en la banda C, captada por Radarsat 1; Sinclair,G. (1950). “The transmission and reception of elliptically polarized waves” PROC IRE, Vol 38 pag 148-151 Feb. Sokol J., NcNairn H., Pultz T.J. (2002).“Case studies demonstrating hydrological applications of C-band multi-polarized and polarimetric SAR CJRS”. (en prensa). Citado en: CCRS. Hydrologie. Cartographie de l’humidité du sol. En línea. < http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/resource/ tutor/polarim/apps4/02_f.php > 18 de diciembre de 2007. A 11:00 a.m. Souyris, J.C.; Stacy, N.; Ainsworth, T.; Lee, J.S. &, Dubois, Fernandez P. Polsar 2007 symposium. Sar Compact Polarimetry (Cp) For Earth Observation And Planetology: Concept And Challenges A study case at P band; Van der Sanden J.J. Ross S. G. (eds.). (2001). “Applications potencial of Radarsat – 2 a preview”. Canadá, centre for Remore sensing / Centre canadien de télédétection, p69. Citado en CCRS. Océans. Détection de navires. En línea http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/resource/ tutor/polarim /apps7/03_f.php consultado el 20 de diciembre de 2007 a 11:30 a. m. (b) imagen VV, tomada por ERS – 1. Se comprueba como la selección de polarizaciones HH o VV acentúa de forma respectiva el contraste de los navíos y sus estelas. Fuente: Centro Canadiense de Sensoramiento Remoto -CCSR 25 3. Conclusiones Las imágenes conseguidas a partir de datos de los sistemas de radar polarimétricos, son una nueva rama de investigación con promisorios resultados, obtenidos por el momento en estudios internacionales. A fin de apropiar esta nueva tecnología y su respectiva metodología científica en la extracción de la información geoespacial del país, se requiere contar con accesibilidad a los datos y el software especializado. Desde el punto de vista del recurso humano para procesar y analizar estos datos se exige una fuerte fundamentación 25 Van der Sanden J.J. Ross S. G. (eds.) “Applications potencial of Radarsat – 2 a preview”. Canadá, centre for Remore sensing / Centre canadien de télédétection, p69, 2001 citado en CCRS. Océans. Détection de navires. En línea http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/resource/tutor/polarim/ apps7/03_f.php consultado el 20 de diciembre de 2007 a 11:30 a. m. Consultas en Internet http://www.space.gc.ca/asc/eng/satellites/radarsat2/inf_data.asp http://www.infoterra.de/terrasar-x/terrasar-x-satellite-mission.html http://southport.jpl.nasa.gov/scienceapps/seasat.html http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/resource/tutor/polarim/chapter1/01_e.php http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/recource/tutor/polarim/apps7/02_f.php http://earth.esa.int/polsarpro/tutorial.html. http://earth.esa.int/polsarpro/Manuals/01_introduction.pdf http://www.earth.esa.int/polsarpro/manuals/LN_Basic_Concepts.pdf http://earth.esa.int/workshops/polinsar2007/p7_summaries_recs.html http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=1701190 http://mapascolombia.igac.gov.co/wps/portal/mapasdecolombia/ c1/04_SB8K8xLLM9MSSzPy8xBz9CP0os3g_0xBjb1MjYwMLV1c TAyNDV3dDNx9HYwNPc6B8JJK8v4u_K1A-0DHALMzV2MDRg BLdBoYEdIeDXIvfdnzyQPP9PPJULckMjDLJMFAGjE4PQ/dl2/d1/ L2dJQSEvUUt3QS9ZQnB3LzZfTjVUM0s1MjMwMDZENDAyMVQ5TUh IQTEwRzM! 43 LOS SATÉLITES METEOROLÓGICOS Y AMBIENTALES COMO HERRAMIENTAS DE TRABAJO OPERATIVAS PARA LA METEOROLOGÍA, LA HIDROLOGÍA Y LA OCEANOLOGÍA EN COLOMBIA Y EN APOYO A LAS ACTIVIDADES DE PREVENCIÓN DE DESASTRES Humberto González Marentes1 Resumen El presente trabajo más que una investigación es un artículo que refleja brevemente el estado actual de uso de las tecnologías espaciales en la Oficina de Pronóstico y Alertas del Ideam en sus tareas operativas de vigilancia y alerta hidrometeorológica y ambiental como continuación a labores que desarrolló previamente el Servicio Colombiano de Meteorología e Hidrología –SCMH– y el Instituto Colombiano de Hidrología, Meteorología y Adecuación de Tierras –HIMAT–. La incursión, adopción y apropiación de datos provenientes de tecnologías satelitales, a través de la historia, han venido fortaleciéndose y tornándose como uno de los mecanismos de tecnología de punta, que permiten al hombre conocer la dinámica de la tierra, sus recursos naturales y su interacción con el medio socio–ambiental, mediante la recepción, análisis y aplicación de datos. Para el campo de la meteorología, los datos provenientes de satélites de observación se ven beneficiados, dado que alimentan los modelos matemáticos para la obtención de pronósticos meteorológicos más detallados y acertados. El contar con satélites de observación, no solo permite al país posicionarse tecnológicamente, sino que pasa a hacer parte de las redes y sistemas en el mundo que vigilan la dinámica del planeta permitiendo, a través de sus datos, tomar decisiones de manera oportuna ante situaciones adversas, así como planificar su desarrollo y sostenibilidad a futuro. Palabras Claves: Satélites Meteorológicos, Prevención de Desastres, Pronósticos Meteorológicos. Abstract This work more that investigation is an article that reflects the current state of use of space technologies in the office of forecasts and warnings by Ideam in their operational task of hydrometerological and environmental alert continuing the work that was developed by the Colombian Service of Meteorology and Hydrology - SCMH and the Colombian Institute of Hydrology, Meteorology and Land - HIMAT. The raid, adoption and appropriation of data from satellite technologies, throughout history have been getting strength and become one of the technology mechanisms, allowing the man to know the earth dynamics, natural resources and their social – environmental interaction by the receipt, analysis and data application. For the meteorology field, the satellites data will benefit mathematical models to obtain detailed weather forecasts. With the satellites observation, the country would have a technological position, but also would be part of networks and systems in the world that watch the dynamics of the planet, allowing though data to make appropriated decisions in adverse situations, and plan its development and sustainability future. Keywords: Meteorological Satellites, Disaster Prevention, Weather Forecasting 1 Ingeniero Meteorólogo, M.Sc, Jefe de la Oficina de Pronósticos y Alertas – Ideam (Diciembre 2009), Carrera 10 No. 20 -30 Piso 8, beto@ideam.gov.co Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Introducción Luego del vuelo exitoso de Yuri Gagarin al espacio en el año 1957, el Servicio Hidrometeorológico Estatal de la extinta Unión Soviética fue la primera institución técnica, en reconocer la importancia de disponer de una constelación de satélites que operaran de manera permanente y que tuvieran la capacidad de “ver” la atmósfera en movimiento con todos los fenómenos naturales, la capacidad de “escuchar” para recibir información de otros satélites u órdenes de trabajo y la capacidad de “hablar” para transmitir a Tierra la enorme cantidad de información que se recogía en cada giro del satélite. Los datos obtenidos de las imágenes captadas por los satélites en las diferentes bandas espectrales, unidos a los datos procedentes de las redes meteorológicas en tierra, alimentarían los modelos matemáticos de computadora para la obtención de pronósticos numéricos más detallados, lo que a su vez aumentaría la habilidad de los pronosticadores del tiempo en su intento por mejorar la previsión de los futuros estados de la atmósfera y una mejor comprensión de las escalas espaciales y temporales de los fenómenos de tiempo severo. 46 En razón a la “guerra fría” que se vivía en ese momento, la información meteorológica sobre extensos sectores oceánicos y continentales, más allá de las fronteras, era estratégica en la defensa de los intereses de las superpotencias. No pasó mucho tiempo para que los americanos enviaran también su primer satélite meteorológico de órbita circumpolar en el año 1961 y posteriormente uno de órbita geoestacionaria, lo que significaría un paso más en la creación de sistemas de vigilancia meteorológica de escala global. Las Naciones Unidas, posteriormente, reconocieron la importancia de los satélites para fines pacíficos, y a través de la Organización Meteorológica Mundial, creó el Programa de Vigilancia Meteorológica Mundial, en el cual todos los servicios meteorológicos de los países pertenecientes a esta organización se comprometieron a un intercambio libre y sin condiciones de la información básica, incluida la obtenida de los satélites meteorológicos y ambientales. De esta manera, se constituiría una red global de telecomunicaciones, y a la vez los países tendrían acceso a las imágenes satelitales contribuyendo de esta manera a mejorar sus capacidades de vigilancia meteorológica global y contribuir a reducir las pérdidas de vidas humanas y de bienes materiales por fenómenos hidrometeorológicos. Más tarde, otros países como Japón, Francia, India y China también colocaron en órbita, satélites meteorológicos similares, creando así una red mundial. Las imágenes satelitales son claves para llevar el mensaje del estado del tiempo a los ciudadanos a través de la televisión. El actual proceso de globalización de la economía exige para el movimiento seguro de materiales y bienes, el conocimiento de las condiciones meteorológicas a largo plazo. Antes de los satélites, no se disponía de información de los sistemas de tiempo sobre amplios sectores marítimos, lo que hacía difícil, tener una idea de la circulación global de la atmósfera. Para el caso de Colombia, inicialmente se tuvo acceso a las imágenes meteorológicas de satélites de órbita polar, posteriormente, y por múltiples ventajas, se comenzó a trabajar con las imágenes de satélites geoestacionarios. En seguida se presentan algunas de las aplicaciones que de esta tecnología se han dado en Colombia. 1. Imágenes para apoyo de actividades operativas de pronóstico y alertas El Ideam y sus predecesores Himat y SCMH, tienen una larga experiencia en la adquisición y uso de imágenes meteorológicas, desde los sistemas de recepción en tiempo diferido, que requerían no solo de un estudio previo de los elementos de la órbita y del tiempo de paso del satélite sobre el país, sino además, de un trabajo de laboratorio con las señales recibidas, con el objetivo de transformarlas en imágenes en tonos blanco y negro, hasta los actuales sistemas totalmente automatizados, sin intervención humana y digitales, con posibilidades de realce mediante el uso de los falsos colores y movimiento, además, con la doble posibilidad de recolectar tanto imágenes de satélites de órbita polar como de órbita geoestacionaria y con una frecuencia de hasta media hora para el caso del geoestacionario. Los modelos de pronóstico del tiempo requieren la información de todo el globo terráqueo y es aquí, donde los satélites suministran información sobre extensos sectores oceánicos, datos que se incorporan en la corrida de los modelos meteorológicos como condiciones iniciales de aquellas zonas que carecen de información convencional. El mapa No. 1 se prepara de manera operativa por el Instituto Cooperativo, para estudios meteorológicos de mesoescala de la Universidad de Wisconsin USA. Los satélites meteorológicos suministran información sobre el estado de la cobertura nubosa, el régimen térmico del sistema tierraatmósfera y del estado de la capa de hielo. Las fotos de la nubosidad permiten identificar y seguir de cerca en la escala global diferentes objetos sinópticos como los sistemas de baja presión atmosférica, los sistemas frontales, las corrientes en chorro, la ubicación de la zona de convergencia intertropical, los ciclones tropicales, etc., todo dependiendo de las especificaciones técnicas de los sensores, de la altura del satélite y tipo de órbita. La parte de la meteorología que estudia los fenómenos meteorológicos con ayuda de los satélites artificiales de la Tierra se llama meteorología satelital. Hoy no se conciben los vuelos intercontinentales, los vuelos espaciales, todos los sistemas de transporte global aéreo, terrestre, marítimo y fluvial, las actividades de turismo y las actividades productivas, sin el apoyo meteorológico. Mapa 1. Vientos estimados en la atmósfera superior con base en las imágenes en la banda de vapor de agua del satélite geoestacionario medioambiental GOES 12 de la NOAA. Comisión Colombiana del Espacio Actualmente la NOAA tiene en el espacio el satélite Quikscat, que por cierto ha logrado estar operativo más allá del tiempo estimado, y sirve para detectar la dirección y velocidad del viento en las cercanías de la superficie marina, aprovechando su capacidad de emisión de microondas que rebotan de la superficie marina, transparentes a la nubosidad, información muy útil para detectar torbellinos de vientos sobre mar, como los huracanes o sistemas tropicales en formación (ver mapa 2). Un sistema similar posee la Unión Europea, montado en el satélite Ascat. Esta información es importante para las actividades oceanológicas de previsión del tiempo y de fenómenos peligrosos para las islas y zonas oceánicas o zonas costeras a donde puede llegar la onda producida, inclusive a miles de kilómetros en forma de marejada o marea de tormenta por diferentes fenómenos meteorológicos y marinos, como los huracanes o sistemas frontales. Toda esta información está operativa y al servicio de los meteorólogos y oceanólogos. Mapa 3. Viento en la superficie marina previsto por el modelo global americano GFS. Nótese que los colores verdes, azules y morados corresponden a vientos que se estiman más fuertes mientras los tonos rosados corresponden a vientos débiles Otra aplicación de los satélites meteorológicos, tiene que ver con la estimación de la lluvia que, aunque para el caso de Colombia se aproxima al estimarse para un punto geográfico, da una buena idea de la magnitud de las precipitaciones para sectores más extensos (ver imagen 1) 47 Mapa 2. Vientos sobre la superficie marina estimados con un radar de microondas incorporado en el satélite americano Quikscat. Los datos de dirección y velocidad del viento obtenidos en la superficie marina y en los niveles superiores de la atmósfera, además de otros datos, como perfiles de temperatura y humedad obtenidos satelitalmente son información de insumo para los modelos y entran al sistema de asimilación de los mismos, para obtener las salidas numéricas en diferentes escalas espaciales. En particular, los modelos globales dan una perspectiva del estado del tiempo hasta un horizonte de diez días, aunque en el área ecuatorial, la experiencia indica que su habilidad mayor está en los primeros tres días. Los modelos de mesoescala, o modelos regionales, precisan más el pronóstico del tiempo en áreas de ocurrencia de fenómenos convectivos o locales donde la topografía incide sustancialmente en las lluvias y el comportamiento de otros parámetros, como es el caso de Colombia, hace que el pronosticador tenga que examinar las imágenes satelitales conjuntamente con la salida de los modelos meteorológicos para dictaminar las futuras condiciones meteorológicas. Un ejemplo de salida del modelo global GFS, que se utiliza en el Ideam, se presenta en el mapa 3. Imagen 1. Estimaciones de lluvia (mm./hora) para Centroamérica hechas por el Laboratorio de Investigación de la Marina de los Estados Unidos Sin embargo, los meteorólogos en Colombia usan con mayor frecuencia las imágenes infrarrojas del satélite geoestacionario GOES 12 para la vigilancia integral del medioambiente en horas del día o de la noche. Esta imagen es un mapa de temperaturas, cuyos valores dependen de la altura de la cima de la nube o de la superficie terrestre o marítima en ausencia de nubosidad y permiten destacar los núcleos nubosos más intensos (zonas de fuerte pluviosidad); las imágenes en la banda visible están disponibles en horas del día y retratan toda la nubosidad disponible tanto intensa como débil. Otro tipo de imagen, es la de vapor de agua que sirve mucho para estimar las corrientes de aire del nivel superior (ver imagen 2). Es importante mencionar que no todo lo que se ve intenso, Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra en cuanto a nubosidad en la imagen, corresponde exactamente a lluvia. Hay que analizar otro tipo de información, como los sondeos atmosféricos para precisar el diagnóstico; por lo tanto, las imágenes son una herramienta más y por lo tanto no pueden reemplazar al meteorólogo – pronosticador. Imagen 2. Imagen infrarroja obtenida del satélite GOES 12 en la estación terrena del Ideam. 48 En el Ideam, las tareas de pronóstico y alerta de fenómenos como los huracanes, los incendios forestales, los deslizamientos de tierra, las heladas, las crecientes e inundaciones se apoyan en este tipo de imágenes. Hacia el futuro quizás se pueda contar con imágenes de mayor resolución como las procedentes de los satélites Terra y Aqua que tienen un costo pero son de mayor resolución. 2. Imágenes para actividades de investigación Los satélites meteorológicos, mediante sensores especiales, también pueden medir los flujos de radiación emitida por la atmósfera y por otras superficies radiantes como el suelo o las nubes. Este tipo de información es muy útil para estudios que tengan que ver con los cambios en los flujos de radiación y el cambio climático, temas que todavía no se han explorado en Colombia. Otras actividades de investigación están relacionadas con el reconocimiento de los tipos de nubosidad y su asociación con patrones específicos de tiempo y clima en Colombia, algo que también está por hacerse. Existen estudios sobre la textura y estructura de los conglomerados nubosos para latitudes medias. Diferentes tipos de satélite se han lanzado al espacio, pero entre los medioambientales hay una clasificación por la altura de su órbita y por la inclinación de la misma con respecto al Ecuador. Colombia, por estar ubicada en la zona ecuatorial, tiene ventajas en el uso de los satélites de órbita geoestacionaria (a 36.000 kilómetros de altura) por cuanto, el satélite permanece casi estacionario sobre el mismo sitio permitiendo tener imágenes sucesivas, cada media hora. A pesar de esta ventaja comparativa, los costos de lanzamiento y operación de este tipo de satélites son muy elevados. Otro tipo de satélite de amplio uso, es el satélite de órbita circumpolar que sobrevuelan más las altas latitudes que las bajas, y su lanzamiento y operación requieren menores presupuestos. Luego de la selección del tipo de satélite de órbita baja, la determinación de los sensores a bordo del mismo estaría fijada por el uso requerido. Adicional a las tareas de investigación, para el Ideam es necesario que el satélite cumpla, con actividades relacionadas con la vigilancia del tiempo y el clima. Satélites meteorológicos de órbita baja: Estos se ubican en alturas comprendidas entre los 200 y los 1.200 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, toman imágenes de la nubosidad presente mediante sensores visibles (para el día), infrarrojos (día y noche) y en la banda de vapor de agua. Mediante diversas técnicas se permiten diferenciar los núcleos fuertes de precipitación, las formaciones nubosas peligrosas como los huracanes, frentes atmosféricos, y se puede seguir la evolución de la nubosidad sobre un sector determinado. Estas técnicas son muy útiles para el seguimiento de los huracanes y tormentas tropicales y la ceniza volcánica. Mediante un análisis de textura de las imágenes, se puede determinar el tipo y altura de la nubosidad y una lectura de los procesos inherentes con la formación de la misma. Un satélite de órbita polar puede tomar fotografía del 8% de la superficie del planeta y registrar los flujos de radiación del 20% de la superficie de la tierra en una sola revolución. El ángulo de inclinación de la órbita generalmente está entre los 60 y los 90 grados con respecto al ecuador geográfico. Satélites ambientales de órbita baja: Estos satélites permiten el monitoreo de los recursos naturales, en la detección de manchas calientes que puedan dar lugar a incendios forestales, o la detección de la humedad en los cultivos para determinar el estado de los mismos. Igualmente, sirven para determinar la extensión de las inundaciones en áreas bajas e inclusive el estado de la capa de hielo de los glaciares; así mismo, permiten determinar algunos cambios en el uso del suelo. Los más recientes satélites de órbita polar como Terra y Aqua, permiten tener imágenes de una alta resolución como deslizamientos de tierra localizados o incendios. Hoy en día, toda la información satelital que se recibe, sirve para la vigilancia (observación) de fenómenos de tiempo severo que en un momento dado representan una amenaza para las poblaciones y para la gestión de los desastres en Colombia. Debido a la compleja topografía colombiana, estos satélites dan información en aquellos sitios continentales o marítimos, que no cuentan con red hidrometeorológica, en sectores de montaña y en sitios muy remotos. El amplio campo de visón de estos satélites suple esta deficiencia de las redes superficiales. Como se expresó al comienzo, los mismos satélites que sirven para hacer vigilancia también son de utilidad para transmitir información de boyas o estaciones meteorológicas o hidrológicas ubicadas en sitios remotos en superficie, a centros de recepción cuando están bajo su campo de visión. Los pronosticadores del tiempo no conciben hoy su trabajo, sin el acceso a las imágenes satelitales. Comisión Colombiana del Espacio 3. Conclusiones El Ideam como autoridad hidrometeorológica y en cumplimiento de sus funciones como lo es la prestación de un servicio básico de pronóstico y alertas hace uso rutinario de las capacidades actuales de los satélites geoestacionarios ambientales GOES y parcialmente de los satélites de órbita polar como los de la serie NOAA y QUIKSCAT. Hay una buena experiencia en el uso de esta información por parte de los meteorólogos e hidrólogos y otros profesionales, que se ha facilitado gracias al acceso libre a las imágenes mediante los equipos actuales de recepción o mediante el acceso a Internet. Sin embargo debido a la topografía tan compleja como la colombiana y al crecimiento desmedido de las ciudades, muchas de ellas ubicadas en zonas de ladera propensas a crecientes y deslizamientos de tierra por acción de las lluvias, se hace imperativo tener acceso a productos satelitales de mayor resolución y en tiempo operativo, para tener una mayor precisión. Productos de satélites como TERRA, AQUA y de otros satélites de órbita polar serían bienvenidos en los siguientes años una vez los costos para la adquisición de sus productos sean reducidos. De otra parte, partiendo de una futura implementación de Sistemas Locales de Alerta Temprana –SAT–, es imprescindible iniciar desde ya capacitación en estas temáticas a nivel de ciudades principales e intermedias. Referencias Bibliográficas Mijail, G. (1975). Sputnikaia Meteorologuia. Meteorología Satelital. Leningrad. Imagen 3. Huracán IVAN, categoría 5 pasando muy cerca de la península de la Guajira. Imagen del satélite GOES obtenida en la estación satelital del IDEAM en 2004. Organización Mundial Meteorológica, (1982). Los Satélites en la Meteorología, la Oceanografía y la Hidrología, Nº 585. 49 EVIDENCIAS DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN COLOMBIA - ANÁLISIS DE TENDENCIAS DE PRECIPITACIÓN Y TEMPERATURA PARA DIFERENTES PISOS TÉRMICOS Henry Oswaldo Benavides Ballesteros1 Resumen Al realizar el análisis de tendencias de precipitación acumulada anual y temperatura (máxima, media y mínima) para algunas estaciones en diferentes pisos térmicos, se encontró que el comportamiento de la tendencia de la precipitación no depende de la altitud, sino de diferentes fenómenos atmosféricos de carácter local, regional y global y factores climáticos, como la orografía, que contribuyen a su variabilidad espacio – temporal. Se logró establecer una tendencia a la disminución de la precipitación total anual sobre la cordillera oriental y al suroccidente del país y tendencia al aumento en el resto del territorio nacional. Finalmente se determinó, que sin importar si la precipitación total anual disminuya o aumente, en la mayoría de las estaciones hay una tendencia al aumento de las precipitaciones de alta intensidad. En cuanto a las tendencias de la temperatura, no se observa una relación entre la altura y el aumento de las temperaturas (tendencia positiva), a pesar de que se presentan incrementos considerables en las estaciones de piso térmico frío y páramo. Se estableció que en las estaciones de clima frío, templado y cálido se presenta un mayor incremento en la temperatura mínima (asociada a la noche) que en la máxima (asociada al día), excepto en las estaciones de clima cálido cercanas al mar, en donde gracias a que el océano actúa como un agente amortiguador de la temperatura en la noche, los mayores incrementos se dan en la temperatura máxima (día). En las estaciones de páramo, por el contrario, se presenta un mayor incremento en la temperatura máxima (asociada al día) que en la mínima (asociada a la noche). Los incrementos en la temperatura máxima son apreciables, mientras que en la temperatura mínima son muy bajos, incluso en las estaciones El Paraíso y El Cocuy se presenta una tendencia negativa (ver tabla No. 5). Finalmente, al promediar las tendencias de la temperatura media para todas las estaciones analizadas, en los diferentes pisos térmicos, se obtiene una tasa lineal de calentamiento promedio de 0,16ºC por década. Palabras Claves: Cambio Climático, Tendencias de Precipitación y Temperatura. Abstract When performing trend analysis of annual accumulated precipitation and temperature (maximum, average and minimum) for some thermal stations at different floors, it was found that the behaviour of the precipitation trend doesn’t depend of the altitude, but on different atmospheric phenomena ( and even the hills) that contribute to variation in space - time, while there is no clear the relationship between the high and rising temperatures (positive trend), although they are substantial increases in cold thermal floor and paramo. It also succeeded in establishing a trend of decrease in total annual precipitation on the East Mountains and southwest of the country and the rising trend in the rest of the country. Finally it doesn’t matter if the total annual precipitation decreases or increases, in most stations there is an upward trend in highintensity rainfall. Concerning the analysis of temperature trends are able to establish that cold, warm and temperate stations presents a further increase in the minimum temperature (associated with the night) than the maximum (associated to the day), except warm weather stations near the sea where the ocean acts as an agent of the shock temperature at night, so the increases occurring in the maximum temperature (day). At the paramo stations by contrast, show a further increase in the maximum temperature (and day) that the minimum (associated with the night). Increases in temperature are significant, while the minimum temperature is very low, even at stations in El Paraíso and El Cocuy is a negative trend. Finally, by averaging of the temperature trends for all the analyzed stations in different thermal floors, gives an average linear rate of warming of 0.16 º C per decade. Keywords: Climate Change, Trends in Precipitation and Temperature. 1 Ingeniero Químico con especialización en Ingeniería Ambiental y maestría en Meteorología de la Universidad Nacional. Profesional Especializado de la Subdirección de Meteorología del Ideam. heben@ideam.gov.co Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Introducción La Subdirección de Meteorología del Ideam, ha generado indicadores sobre algunas evidencias del Cambio Climático en algunas ciudades de Colombia, basados en el análisis de las series históricas de información de precipitación acumulada diaria (en algunas estaciones con datos desde la década de los treinta del siglo pasado) y de los extremos diarios de temperatura (mínima y máxima del día, registrados desde mediados de la década de los setenta), utilizando el programa Rclimdex. En el presente artículo se utilizó la información del indicador Prctot (precipitación total del año, ver listado de indicadores en la tabla No. 2), generado por dicho programa, para analizar las tendencias de la precipitación en diferentes pisos térmicos. Por otro lado, se analizaron las tendencias de las series históricas de la temperatura máxima, media y mínima del día en algunas estaciones de diferentes pisos térmicos. Antes de estimar las tendencias en las temperaturas medias y en las de temperaturas máximas y mínimas de las estaciones de páramo, se realizó un rápido control de calidad a los datos de la serie, mientras que, para las temperaturas máximas y mínimas el control de calidad fue más riguroso (ver sección 3), ya que se aprovechó el que se hizo con el Rclimdex. fácil de usar para el cálculo de índices de extremos climáticos para monitorear y detectar cambio climático, desarrollado por Byron Gleason del National Climate Data Centre (NCDC) de NOAA y usado en talleres CCl/CLIVAR sobre índices climáticos desde el 2001. El objetivo original fue colocar ClimDex en un ambiente que no dependa de un sistema operativo determinado. Fue muy importante usar R como la nueva plataforma, dado que R es un software muy robusto y poderoso para gráficos y análisis estadístico y puede ser ejecutado tanto en ambientes Windows como Unix. Al montarse en esta nueva plataforma surgió el programa RClimDex (1.0), el cual está diseñado para proporcionar una interfase amigable para calcular índices de extremos climáticos. Calcula 27 índices básicos recomendados por el equipo de expertos de CCl/CLIVAR para “Climate Change Detection Monitoring and Indices” (ETCCDMI) así como también otros índices de temperatura y precipitación con límites definidos por el usuario. Uno de los principales objetivos de construir índices de extremos climáticos es para usarlos en estudios de monitoreo y detección de cambios climáticos. 2. Ubicación de las estaciones analizadas 1. Descripción del programa Rclimdex Inicialmente se desarrolló el ClimDex que es un programa basado en Microsoft Excel, que proporciona un paquete computacional 52 Los datos diarios de precipitación utilizados en este análisis aplicando el programa Rclimdex, corresponden a 17 estaciones distribuidas por todo el país, las cuales pertenecen principalmente a aeropuertos (ver tabla 1 y mapa 1). Tabla 1. Estaciones analizadas con el programa Rclimdex ELEVACIÓN (m.s.n.m.) AÑO DE INICIO 81.72 1 1969 4.72 74.15 2547 1972 80241 4.55 70.93 171 1969 Valle del Cauca 80259 3.55 76.38 961 1972 Aeropuerto Antonio Nariño/Pasto Nariño 80342 1.40 77.28 1796 1957 Aeropuerto Vásquez Cobo/Leticia Meta 80398 4.15 69.95 84 1969 Aeropuerto El Edén/Armenia Quindío 80211 4.47 75.77 1204 1949 Aeropuerto El Caraño/Quibdó Chocó 80144 5.70 76.65 53 1947 NOMBRE ESTACIÓN Aeropuerto Sesquicentena/San Andrés Aeropuerto El Dorado/Bogotá Las Gaviotas Aeropuerto Alfonso Bonilla Aragón/Cali Aeropuerto Benito Salas/Neiva LATITUD LONGITUD (°) (°) DEPARTAMENTO CÓDIGO San Andrés 80001 12.58 Cundinamarca 80222 Vichada Huila 80315 2.97 75.30 439 1969 Aeropuerto Camilo Daza/Cúcuta Norte de Santander 80097 7.93 72.52 250 1941 Aeropuerto Olaya Herrera/Medellín Antioquia 80110 6.22 75.58 1490 1969 Aeropuerto Simón Bolívar/Santa Marta Bolívar 80009 11.13 74.23 4 1952 Aeropuerto Yariguies/Barrancabermeja Santander 80091 7.02 73.80 126 1931 Aeropuerto G. León Valencia/Popayán Cauca 80308 2.43 76.58 1730 1941 Vichada 80139 6.18 67.48 50 1972 4.70 74.22 2543 1954 7.13 73.18 1189 1974 Aeropuerto Pto. Carreño/Puerto Carreño Tibaitata/Cundinamarca Aeropuerto Palonegro/Lebrija-Santander Cundinamarca Santander 80094 Comisión Colombiana del Espacio 1979 1979 1979 1979 1979 1979 1979 1979 1979 1979 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 11 12 13 14 15 16 18 19 20 0.0 0.4 20.2 0.0 0.0 0.1 4.9 2.9 5.6 3.6 18.0 17.6 18.5 21.5 19.6 20.0 19.7 18.4 20.4 18.9 3.6 9.0 7.0 7.7 6.5 9.0 9.8 11.8 8.8 10.4 Nota 1: Ejemplo de formato de datos para el archivo de datos inicial (Columna en la siguiente secuencia: Año, Mes, Día, Precipitación, TMAX, TMIN. Unidades de PRCP: milímetros y unidades de Temperatura: grados Celsius) para la estación El Dorado (Bogotá). i. El CC interno de Rclimdex desarrolla el siguiente procedimiento: a) Reemplaza todos los datos faltantes (actualmente codificados como -99.9) en un formato interno que reconoce R (Ej.: NA, no disponible) y b) Reemplaza todos los valores no razonables por NA. Estos valores incluyen: -Cantidades de precipitación diarias menores que cero, y -Temperatura máxima diaria menor que temperatura mínima diaria. ii. CC realizado por el usuario: Mapa 1. Ubicación de las estaciones a)Se identifican valores extremos (“outliers”) en temperaturas diarias máximas y mínimas. Los valores extremos son valores diarios que se encuentran fuera de los rangos establecidos para una región definida por el usuario. 3. Indicadores generados por el Rclimdex Después de cargar los datos diarios de precipitación y temperatura máxima y mínima al programa Rclimdex (de acuerdo al formato para el archivo de datos inicial de la Nota No. 1), se realiza el Control de Calidad (CC) de los datos (prerrequisito para el cálculo de los índices), el cual consta de un CC interno del software y un CC realizado por el usuario; encontrándose: b)Se escoge la media + 4, 3.5 y 3,0 desviaciones típicas para marcar los datos problemáticos de temperatura. c)Finalmente el usuario define si acepta, modifica o elimina el dato. Después del CC el programa genera los siguientes indicadores: Tabla 2. Indicadores generados por el programa Rclimdex CÓDIGO INDICADOR / (UNIDAD) 01 CDD (Días) Mayor número de días secos consecutivos en un año 02 CWD (Días) Mayor número de días húmedos consecutivos en un año 07 PRCTOT (mm) Precipitación total al año 08 R10mm (Días) Número de días en un año con lluvia mayor a 10mm 09 R20mm (Días) Número de días en un año con lluvia mayor a 20mm 10 R40mm (Días) Número de días en un año con lluvia mayor a 40mm 11 R95P (mm) Número de días en un año con lluvia mayor al percentil 95 para los días húmedos (Prec. > 1,0mm) 12 R99P (mm) Número de días en un año con lluvia mayor al percentil 99 para los días húmedos (Prec. > 1,0mm) 13 RX1day (mm) Máximo anual de precipitación en 1 día 14 RX5day (mm) Máximo anual de precipitación en 5 días consecutivos 15 SDII (mm/día) 03 DTR (°C) DETALLE AGRUPACIONES Asociados al comportamiento de la precipitación y de eventos extremos de lluvia Precipitación total anual /días con lluvia al año con (Prec. > 1,0mm) Diferencia media mensual entre la Temperatura. Máxima. y la Temperatura. Minima El rango entre la T máx. y la T min. 53 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra 54 CÓDIGO INDICADOR / (UNIDAD) 04 FD__ (Días) Número de días al año cuando la temperatura mínima es menor al rango bajo de la Temperatura Mínima. (Equivalente al percentil 33) 06 ID__ (Días) Número de días al año cuando la temperatura mínima es mayor al rango alto de la Temperatura Mínima (Equivalente al percentil 66) 18 TN10P (Días) Noches frías: % de días con Temperatura Mínima. menor al Percentil 10 19 TN90P (Días) Noches calientes: % de días con Temperatura Mínima mayor al Percentil 90 22 TR20 (Días) Noches calientes (2): Días al año cuando la temperatura mínima diaria es mayor a 20°C 20 TNN (°C) Temperatura nocturna mínima: Valor mensual mínimo de la temperatura mínima diaria DETALLE AGRUPACIONES 21 TNX (°C) 28 CSDI (Días) Conteo anual de días (por lo menos 6 días consecutivos) en que la temperatura mínima (TN) < percentil 10 (duración de períodos fríos) Asociados al comportamiento de la temperatura mínima (temperatura en la noche) Temperatura nocturna máxima: Valor mensual máximo de la temperatura mínima diaria 16 SU25 (Días) Días al año con Temperaturas máximas mayor a 25°C 23 TR__ (Días) Número de días al año cuando la temperatura máxima es menor al rango bajo de la Temperatura Máxima (Equivalente al percentil 33) 17 SU__(Días) Número de días en un año cuando la temperatura máxima es mayor al rango alto de la Temperatura Máxima. (Equivalente al percentil 66) 24 TX10P (Días) Días fríos: % de días con Temperatura Máxima menor al percentil 10 25 TX90P (Días) Días calientes: % de días con Temperatura Máxima mayor al percentil 90 26 TXN (°C) Temperatura diaria mínima: Valor mensual mínimo de la temperatura máxima diaria 27 TXX (°C) Temperatura diaria máxima: Valor mensual máximo de la temperatura máxima diaria 29 WSDI (Días) Asociados al comportamiento de la temperatura máxima (temperatura en el día) Conteo anual de días (por lo menos 6 días consecutivos) en que la temperatura máxima (TX) > percentil 90 (duración de períodos calientes) Para propósitos de visualización el Rclimdex grafica series anuales, junto con tendencias calculadas por regresión lineal de mínimos cuadrados (línea sólida) y regresión lineal con ponderamientos locales (línea punteada), definida como la media móvil, tal como se muestra en la figura 1. En la parte inferior de los gráficos se muestran datos estadísticos de la serie. Se destaca el p-value, el cual indica si la serie es estadísticamente significativa (p-value < 0,05) o no y la tendencia estimada (slope estimate). b. Indicador precipitación acumulada anual Figura 1. Ejemplo del indicador PRCPTOT para Bogotá y Tibaitatá donde la serie tiene tendencia negativa. 4. Generación de tendencias de precipitación y temperatura a. Indicador precipitación acumulada anual En el presente artículo se utilizó la información del indicador PRCTOT (precipitación total del año) generado por el Rclimdex, para analizar las tendencias de la precipitación en diferentes pisos térmicos. Por otro lado, se analizaron las tendencias de las series históricas de la temperatura diaria máxima, media y mínima en algunas estaciones de diferentes pisos térmicos. Antes de estimar las tendencias en las Comisión Colombiana del Espacio temperaturas medias y en las de las temperaturas máximas y mínimas de las estaciones de páramo, se realizó un rápido control de calidad a los datos de la serie, eliminando datos ilógicos para la estación, mientras que, para las temperaturas máximas y mínimas el control de calidad fue más riguroso, ya que se aprovechó el realizado con el Rclimdex. El período analizado para la precipitación en las diferentes estaciones se presenta en la tabla No. 1, para la temperatura máxima y mínima es generalmente entre 1976 y 2004 y la media fue entre 1976 y 2008. Indicador Relacionado con la Precipitación Total Anual 5. Resultados 5.1 Asociados al análisis de la precipitación Uno de los resultados obtenidos con el indicador relacionado con la precipitación total anual es que en gran parte del país hay tendencia al incremento de la precipitación anual (ver mapa 2, resaltado con estrellas azules), mientras que hacia el suroccidente se presenta una tendencia a la disminución, así como en zonas de la Cordillera oriental (Bogotá, Bucaramanga y Cúcuta) y en la Isla de San Andrés. Mapa 2. Tendencia de la precipitación total anual. La tendencia positiva (azul) está relacionada con un aumento en las precipitaciones y la tendencia negativa (rojo) con disminución. (Fuente: Ideam). Según la tabla 3, el comportamiento de la tendencia de la precipitación NO DEPENDE DE LA ALTITUD, sino de diferentes fenómenos atmosféricos de carácter local, regional y global y factores climáticos, como la orografía, que contribuyen a su variabilidad espacio – temporal. Tabla 3. Tendencias de precipitación total anual según los pisos térmicos PISO TÉRMICO FRÍO Nombre Estación Elevación (m.s.n.m.) Primer año disponible Ultimo año disponible Tendencia (milímetros/año) Aeropuerto El Dorado/Bogotá 2547 1972 Junio de 2004 -2.0 Tibaitata/Cundinamarca 2543 1954 2004 -1.4 PISO TÉRMICO TEMPLADO Nombre Estación Aeropuerto G L Valencia/Popayán Elevación (m.s.n.m.) Primer año disponible 1730 1941 Ultimo año disponible 2004 Tendencia (milímetros/año) -6.5 Aeropuerto Antonio Nariño/Pasto 1796 1957 Julio de 2004 -4.9 Aeropuerto Olaya Herrera/Medellín 1490 1969 Abril de 2004 (+) 0.4 Aeropuerto El Edén/Armenia 1204 1949 Julio de 2004 (+) 5.8 PISO TÉRMICO CÁLIDO Nombre Estación Elevación (m.s.n.m.) Primer año disponible Aeropuerto Sesquicentena/San Andrés 1 1969 Enero de 2004 -5.2 Aeropuerto Simón Bolívar/Santa Marta 4 1952 Julio de 2004 (+) 7.1 Aeropuerto Vásquez Cobo/Leticia 84 1969 Agosto de 2003 (+) 12.5 El análisis de las tendencias es un poco variable, ya que cambia con el período analizado, tal como se muestra en la figura 2, en donde, aunque hay una tendencia general positiva (figura a) y negativa (figura b), respectivamente, la línea punteada de la media móvil en los últimos 10 años presenta una tendencia opuesta en los aeropuertos de Leticia y San Andrés. Esta es la dificultad al analizar tendencias en precipitación, ya que dependiendo del período analizado, el signo y el valor de la tendencia puede variar drásticamente. Ultimo año disponible Tendencia (milímetros/año) a. Indicador precipitación total en Aeropuerto de Leticia 55 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Aeropto. El Caraño/Quibdó TENDENCIA PRECIPITACIÓN TOTAL AÑO + Aeropto. Benito Salas/Neiva + Las Gaviotas + + Aeropto. Olaya Herrera/Medellín + + Aeropto. Simón Bolívar/Santa Marta + + Tibaitata (-) + Aeropto. Guillermo León V. Popayán (-) + Aeropto. Yariguies/Barranca + + Pto. Carreño + + ESTACIÓN PRECIPITACIONES DE ALTA INTENSIDAD + + (-) Tendencia negativa (disminución) (+) Tendencia positiva (aumento) Nota: 1) Las celdas con color gris indican que los indicadores tienen una alta significancia estadística. b. Indicador precipitación total en Aeropuerto de San Andrés Figura 2. Ejemplo de cambios en las tendencias dependiendo del periodo de la serie escogido. Con el análisis de los indicadores del Rclimdex se determinó, que sin importar si la precipitación total anual disminuya o aumente, en la mayoría de las estaciones hay una tendencia al aumento de las precipitaciones de alta intensidad (denotado por un signo positivo), excepto en Bucaramanga y Pasto (tampoco es clara la señal en Cúcuta). Las estaciones que presentan mayor significancia estadística son Medellín, Santa Marta y Leticia. 56 Tabla 4. Resumen del comportamiento de las tendencias de precipitación generados por el Rclimdex para Colombia ESTACIÓN Aeropto. Sesquicentena/San Andrés TENDENCIA PRECIPITACIÓN TOTAL AÑO (-) PRECIPITACIONES DE ALTA INTENSIDAD + Aeropto. Eldorado/Bogotá (-) + Aeropto. Camilo Daza/Cúcuta (-) (+) Aeropto. Palonegro/Bucaramanga (-) (-) Aeropto. Alfonso Bonilla Aragón/Cali (-) + Aeropto. Antonio Nariño/Pasto (-) (-) Aeropto. Vásquez Cobo/Leticia + + Aeropto. El Edén/Armenia + + El anterior resultado está acorde con la siguiente conclusión del Cuarto informe del Panel Intergubernamental de expertos sobre Cambio Climático (IPCC): “se ha incrementado la frecuencia de precipitaciones más fuertes sobre la mayoría de las áreas continentales, lo cual es consistente con el calentamiento observado y los incrementos de vapor de agua atmosférico”. 5.2 Asociados al análisis de la temperatura Los resultados del análisis de las series históricas de la temperatura máxima, media y mínima del día en las estaciones para los diferentes pisos térmicos se presenta en la tabla No. 5. En general, no se observa una clara relación entre la altura y el aumento en la tendencia de las temperaturas (tendencia positiva), a pesar de que se presentan incrementos considerables en las estaciones de piso térmico frío y páramo. En las estaciones de clima frío se presenta un mayor incremento en la temperatura mínima (asociada a la noche) que en la máxima (asociada al día). En las estaciones de clima templado, también se presenta un mayor incremento en la temperatura mínima que en la máxima (excepto Popayán). Incluso hay estaciones con tendencias negativas (disminución de la temperatura), pero en estos casos la disminución es menor en la temperatura mínima que en la máxima. Tabla 5. Resumen de las tendencias de temperatura para diferentes pisos térmicos NOMBRE ESTACIÓN Las Brisas (Villamaría, Caldas) Sierra Nevada El Cocuy (Güicán, Boyacá) Berlín (Tona, Santander) El Paraíso (Túquerres, Nariño) Aeropuerto El Dorado/Bogotá Tibaitata/Cundinamarca Aeropuerto G. L. Valencia/Popayán Aeropuerto Antonio Nariño/Pasto TENDENCIA EN ºC/10 AÑOS ELEVACIÓN (m.s.n.m.) TEMPERATURA MÁXIMA TEMPERATURA MEDIA PISO TÉRMICO PÁRAMO ALTO (entre 3701 y 4200 metros) 4141 (+) 1.17 (+) 0.29 3716 (+) 0.97 (+) 0.52 PISO TÉRMICO PÁRAMO BAJO (entre 3001 y 3700 metros) 3214 (+) 0.37 (+) 0.07 3120 (+) 0.54 (+) 0.05 PISO TÉRMICO FRÍO (entre 2001 y 3000 metros) 2547 (+) 0.12 (+) 0.12 2543 (+) 0.30 (+) 0.35 PISO TÉRMICO TEMPLADO (entre 1001 y 2000 metros) 1730 (+) 0.43 (+) 0.16 1796 (-) 0.04 (-) 0.07 TEMPERATURA MÍNIMA (+) 0.24 (-) 0.36 (+) 0.04 (-) 0.04 (+) 0.42 (+) 0.34 (+) 0.21 (-) 0.01 Comisión Colombiana del Espacio NOMBRE ESTACIÓN Aeropuerto Olaya Herrera/Medellín Aeropuerto El Edén/Armenia Aeropuerto Sesquicentena/San Andrés Aeropuerto Simón Bolívar/Santa Marta Aeropuerto El Caraño/Quibdó Aeropuerto Vásquez Cobo/Leticia TENDENCIA EN ºC/10 AÑOS ELEVACIÓN (m.s.n.m.) TEMPERATURA MÁXIMA TEMPERATURA MEDIA 1490 (+) 0.04 (+) 0.33 1204 (-) 0.06 (-) 0.11 PISO TÉRMICO CÁLIDO (entre cero y 1000 metros) 1 (+) 0.38 (+) 0.095 4 (+) 0.41 (+) 0.14 53 (+) 0.099 (+) 0.12 84 (+) 0.16 (+) 0.22 TEMPERATURA MÍNIMA (+) 0.38 (+) 0.073 (-) 0.07 (+) 0.23 (+) 0.16 (+) 0.26 En las estaciones de clima, se presenta un mayor incremento en la temperatura mínima que en la máxima, excepto en las estaciones cercanas al mar, donde el océano actúa como un agente amortiguador de la temperatura en la noche (ocasionado por las diferencias de calor específico entre el agua y el suelo y como resultado de la brisa tierra-mar), por lo que los mayores incrementos se dan en la temperatura máxima (día). espacio – temporal; b) Se presenta una tendencia a la disminución de la precipitación sobre la cordillera oriental y al suroccidente del país y tendencia al aumento en el resto del territorio nacional, y finalmente c) Se determinó, que sin importar si la precipitación total anual disminuya o aumente, en la mayoría de las estaciones hay una tendencia al aumento de las precipitaciones de alta intensidad. A diferencia de las tendencias encontradas en la mayoría de las estaciones analizadas en los otros pisos térmicos, en las estaciones de páramo se presenta un mayor incremento en la temperatura máxima (asociada al día) que en la mínima (asociada a la noche). Los incrementos en la temperatura máxima son apreciables y posiblemente ocasionados por un menor espesor de la capa atmosférica, que poco ayuda a amortiguar la incidencia de la radiación solar. Por otro lado, en la temperatura mínima los incrementos son muy bajos, incluso en las estaciones El Paraíso y El Cocuy se presenta una tendencia negativa (asociado posiblemente, a noches con bajas nubosidades donde la temperatura puede disminuir bastante). Para la temperatura se analizaron las series históricas de media, máxima y mínima con los siguientes resultados: En general, en la mayoría de las estaciones hay una tendencia al aumento de las temperaturas máximas y mínimas, lo que quiere decir que tanto las noches como los días son más calientes. Los anteriores resultados están acorde con la siguiente conclusión del Cuarto Informe del IPCC: “Se han observado cambios en las temperaturas extremas en los últimos 50 años, representado en noches y días más calientes en áreas continentales, días fríos y heladas menos frecuentes y olas de calor más abundantes”. En el Cuarto Informe del IPCC se presenta el siguiente resultado: “La tendencia lineal de aumento de la temperatura para el periodo 1906-2005 de 0,74ºC es mayor a la tendencia de 0,6ºC para el periodo 1901-2000. La tasa lineal de calentamiento promedio de los últimos 50 años es de 0,13ºC por década y es casi el doble al promedio de los últimos 100 años”. a) No se observa una clara relación entre la altura y el aumento de las temperaturas (tendencia positiva), a pesar de que se presentan incrementos considerables en las estaciones de piso térmico frío y páramo. b) En general, las estaciones de clima frío, templado y cálido presentan un mayor incremento en la temperatura mínima (asociada a la noche) que en la máxima (asociada al día), excepto en las estaciones de clima cálido cercanas al mar, donde el océano actúa como un agente amortiguador de la temperatura en la noche (ocasionado por las diferencias de calor especifico entre el agua y el suelo y como resultado de la brisa tierra-mar), por lo que los mayores incrementos se dan en la temperatura máxima (día). c) En las estaciones de páramo, por el contrario, se presenta un mayor incremento en la temperatura máxima (asociada al día) que en la mínima (asociada a la noche). Los incrementos en la temperatura máxima son apreciables, mientras que en la temperatura mínima son muy bajos, incluso en las estaciones El Paraíso y El Cocuy se presenta una tendencia negativa. d) Al promediar las tendencias de la temperatura media para todas las estaciones analizadas en los diferentes pisos térmicos, se obtiene una tasa lineal de calentamiento promedio de 0,16ºC por década. Al promediar las tendencias de la temperatura media para todas las estaciones analizadas en los diferentes pisos térmicos, se obtiene una tasa lineal de calentamiento promedio de 0,16ºC por década. Referencias Bibliográficas 6. Conclusiones Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC. (2007). Informe del Grupo de Trabajo I como contribución al Cuarto Reporte de Evaluación del IPCC. “Climate Change 2007: The Physical Science Basis”. Para precipitación se utilizaron los resultados generados por el software Rclimdex, en los cuales se encontró que: a) El comportamiento de la tendencia de la precipitación acumulada anual NO DEPENDE de la altitud, sino de diferentes fenómenos atmosféricos (e incluso la orografía) que contribuyen a su variabilidad Benavides, H. (2007). Análisis de índices de extremos climáticos para Colombia usando el RCLIMDEX. Nota técnica. IDEAM. Santos, JL. (2004). Manual del usuario del RCLIMDEX 1.0. Versión en Español. Centro Internacional para la Investigación del Fenómeno de El Niño. CIIFEN. 57 ALGORITMO USADO PARA ESTIMAR ENERGÍA EÓLICA EN COLOMBIA José Franklyn Ruiz Murcia1 Henry Josué Zapata Lesmes2 Resumen El siguiente trabajo muestra el algoritmo desarrollado dentro del convenio marco Ideam – Upme, para deducir la densidad de energía eólica a partir del campo del viento a 10 metros de altura, la temperatura del aire y la presión atmosférica; por lo tanto, se presentan los datos que se tuvieron en cuenta para los análisis finales, el tratamiento de la interpolación espacial del viento considerando que esta variable meteorológica es un vector y la ecuación final de energía eólica en función de variables meteorológicas. Palabras claves: Energía eólica, Viento, Recursos Naturales, Climatología del Viento. Abstract The following work shows the algorithm developed within the agreement frame Ideam – Upme, in order to deduce the wind power energy from the wind field to 10 meters of height, the air temperature and the atmospheric pressure; therefore, it shows the data that were considered for the final analyses, the treatment of the interpolation space of the wind, considering that this meteorological variable is a vector and the final equation of wind power energy is based on meteorological variables. Keywords: Wind Power Energy, Wind, Natural Resources, Wind Climatology. 1 2 Físico, Especialista y Msc en Meteorología, Universidad Nacional, Ideam, Subdirección de Meteorología, franruiz@ideam.gov.co, autor. Físico, Universidad Nacional, Unidad de Planeación Minero Energética –UPME–, Subdirección de Planeación Energética, henry. zapata@upme.gov.co, coautor. Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Introducción Inicialmente, para realizar el modelamiento del campo espacial del viento para cada una de las estaciones meteorológicas del país, se utilizaron las series de tiempo del viento disponibles por el Ideam, la CAR (Corporación Autónoma Regional), el Servicio Meteorológico Peruano y las deducidas a través de modelos meteorológicos por el National Center for Atmospheric Research (NCAR) de Estados Unidos y la Agencia Meteorológica Japonesa para la serie 19802000; las cuales fueron homogeneizadas y completadas por medio de modelos Arima (Modelos Autorregresivos Integrados con Meda Móvil) logrando obtener cubrimiento nacional. Una vez hecho esto, la técnica apuntó a generar los campos espaciales del viento, a través de métodos de interpolación que involucraron criterios físicos aplicables para una atmósfera como la que envuelve el territorio nacional. 60 El algoritmo diseñado implicó realizar los cálculos de dirección y velocidad del viento en superficie a una resolución fina de 10 x 10 kilómetros y a distintas alturas dentro de la capa superficial de la atmósfera con el uso de perfiles verticales de viento, los cuales requirieron además de la velocidad del viento en superficie, el conocimiento de la rugosidad superficial y las características físicas de la superficie del suelo. Finalmente, se presentan las ecuaciones de la densidad de energía eólica, que se necesitó aparte del conocimiento de la velocidad del viento a las alturas requeridas, el cálculo de la densidad del aire y la función de los campos de la presión atmosférica y de la temperatura del aire; que son variables que en el campo medio dependen de la elevación del terreno. Muchas de las ecuaciones y procedimientos utilizados para los análisis finales que se muestran en esta metodología, fueron extraídas de los algoritmos que se encuentran en el modelo meteorológico de mesoescala MM5; el cual permite simular desde el punto de vista de la física atmosférica, las condiciones meteorológicas reales y pronosticadas, teniendo en cuenta la orografía, los datos de cualquier modelo meteorológico global de baja resolución, la información de las estaciones meteorológicas y la que se puede obtener, a través de sensores remotos (Melo & Ruiz, 2004). El modelo como tal, considera la ecuación de la primera ley de la termodinámica, la conservación de la masa, los cambios de fase del agua y las técnicas para resolver procesos de pequeña escala en términos de la gran escala meteorológica denominados parametrizaciones (Yamagishi, 2003). 1. Información utilizada En esta parte del trabajo, se presenta la preparación de los datos de la red de ciento once (111) estaciones meteorológicas, que fueron consideradas para los análisis finales como la información complementaria, tomada de fuentes internacionales que se tuvieron en cuenta tanto para las zonas con baja densidad de estaciones en Colombia, como para las de frontera. Promedios mensuales: Estos datos se generaron a través de los datos horarios. Para cada dato de dirección ji y velocidad Vi de una hora específica y para cada una de las estaciones, se determinó el promedio así: por ejemplo, el mes de julio que tiene 31 días, tendrá 31 horas 01 para cada año; ahora para la serie 1982 – 1994 existirán 13 meses de julio que tendrán 13 x 31 = 403 datos de dirección y 403 datos de velocidad del viento de dicha hora; por lo tanto, existirán 403 datos de viento zonal u y 403 de viento meridional v; y el promedio de cada uno de los componentes es calculado así: u 01 v 01 = 1 N N = 403 1 N N = 403 ∑ − V senϕ i = i [1] i =1 ∑ − V cos ϕ i [2] i i =1 Por lo tanto, la dirección promedio de donde sopla el viento para la hora 01, será: DIR01 = 90° − v  360° tan −1  01  + α 2π  u 01  donde  0° u 01 < 0 180° u 01 ≥ 0 α = [3] Y la velocidad promedio resultante será: VEL01 = u 01 + v 01 2 2 [4] y así sucesivamente para las 24 horas restantes y para los otros meses del año. Este ciclo horario de la velocidad del viento fue importante más adelante para determinar el potencial eólico a nivel mensual (Ver ecuación [27]), ya que la densidad de energía eólica es una cantidad proporcional a: ( 1 24 horas 3 1 3 3 3 Vi = V 1 + V 2 + ⋅ ⋅ ⋅ + V 24 ∑ 24 i =1 24 ) [5] Promedio anual: Una vez obtenidos los promedios mensuales, se calcula el promedio anual a través del conocimiento del ciclo mensual. En este caso el promedio de las componentes horizontales de viento se realiza sobre los datos promedio del mismo mes para la cantidad de años con información existente, por ejemplo y siguiendo con el caso de julio (mes 07), si existiese 13 años disponibles, se tiene: u JUL v JUL = 1 = N 1 N N =13 ∑ − V senϕ i i =1 i [6] N =13 ∑ − V cos ϕ i i [7] i =1 Por lo tanto, la dirección promedio de donde sopla el viento para el mes 07, será: Comisión Colombiana del Espacio DIRJUL = 90° − 360° −1  v JUL  tan   +α 2π  u JUL  donde  0° u JUL < 0 ° u JUL ≥ 0 180  α = [8] Y la velocidad promedio resultante será: 2 2 VELJUL = u JUL + v JUL [9] Y de la misma forma se opera para el resto de los 11 meses del año y sobre cada una de las estaciones. Este ciclo mensual de la velocidad del viento será importante más adelante para determinar el potencial eólico a nivel anual (Ver ecuación [27]), ya que la densidad de energía eólica es una cantidad proporcional a: 1 12 meses 3 1 3 3 3 Vi = V ENE + V FEB + ⋅ ⋅ ⋅ + V DIC ∑ 12 i =1 12 ( ) [10] Adicionalmente para obtener información en la frontera, se completó la información de la red de referencia de los campos mensuales de dirección y velocidad del viento, con datos de baja resolución de 2.5 x 2.5° de reanálisis de NCAR; no obstante, el Ideam ya contaba con el software para extraer y ver los análisis de serie 1982-1994 (León & Zea, 1997). También se descargaron por Internet datos de NOMADS NCEP del National Center for Enviromental Prediction. El Servicio Meteorológico de Perú aportó información de la estación Tamishiyacu para la serie 1980-2000 tal como se muestra en la Fig. 1. Por otra parte, se obtuvieron los datos de dirección y velocidad del viento en superficie para la serie 1980-2000 del Modelo Acoplado Océano – Atmósfera de Alta Resolución del Japón con distanciamiento de 20 x 20 kilómetros en puntos de grilla en la horizontal; dicho modelo fue corrido en el cuarto supercomputador del mundo y primero para estudios de ciencias naturales, el “Earth Simulator” (Mizuta, et. al, 2005). El resultado del modelo japonés fue obtenido con datos meteorológicos de estaciones ubicadas alrededor del globo terrestre que recibe hora a hora la Agencia Meteorológica Japonesa a través del Sistema Mundial de Telecomunicaciones (SMT), de las cuales, Colombia reporta aproximadamente con 20 estaciones ubicadas principalmente en los aeropuertos del país. El algoritmo físico de este modelo, usa un esquema semilagrangiano de integración e involucra ecuaciones complejas de movimiento basadas en la segunda ley de Newton (conservación de la masa y la energía, la ecuación de continuidad y la ecuación de estado de gases) su ventaja radica, que a pesar de ser modelo global, es capaz de simular características regionales y locales considerando efectos topográficos y procesos físicos como radiación, esquemas de nubosidad, procesos físicos de la Capa Límite Planetaria, entre otros. Adicionalmente, para completar los cálculos de densidad de energía eólica, se obtuvo la información de los promedios mensuales multianuales de la línea base periodo 1961-1990 para las variables de temperatura del aire y presión atmosférica. 2. Interpolación espacial del viento 61 Para cada componente del viento, el método de interpolación espacial depende básicamente de la densidad y distancia de las estaciones, la dirección predominante del viento y la orografía. El viento como vector, tiene dirección j y magnitud representada por su velocidad V, por lo tanto, se puede descomponer en zonal u (sentido este-oeste) y meridional v (sentido norte-sur) de la siguiente manera: u = −Vsenϕ [11] v = −Vsenϕ [12] Y fueron cada una de estas componentes las que se interpolaron. En general, cuando se usa un software tipo Sistema de Información Geográfica (SIG), este suministra varios métodos de interpolación y ellos dependen básicamente de la densidad y la distancia entre los puntos de observación (Surfer for Windows, 1994). Figura 1. Red de estaciones de viento para calcular la densidad de energía eólica en Colombia El modelo meteorológico de mesoescala MM5 utiliza el método Cresman para interpolación espacial. Este método analiza la densidad de estaciones, la distancia entre ellas y tiene en cuenta la resolución del terreno y de los campos de primera aproximación para la meteorología (Duhia, et. al, 2004). Finalmente recomienda que los radios de influencia en los métodos de interpolación tengan que ser comparables con las distancias en las estaciones. Con base en este criterio y teniendo en cuenta que la información de otros campos medios que se necesitarán para el cálculo de energía, como los de Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra temperatura y tensión de vapor con las que cuenta el Ideam son más densas, y corresponden a 685 y 177 estaciones meteorológicas del país respectivamente, se utilizó el dominio espacial que se presenta en la tabla 1, para la modelación. Tabla 1. Resolución de la Malla de Interpolación Km RESOLUCIÓN (10km) MÁXIMO MÍNIMO DIFERENCIA LONGITUD -67,125 -79,125 12 1332 130 LATITUD 12,846 -4,404 17 1914.75 186 Para un total de 24.180 puntos de grilla resueltos, los cuales corresponden a una resolución aproximada de 10 x 10 kilómetros, ya que de lo contrario, si se utilizan resoluciones más finas, las interpolaciones con las condiciones que se presentan más adelante, tuvieron problemas debido a que el espaciamiento entre los datos corresponde a este orden de magnitud y no, a resoluciones tan finas como la del modelo de terreno Usgs, o aún resoluciones más gruesas como las de 2.5 y 5 kilómetros. Esto implica igualmente que el modelo de terreno también se ajustó a esta resolución (10 x 10km). del viento mientras que para la componente meridional del viento; anisotropía elíptica vertical con eje mayor a lo largo de la latitud (eje Y), es lo más conveniente. Esta interpolación así, está fundamentada teniendo en cuenta similitudes con lo que hace la interpolación Cressman en el modelo de Mesoescala MM5, la cual forja el campo de primera aproximación del viento hacia las observaciones mediante una interpolación óptima, con la diferencia de que el modelo MM5 observa el campo de viento que se está introduciendo en los campos horizontales de la atmósfera. Dependiendo del campo de viento que el módulo esté observando, la interpolación tipo Cressman puede elegir entre este tipo de anisotropías: a) Circular: cuando el campo espacial del viento es débil, b) Elíptico: cuando el campo espacial del viento es fuerte pero cuasi laminar y c) Banana: cuando el campo espacial del viento es curvo pero fuerte. Ya, con el uso del software Surfer y por la teoría expuesta, se utilizó como método de interpolación Krigging, dividiendo por octantes los datos espacializados en el tipo de alcance junto con anisotropías elípticas en las reglas de alcance para cada una de las componentes del viento. 3. Corrección del viento horizontal por orografía 62 Un software como Surfer, explica que cuando hay menos de 10 datos se debe considerar métodos como Krigging y Funciones Radiales Básicas. Para definir la tendencia recomienda Regresión Polinomial. Cuando el tamaño de los datos son menores a 250 observaciones, Krigging con un variograma lineal o Funciones Radiales Básicas con funciones multicuadráticas producen buenas representaciones. Con datos entre 250 y 1000 observaciones el método de Triangulación es rápido y da buena representación de los datos. Sin embargo, Krigging y las Funciones Radiales Básicas realizan el cálculo más lento pero mucho más fino. Para un conjunto de datos superior a 1000 observaciones, la Mínima Curvatura es un método rápido y produce una adecuada representación en los datos, Triangulación toma más tiempo pero mejora el resultado. No obstante, Krigging y la Función Radial Básica probablemente producen los mejores contornos, pero son demasiado lentos en el procesamiento de cómputo. Otra ventaja que tiene los métodos de interpolación que ofrece Surfer, es que puede analizar el tipo de alcance dividiendo espacialmente los datos por cuadrantes y/o por octantes, de manera que es capaz, para cada uno de los cuadrantes u octantes, analizar la densidad espacial de los datos y realizar la estimación de los pesos de forma distinta; situación que es importante para la distribución final del campo de viento ya que sectores como los Llanos Orientales y la Amazonía presentan una densidad muy baja de estaciones comparadas con las ubicadas en el resto del país. Una regla de alcance que permite dicho software, es que una vez seleccionado el tipo de alcance (simple, cuadrante u octante) elige el alcance de puntos a considerar cuando la interpolación se realiza. Para el caso de viento, anisotropía tipo elíptica horizontal con eje mayor a lo largo de la longitud (eje X), se aplica para la componente zonal Una vez interpoladas cada una de las componentes horizontales del viento, ellas deben ser corregidas por la orografía en cada punto de la malla. El módulo Nestdown de MM5 ofrece una solución para la corrección del viento horizontal por la orografía, basado en la diferencia de elevación de las superficies interpoladas sobre el terreno de dominio fino; para ello, dicho modelo requiere la variación de la velocidad a lo largo de una superficie sigma y la diferencia de presión entre dichos niveles de superficie. Basado en este argumento y siguiendo la física en la modelación que ofrece el mencionado módulo de MM5, se construyó la corrección por orografía para las componentes horizontales del viento de la siguiente manera. Para la corrección de la componente u:  ∆u  u kc =u k + f  ∆h  ∆x    ∆h  u kc =u k + f  ∆u   ∆x  o lo mismo que [13] donde ukc es el viento zonal corregido, uk es el viento en el punto k a corregir y, la función ƒ, es la corrección; que desde el punto de vista de la ecuación de la izquierda, puede interpretarse como la variación de la altura ∆h por el gradiente de u respecto a x (∆u/∆x a lo largo de una latitud) o, que desde el punto vista de la ecuación de la derecha puede interpretarse como la pendiente ∆h/∆x del terreno por la variación de u (∆u). Teniendo en cuenta la figura 2, se puede observar que: Comisión Colombiana del Espacio De esta forma se obtuvo la distribución del campo de viento tanto en dirección como en velocidad para cada uno de los meses. En conclusión, el modelo construido observa tres archivos, el campo de la orografía (alturas en metros), el campo del viento zonal y el campo del viento meridional (en m/s). Figura 2. Corrección del viento por orografía u Kc = u k + u k −1 − u k 1  LAT LAT u k − u k +1  hK − hKLAT + hKLAT −1 +1 − hK 2  ∆x ∆x  ( ) ( ) [14] El superíndice LAT, indica que son las alturas h que va encontrando el modelo a lo largo de la latitud en distintas longitudes separadas cada 10 kilómetros. Expandiendo la anterior ecuación y sacando factores comunes, se tiene que: Así mismo, esta corrección topográfica se puso a prueba para varios casos con orografías regulares, con el fin de observar que en estos casos la dirección y la velocidad no deben cambiar, puesto que ∆h = 0. También el modelo fue probado con orografías irregulares para observar cambios en las direcciones del flujo del viento. Entre los casos que más se examinaron, se encuentran el flujo encañonado, zonas de confluencia y difluencia en el flujo, ascenso y descenso orográfico y flujo valle montaña y viceversa. En general, los resultados mostraron que los ajustes en la velocidad no son más de 0.2m/s, pero en dirección puede haber variaciones hasta de 10 grados asegurando un suave trazado en las líneas de corriente. El resultado de la dirección y la velocidad del viento para Colombia se observa en la figura 3 para el promedio anual, donde las líneas de corriente (vectores) indican de dónde sopla el viento.  h LAT + h LAT − 2hkLAT  h LAT − hkLAT h LAT − hkLAT +1 +1  u k + k u kc = 1 + k −1 k +1 u k +1 + k u k −1 [15] x x x ∆ 2 2 2 ∆ ∆   63 Este dato corregido sirve como dato de entrada para el siguiente punto central de uk. y de esta forma se corrigen todos los uk en la malla fina del terreno. Similarmente se obtiene la corrección del viento meridional v a lo largo de una misma longitud (LON) a través de latitudes espaciadas cada 10 kilómetros: LON  h LON + hkLON +1 − 2hk v kc = 1 + k −1 2∆y   h LON − hkLON h LON − hkLON +1 +1  vk + k v k +1 + k v k −1 [16] 2 ∆ 2 ∆ y y  Sin embargo, para nuestro caso ∆y = ∆x. Por lo tanto, el viento horizontal corregido por orografía en el punto k es: Para la dirección: DIRkc = 90° − v  360° tan −1  kc  + α 2π  u kc   0° u kc < 0 180° u kc ≥ 0 α = donde [17] 4. Metodología usada para el cálculo de la energía eólica Para la velocidad: VELKC = u kc2 + v kc2 Figura 3. Dirección y velocidad del Viento para Colombia. [18] La Comisión Nacional para el Ahorro de Energía de la ciudad de México (Conae), presenta un marco teórico simple pero profundo, que consiste básicamente en el cálculo del aprovechamiento de viento en energía. El parámetro que interesa del viento es su energía Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra disponible, la cuál podrá ser convertida posteriormente a energía mecánica, química, eléctrica, etc. La energía está definida como la capacidad para producir trabajo y la potencia P, se define como la energía E por unidad de tiempo t, así: evaluar cuanto impacta la variación en un solo metro cuadrado. De la ecuación de potencia tenemos: P/A = 1/2 * 1 * 53 = 62.5 W/m2 P/A = 1/2 * 1 * 63 = 108.0 W/m2 P= E t [19] El viento se define como el movimiento del aire y por lo tanto tiene energía cinética Ec que de acuerdo con la física clásica, se define como: Ec = 1 mV 2 2 [20] aquí m es la masa del aire y V su velocidad. Pero la masa del aire está dada a través de la ecuación de densidad: ρ= m v [21] Donde ρ es la densidad, m la masa del aire y v el volumen ocupado por esta masa. El volumen v de aire es igual a la velocidad V a la que viaja el aire en un tiempo dado por unidad de área, esto es: 64 m ρv d = = ρ A = ρVA t t t [22] o lo mismo que: m = ρVAt , donde el volumen v se definió como distancia d por unidad de área A y, por definición clásica en la física, la razón entre espacio recorrido por unidad de tiempo d/t es la velocidad V. Por lo tanto, la potencia P será: 1 1 mV 2 ( ρVAt )V 2 1 E 2 = 2 = ρAV 3 P= = 2 t t t 1 N 3 ∑ Vn N n =1 kE = = 3 3 V  1 N  ∑ Vn   N n =1  1 N 3 ∑ Vn N n =1 [23] [24] Donde P/A se conoce como la densidad de potencia y se expresa en W/m2, la densidad del aire es diferente para cada sitio y solo para casos prácticos se puede asumir con un valor de 1 Kg/m3. Como se puede observar, la densidad de potencia es proporcional al cubo de la velocidad del viento. Debido a que esta función es cúbica, pequeñas variaciones en la velocidad del viento pueden representar grandes cambios en el contenido de energía y, de ahí que en casos de tormentas, tornados, huracanes y ciclones, los daños pueden ser sorprendentes. Por ejemplo: si en un sitio medimos 5 m/s como media de velocidad y en otro cercano medimos 6 m/s, se puede [25] y la ecuación a tener en cuenta es la siguiente (Lysen, 1983): P 1 3 = k E ρV A 2 Entonces: P 1 = ρV 3 A 2 Esto demuestra que un cambio en un 16% en la velocidad del viento puede resultar en un cambio del 58% en la densidad de potencia. La velocidad media es un parámetro que permite comparar un sitio con otro. Sin embargo, el uso de la velocidad media puede subestimar el valor de densidad de potencia, ya que la velocidad es un término cúbico. Por ejemplo: Supóngase de un sitio donde se midió 5 m/s por una hora y 15 m/s a la siguiente hora, durante este período la velocidad media es 10 m/s, lo que resultaría una densidad de potencia de 500 W/m2; sin embargo, la potencia de la primera hora fue de 62.5 W/m2 y de la segunda hora de 1687.5 W/m2, lo que resulta una media de 875 W/m2. Con la apreciación anterior, Lysen (1983) introdujo a la anterior ecuación, una corrección que depende del ciclo diario para el caso mensual o del ciclo mensual para el caso anual con el fin de determinar el potencial eólico en el campo medio, denominado Patrón de Factor de Energía kE que es la razón entre: [26] Reemplazando el valor de kE de la ecuación [25] en la anterior igualdad, se tiene: 1 1 P 1 3 = k E ρV = ρ 2 N A 2 N ∑V n =1 3 n [27] Por lo tanto, la densidad de energía mostrada en la ecuación [27], aparte de necesitar el campo medio de la velocidad, requiere del cálculo de la densidad del aire , la cual se calcula a través de la ecuación de estado de gases ideales (García & Castejon, 1986): ρh = P R *T [28] donde P es la presión atmosférica,  es la densidad del aire, T la temperatura del aire y R* está dado por la siguiente relación: Comisión Colombiana del Espacio  3e R * = R 1 +   8 P [29] Donde R es la constante universal de gases ideales con un valor de 286.8 Joule kg-1 y e la tensión de vapor. La ecuación de estado de gases escrita así, refleja de alguna manera el grado de humedad de la atmósfera y e, se puede encontrar a través de la siguiente ecuación en función de la temperatura T (Sozzi, 1998):  6763.6  − 4.9283. ln T + 54.23 e = exp − T   [30] El valor físico de la densidad del aire es importante: si en un volumen dado, la densidad del gas es poca, la interacción molecular también lo es, en cambio, si la densidad del gas es mayor la interacción molecular también lo será y este efecto provocaría, en el caso eólico, que un aire más denso golpee mejor las aspas de un molino o haga girar mejor los rotores de una turbina. Por ejemplo, para el caso de una velocidad media de 5 m/s: Si la densidad es 0.7 kg/m3 entonces densidad de energía = 0.5 x 0.7x(5)3 = 43.75 W/m2 Si la densidad es 1.2 kg/m3 entonces densidad de energía = 0.5 x 1.2x(5)3 = 75.00 W/m2 y la diferencia es de 31.25 W/m2. Ahora, la densidad del aire húmedo es menor que el aire seco (Retallack, 1973) y en promedio, la humedad relativa del país es del orden del 80% (húmedo). Por lo tanto, un valor equivocado en la densidad del aire, puede generar falsas expectativas en el cálculo de la densidad de energía eólica. La revisión de las ecuaciones [28] y [29] que permiten calcular la densidad del aire, requieren de los campos de presión y temperatura, los cuales se calcularon con el uso de las ecuaciones que propone el modelo meteorológico de mesoescala MM5. El Capítulo Interpf del modelo MM5 (Duhia et al, 2004), presenta una aproximación para calcular la presión en superficie: P  Ps 0 = Poo  00   850  − Z H 850 ^ [‘ [31] donde H850 representa la altura geopotencial a 850 hectopascales o milibares de presión, un valor promedio de H850 es 1.480 metros y la ecuación es acertada aún para lugares donde las alturas son superiores a los 1.480 m.s.n.m. como Bogotá (2.547 m.s.n.m. a la altura del Aeropuerto Internacional El Dorado).  1008  PBOGOTA = 1008   850  − 2547 1480 hace necesario el campo de elevación del terreno. No obstante, el modelo de presión en superficie descrito en la ecuación [31], ha sido calibrado a través de regresiones lineales con los datos promedios mensuales de 38 estaciones meteorológicas que miden dicha variable y se obtuvieron coeficientes de correlación superiores a 0.98. Así mismo, para la temperatura del aire, se utilizó la ecuación que ofrece el modelo de mesoescala MM5, la cual está formalizado con la ecuación del estado base de referencia mediante un perfil de temperatura idealizado en equilibrio hidrostático. Ello está especificado por la ecuación: p  T 0 = Ts 0 + A ln  s 0   p00  Donde T0 está explicada por 3 constantes: p00 es la presión a nivel del mar aproximadamente 105 Pa. Ts0 es la temperatura de referencia en p00, y A es una medida tasa de cambio de 50 k, representando la diferencia de temperatura entre p00 y p00 /e = 36788 Pascal (Duhia, et. al, 2004). Calibraciones de este modelo para Colombia han sugerido tomar P00 ≈ de 1008 mb, A ≈ 47k y Ts0 ≈ 300k. El modelo de temperatura descrito en la ecuación [33] ha sido ajustado a través de regresiones lineales con los datos promedios mensuales de 685 estaciones meteorológicas que miden dicha variable, las cuales presentaron coeficientes de correlación por encima de 0.98. Ya con los campos de presión y temperatura obtenidos, se puede aplicar la ecuación [28] para calcular la densidad del aire. La última parte de la ecuación [27] requiere del valor de la intensidad del viento, la cual es aplicada directamente para una situación en superficie (10 metros de altura); sin embargo, para obtener datos de vientos a otras alturas se requiere como información mínima, el viento total a 10 metros de altura y Altura de rugosidad superficial (depende del tipo de suelo). Es de indicar que todas las metodologías desarrolladas que se encuentran de distintas fuentes son válidas dentro de la capa superficial de la Capa Límite Planetaria; es decir, son válidas, en promedio, para los primeros 150 metros de altura. El modelo utilizado corresponde al perfil de Lysen (Lysen, 1983):  z  ln   z V ( z) =  0  V ( z r ) z  ln  r   z0  [34] Donde zr = 10 metros y z0 toma los siguientes valores: Tabla 2. Rugosidad Superficial Z0 RUGOSIDAD SUPERFICIAL = 751.6hPa [32] y la presión promedio anual medida en Bogotá es 751.9 hPa. Debido a que la energía eólica debe ser calculada también a una altura superior h con respecto a superficie Z (por ejemplo h = 50 metros de altura sobre superficie), el valor de Ps0 es calculado para Zh = Z + h en la ecuación [31]. Para determinar este campo, solo se [33] Terrenos llanos: mares, hielo, nieve, océano Z0 (METROS) 0.0005 Terrenos abiertos: pasos, aeropuertos cultivos 0.03 Rugoso: Cultivos altos 0.10 Muy rugoso: bosques, huertos 0.50 Terrenos cerrados: villas, suburbios 1.0 Ciudades >2 65 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Esta formulación es la más adoptada en la comunidad internacional para fines de elaborar Atlas de Energía Eólica. Para este trabajo, se obtuvo la altura de z0 (metros), aplicando el valor correspondiente a cada una de las unidades del mapa de uso de vocación del suelo del Instituto Geográfico Agustín Codazzi –IGAC–, una homologación que se muestra en la figura 4. 3    h   ln Ps 0+ h  1 N  z 0  3 1 1 P  Vi ( Ps 0+ h , Ts 0+ h ,V , h) =   ∑ 2  A  RTs 0+ h  N i =1  ln 10  3   6763.6   − 4.9283 ln Ts 0+ h + 54.23   z 0    1 + 8 P exp − T s h s h 0 0 + +         [36] Donde R = 286.8 J kg -1 y z0 toma los valores que se presentaron en la tabla 2. El resultado de aplicar la ecuación [39] a 50 metros de altura generó el resultado de la Fig. 5 en el campo promedio anual 66 . Figura 4. Rugosidad Superficial Figura 5. Mapa de Densidad de Energía Eólica a 50 metros de altura En conclusión, retomando la ecuación [27], la densidad de energía en W/m2 en superficie, puede ser conocida en función de las variables meteorológicas: la presión (P) en milibares, la temperatura (T) en kelvines y la velocidad del viento (V) en m/s:     P P 1 1 1 ( P, T , V ) = A 2   RT  N 3   6763.6   1 +   − 4.9283 ln T + 54.23 exp − T      8P   N ∑V i i =1 3 [35] Si se usa un perfil de viento tipo Lysen, se puede determinar la densidad de energía, dentro de la capa superficial, a alturas h distintas de la de referencia, 10 metros para el viento; simplemente reemplazando el valor de V obtenido en la ecuación [34] y corrigiendo la presión y la temperatura a dichas alturas. Entonces: El mapa de densidad de energía de la figura 5, se encuentra en una escala entre 0 y 3375 W/m2, espaciados proporcionalmente, mediante una relación del cálculo del viento elevado al cubo. Para estimar la potencia teórica (promedio mensual) de un aerogenerador conociendo el área del rotor, simplemente hay que multiplicar el dato ofrecido en los mapas por el área del aerogenerador, que es igual a πR2. Donde R es el radio del aspa. 5. Resultados Con respecto a los resultados de aplicar la metodología se puede expresar lo siguiente en el caso del viento: El análisis espacial mostró que en algunos sectores de Colombia prevalecen vientos con intensidades iguales o superiores a 5 m/s y persistentes a lo largo del año; por lo tanto, existe un buen potencial Comisión Colombiana del Espacio de energía eólica a lo largo de la Península de La Guajira, Isla de San Andrés, sectores de Boyacá y, centro del litoral Caribe en el departamento de Bolívar, no obstante, en otros sectores del país, aunque no se presenta la misma persistencia de vientos en el ciclo anual, sí la hay para una determinada época del año especialmente en zonas de Norte de Santander, límites entre Risaralda, Quindío y Tolima, límites entre Cundinamarca y Boyacá, límites entre Cundinamarca, Tolima y Huila sobre la Región Andina, así como sobre el Piedemonte Llanero y Casanare para los Llanos Orientales. Localmente, se destacaron 16 lugares de Colombia donde las intensidades del viento son importantes para el aprovechamiento del recurso eólico; tres (3) sitios donde los vientos son persistentes y superiores a 5 m/s durante todo el año: Galerazamba en el departamento de Bolívar, Gachaneca en Boyacá y la Isla de San Andrés en el Mar Caribe Colombiano (ver figura 6). Tres (3) sitios donde las velocidades son persistentes pero en el rango entre los 4 y 5 m/s: La Legiosa en el Huila, Isla de Providencia en el Mar Caribe y Riohacha en La Guajira. Los restantes diez (10) lugares no guardan una gran persistencia en la velocidad del viento excepto para determinadas épocas y/u horas del año como son: Villacarmen en Boyacá, Obonuco en Nariño, Cúcuta y Abrego en Norte de Santander, Urrao en Antioquia, Soledad en el Atlántico, Santa Marta en Magdalena, Bucaramanga en Santander, Anchique en Tolima y Bogotá en Cundinamarca. 67 Figura 6. Comportamiento horario del viento a lo largo del año para Galerazamba (Bolívar), Gachaneca (Boyacá) y San Andrés – Isla. Lugares donde el viento mantiene persistencias alrededor o superior a 5 m/s aprovechables para energía eólica. Así mismo, una aproximación del comportamiento de la densidad de energía eólica a 50 metros de altura en el territorio nacional, se presenta a continuación: i. Durante todo el año, valores mensuales de densidad de energía eólica entre 2197 y 2744 W/m2, alcanzando aun valores entre 2744 y 3375 W/m2, se presentan en la Península de La Guajira. No obstante, para el resto del país la densidad de energía eólica a 50 metros presenta variaciones dentro del ciclo estacional. ii. Para el período comprendido entre diciembre y abril, se observan valores de densidad de energía eólica entre 343-542 W/m2 en la cuenca del Río Sinú al noroccidente de Antioquia, límites entre Tolima y Risaralda, Catatumbo a la altura de Norte de Santander, en los límites entre los departamentos de Huila y Meta, así como en Casanare sobre los Llanos Orientales. Valores de densidad de energía entre 729 y 1000 W/m2, se observa sobre el Golfo de Urabá, en el Bajo Magdalena y la cuenca del Cesar en los departamentos de Bolívar, Atlántico, Norte de Santander y centro del Cesar. No obstante hacia abril hay una reducción de estos valores debido a que el viento se debilita para esta época del año. iii. En el ciclo temporal comprendido entre mayo y septiembre, valores de densidad de energía eólica entre 1000-1331 W/m2 se aprecian sobre el sector limítrofe del Tolima, Risaralda, Quindío, suroriente del Eje Cafetero. Valores entre 343-512 W/m2 en el Bajo Magdalena, en el centro de los departamentos de Cesar y Bolívar, región del Catatumbo en Norte de Santander, límites entre Boyacá y Cundinamarca, límites entre Meta, Huila y Cundinamarca, así como en la Montaña Nariñense. iv. Similar a lo que pasa en abril, en octubre y noviembre los valores de densidad de energía eólica en el centro del país decrecen; sin embargo, se mantienen valores entre 1000-1031 W/m2 en La Guajira y entre 125-216 W/m2 en el litoral central de Bolívar y Atlántico, límites entre Boyacá y Cundinamarca, Piedemonte Llanero del Meta y Casanare. 6. Conclusiones Con respecto a los resultados al aplicar la metodología, que el análisis espacial mostró que en algunos sectores de Colombia Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra prevalecen vientos con intensidades iguales o superiores a 5 m/s y persistentes a lo largo del año; por lo tanto, existe un buen potencial de energía eólica a lo largo de la Península de La Guajira, Isla de San Andrés, algunos sectores de Boyacá y en el centro del litoral Caribe del departamento de Bolívar. Con base en los registros históricos, se destacaron tres lugares de Colombia donde las intensidades del viento son importantes para el aprovechamiento del recurso eólico y son superiores a 5 m/s durante todo el año: Galerazamba en el departamento de Bolívar, Gachaneca en Boyacá y la Isla de San Andrés en el Mar Caribe Colombiano. Así mismo, una aproximación del comportamiento de la densidad de energía eólica a 50 metros de altura en el territorio nacional muestra que valores mensuales de densidad de energía eólica entre 2197 y 2744 W/m2, alcanzando aun valores entre 2744 y 3375 W/ m2, se presentan en la Península de La Guajira. No obstante, para el resto del país la densidad de energía eólica a 50 metros presenta variaciones dentro del ciclo estacional. Es aconsejable para la realización de estudios particulares, conocer rigurosamente la intensidad de los vientos en dicha región, ya que los resultados presentados son una referencia nacional; pues la variabilidad de la dirección y la velocidad del viento en superficie es un caso que le compete a la rama de la micrometeorología y la pobre densidad de ciento once (111) estaciones que miden viento junto con la complicada orografía colombiana no permite obtener cálculos muy exactos en sitios alejados a las estaciones de referencia. 68 Considerando las ciento once (111) estaciones para la medición del viento, se hace necesario aumentar el número de estaciones en todo el país pero especialmente sobre los Llanos Orientales y la Amazonía, contar con torres meteorológicas que suministren datos al menos hasta 50 metros de altura o contar con radiosondas cautivos que permitan observar perfiles verticales de vientos con el fin de ajustar los modelos ya existentes o en su defecto desarrollar uno propio para Colombia. Se requiere mejorar el modelamiento espacial del viento en superficie teniendo en cuenta que este depende de diferentes procesos físicos interrelacionados con fenómenos que ocurren en los distintos niveles de la atmósfera, como la radiación, la microfísica de nubes, procesos de capa límite planetaria, balances energéticos y de características del suelo como la topografía, la rugosidad, el albedo, etc., y por lo tanto, es importante contar con modelos que involucre dichos procesos de mesoescala bajo una atmósfera dominada mayormente por movimientos ascendentes del aire, conocido como convección dentro de la Celda Ascendente de Hadley. Esto por su parte involucra costosa tecnología de alto rendimiento, como la construcción de cluster de computadores para correr procesos en paralelo, alta capacidad de almacenamiento tanto de datos de entrada y salida y años de experimentación en investigación. Completar trabajos posteriores con experimentación en laboratorio para fluidos tipo túnel de viento, los cuales permiten realizar análisis de representatividad en la modelación física y aporta información detallada para conocer la influencia de modificaciones en el entorno de las estaciones meteorológicas. Mantener el control de calidad que se ha establecido en el proceso de evaluación, captura y verificación de información con el fin de actualizar en el futuro cercano las evaluaciones del potencial eólico en el país. Para este tipo de investigaciones, resulta necesario establecer una política de gestión de la información meteorológica con fines energéticos. Hacer partícipes al ámbito universitario e investigativo en la adquisición de conocimiento del modelamiento del viento para aportar mejoras al presente trabajo. Referencias Bibliográficas Conae, (2002). Tecnología de la Energía Eólica. Comisión Nacional para el Ahorro de Energía. México D.F., México. http://www.conae. gob.mx/wb/distribuidor.jsp?seccion=620. Duhia, J.; Gill, D., Manning, K.; Wang, W. & Bruyere, C. (2004). PSU/ NCAR Mesoscale Modeling System Tutorial Class Notes and User Guide: MM5 Modeling System Version 3. Mesoscale and Microscale Meteorology Division, National Center for Atmospherich Research. Universidad de Pensylvania. Estados Unidos. Págs. 1.11, 7.5, 7.8. García, C & Castejón, F. (1986). Problemas de Meteorología I. Estática y Termodinámica de la Atmósfera. Instituto Nacional de Meteorología. Publicación B-22. Madrid, España. Págs. 141-142. León G. & Zea J. (1997). Software de adaptación para la interpretación de datos de los Modelos sinópticos globales medios multianuales. Proyecto Reanálisis NCAR (National Center for Atmospheric Research) - Clsinop. Bogotá D.C. Colombia. Lysen E, H. (1983). Introduction to Wind Energy. Consultancy Services Wind Energy Developing Countries. Segunda Edición, Mayo. Holanda. Melo, J. & Ruiz F. (2004). Generalidades del modelo meteorológico de mesoescala MM5. Nota Técnica IDEAM-METEO/010-2004. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM. Bogotá, Colombia. Mizuta, R.; Oouchi, K.; Yoshimura, H.; Noda, A.; Katayama, K.; Yukimoto, S; Hosaka, M.; Kusunoki, S.; Kawai, H & Nakagawa, M. (2005). 20km-mesh global climate simulations using JMA-GSM model. Meteorological Research Institute MRI. Tsukuba, Japan. Retallack, B.J. (1973). Compendio de apuntes para la formación del personal meteorológico de la Clase IV. Capítulo IV – Humedad del Aire. Publicación Organización Meteorológica Mundial, OMM-266. Ginebra, Suiza. Pág. 50. Sozzi, R. (1998). La turbulencia de la atmósfera y la dispersión de los contaminantes en el aire - Vol. I Micrometeorología y turbulencia del aire. México D.F. Surfer. (1994). Surfer for Windows – User´s Guide Contouring and 3D Surface Mapping. Golden Software, INC. Colorado, Estados Unidos. Yamagishi, Y. (2003). Introduction to the numerical weather prediction with emphasis on the application to the short term weather forecasting. Japan Meteorological Agency. Octubre 2003. Tokyo, Japan. pp 2 –11. Comisión Colombiana del Espacio Reconocimientos Este trabajo fue posible gracias al Convenio Interadministrativo 1517-05-2004 suscrito entre el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales –Ideam– y la Unidad de Planeación Minero Energética –Upme–, con el objetivo de empezar a buscar fuentes de energía renovables cumpliendo con esfuerzos internacionales para reducir emisiones de gases de efecto invernadero y proteger el sistema climático. Se hace un especial reconocimiento a las entidades que aportaron información de viento como el Ideam, la Corporación Autónoma Regional, CAR, Cenicafé, el Servicio meteorológico de Perú (Senami) y al Instituto de Investigaciones Meteorológicas de Japón (Meteorological Research Institute - MRI). Así mismo, se hace un reconocimiento a los funcionarios de la Subdirección de Meteorología del Ideam que apoyaron el desarrollo del trabajo en especial al Meteorólogo Jorge Aníbal Zea Mazo, conocedor del régimen del viento en Colombia, a la Estadista Emperatriz Español, por la complementación de las series de viento a través de criterios estadísticos, a la Ingeniera de Sistemas Jeimmy Melo, por el desarrollo de software que requirió el trabajo, a la Ingeniera Geógrafa Olga González y Agrónoma Esperanza Pardo por el apoyo prestado con el SIG (Sistema de Información Geográfica). Igualmente, un agradecimiento por los oportunos aportes que nos suministraron el Dr. Álvaro Pinilla, Profesor de la Universidad de los Andes, al Msc. Julio Mario Domínguez, docente de la Universidad Nacional y al Ing. Mecánico Luis Carlos Romero, de la Upme. 69 AVANCES EN LA DELIMITACIÓN DE LOS GRANDES COMPLEJOS DE HUMEDALES CONTINENTALES DEL TERRITORIO COLOMBIANO Nelsy Verdugo Rodríguez1 Resumen Como un aporte al inventario de humedales de Colombia, se presentan los resultados obtenidos con la aplicación de una propuesta para la delimitación de los grandes complejos de humedales del territorio nacional. Esta integra los avances obtenidos durante la última década en materia de cartografía básica de Colombia, a través del Instituto Geográfico Agustín Codazzi –IGAC–, los avances logrados en zonificación hidrográfica del territorio nacional que ha adelantado el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales –Ideam– y los productos de cartografía temática de ecosistemas para los territorios continental, marino y costero elaborado por los institutos de investigación del SINA (Sistema Nacional Ambiental de Colombia) y el IGAC durante los años 2006 y 2007. Considerando como referencia la extensa red hidrográfica nacional que se presenta sobre la geografía colombiana y en reconocimiento de la alta dinámica que caracteriza a estos sistemas fluviales, así como la condición predominante de cauces permanentes, se seleccionan los paisajes de valles y planicies como escenarios geográficos favorables para la presencia de zonas de inundación y se establece su relación con el cauce principal de las cuencas, tomando en consideración la zonificación hidrográfica agregada por regiones naturales. Los resultados obtenidos evidencian extensas zonas que se configuran como planicies inundables, para las cuales se ha logrado un muy buen nivel de representación nacional; sin embargo, es urgente, avanzar con procesos de delimitación que permitan incluir los humedales marginales, en importancia estratégica, como en zonas altoandinas, donde la configuración de humedales como lagunas, pantanos y turberas presenta un patrón con mayor dispersión y un tamaño individual que requiere abordar escalas de trabajo regional y local. Palabras Claves: Humedales Tropicales, Planicies de Inundación. Abstract As a contribution to the inventory of wetlands in Colombia, the obtained results are presented with the application of a proposal for the delimitation of the big complexes of wetlands of the national territory. That integrates the advances obtained during the last decade in basic Colombian cartography by the Agustin Codazzi Geographical Institute - Igac -, the developments achieved in hydrographic zonification of the national territory that has advanced the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies - Ideam - and the products of thematic cartography of ecosystems for the continental, coastal and marine territories that were elaborated by the institute of investigation of the Sina (Environmental National System of Colombia) and the IGAC between 2006 and 2007. Considering like reference the extensive drainage net that is presented over the national geography and in recognition of the high dynamic that characterizes these fluvial systems, as well as the predominant condition of permanent beds, the landscapes and plains are selected as favourable geographic sceneries for the presence of flood areas and their relationship with the main beds considering the hydrographical zonification added by natural regions. The obtained results evidence the extensive areas that are configured as flood plains, that has been achieved a very good level of national representation; however its urgent to advance with the delimitation processes including the marginal wetlands, with strategic importance as in high mountain areas where the wetlands configuration like lagoons, swamps and peat-bogs present a pattern with bigger dispersion and an individual size that requires to approach scales of regional and local work. Keywords: Tropical Wetlands, Flood Plains. 1 Ingeniera civil con estudios de posgrado en hidrología y ciencias ambientales, profesional especializada Subdirección de Ecosistemas e Información Ambiental - Ideam (Septiembre 2009). nverdugo@ideam.gov.co. Con el apoyo de José Ville Triana, profesional SIG del Proyecto Nacional de Adaptación INAP - Componente B. Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Introducción La desaparición progresiva de los ecosistemas de humedales ha impulsado el surgimiento de diferentes iniciativas encaminadas a su protección y manejo. Entre las primeras iniciativas se puede mencionar el proyecto MAR en 1962, que surge de la preocupación ante la desaparición de humedales en Europa, y la reunión realizada en Espoo-Francia, en marzo de 1970, sobre conservación de los humedales y aves acuáticas. A partir de esta reunión, el Gobierno de Irán convocó a una conferencia internacional sobre la Conservación de los humedales y las aves acuáticas en 1971, cuyo objeto fue fomentar la cooperación internacional al respecto. Como resultado de dicha conferencia se suscribió la Convención sobre los Humedales, Ramsar, por parte de 23 países y diversas organizaciones internacionales. En términos generales, los estatutos de la convención de Ramsar permite la inclusión de localidades representativas de humedales, a una lista de sitios que por su importancia ecológica, botánica, zoológica, limnológica o hidrológica, merecen atención especial por las partes contratantes (159 a comienzos de 2009). Estas, a su vez, se comprometen a favorecer los mecanismos para su conservación, sin menoscabo de su soberanía. Como parte de ello, se han designado 1847 sitios de importancia internacional que incluyen más de 181 millones de hectáreas. Colombia se adhirió a esta convención desde finales de 1997 y actualmente cuenta con 5 sitios designados dentro de esta lista con una superficie cercana a las 500 mil hectáreas2. 72 Desde la década del sesenta, el motor que impulsó el establecimiento de la convención de Ramsar fue la preocupación por la continuada destrucción de los humedales y el impacto que causa sobre las poblaciones de aves acuáticas. Casi 40 años después de su establecimiento, en la Evaluación de los Ecosistemas del Milenio de 2005, se concluyó que “la degradación y desaparición de humedales (tanto continentales como costeros), es más rápida, que la experimentada por otros ecosistemas”. La convención Ramsar, que entró en vigor en 1975, es considerada como el acuerdo multilateral en medio ambiente más antiguo y busca: “la conservación y el uso racional de todos los humedales mediante acciones locales, regionales y nacionales, gracias a la cooperación internacional, como contribución al logro de un desarrollo sostenible en todo el mundo”; la implementación de dicha convención ha dado lugar a la celebración periódica cada tres años de conferencias de las partes contratantes, desde 1980 en Cagliari (Italia) hasta la de 2008 en Changwon (Corea). Esta iniciativa de cooperación ha permitido avanzar de un enfoque inicial centrado en la conservación del hábitat para las aves acuáticas más emblemáticas, hacia unos objetivos más globales. Merece destacarse la conformación del Grupo de Examen Científico y Técnico que asesora en cuestiones claves relativas a la aplicación de la convención, así como la interacción, que se realiza con las Organizaciones Internacionales Asociadas (BirdLife International), la Unión Mundial para la Conservación de la Naturaleza (UICN), Wetlands International y el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF), entre otras. Acorde con los desafíos que en materia de recursos hídricos trascienden el suministro de agua potable a la población y la provisión de alimentos a las comunidades de pescadores, así como para dar cumplimiento a los 2 http://www.ramsar.org objetivos de desarrollo del milenio que buscan reducir la pobreza en las poblaciones más vulnerables, se ha incorporado una línea estratégica para considerar la gestión integrada de los recursos hídricos de cuencas hidrográficas. Particularmente, para Colombia se puede identificar que desde la década del setenta se abordaron elementos característicos para los ecosistemas acuáticos tan importantes como los recursos hidrobiológicos y las especies invasoras (Hernández y Arias, citados por Andrade 2007). Posteriormente, con el concurso de actores como investigadores independientes y Organizaciones No Gubernamentales se promovió el desarrollo de eventos, como el encuentro de humedales (Publicado por UICN Sur) y la adhesión de Colombia a la Convención Ramsar. La Ley 357 de 1997 abrió el espacio legal para la gestión de humedales como un cuerpo cierto (Ponce, 1999 citado por Andrade 2007) y permitió entre otros la declaración de los primeros sitios Ramsar, la formulación de la Política Nacional de Humedales y la conformación del Comité Nacional de Humedales. (Andrade, 2007). Posteriores desarrollos normativos expedidos desde el MAVDT reconocieron la importancia de realizar la delimitación de los humedales (Resolución 157 de 2004) y avanzar en la formulación de los planes de manejo en los humedales prioritarios (Resolución 196 de 2006) con la adopción de los principios conceptuales y metodológicos expresados en las resoluciones emitidas en la octava conferencia de las partes contratantes de la Convención Ramsar (VIII.6.-Guía de inventarios y VIII.14-Lineamientos de manejo de sitios Ramsar u otros humedales). Especial mención merecen los avances que se han logrado en años recientes sobre espacios regionales y locales del territorio nacional, en los cuales se han podido conjugar caracterizaciones del medio físico y biótico, atributos de los sistemas de apropiación y desarrollo del territorio, al igual que los procesos socioeconómicos predominantes para orientar acciones de planificación y manejo. Por ejemplo, para la zona de la Mojana se elaboró el Programa de Desarrollo Sostenible (DNP, 2003), en el área de la cuenca del río Sinú. Este tiene en proceso la configuración de una zona de manejo especial que considera la dinámica hídrica del complejo lagunar asociada (CVS, 2006), en el altiplano cundiboyacense sobre los humedales de la sabana de Bogotá (CI- Acueducto 2000) y el complejo lagunar de Fúquene, Cucunubá y Palacio (Fundación Humedales-Instituto Humboldt, 2007). En la región Amazónica, se desataca el proceso que ha permitido la implementación de planes de manejo de humedales del Loretayacu con el acompañamiento del Instituto de Estudios Amazónicos de la Universidad Nacional –Imani– con una activa participación de la comunidad indígena, que mediante el conocimiento local se ha logrado interpretar la evolución de estos humedales (Duque, Universidad Nacional Sede Leticia 2008). En los pantanos del Arauca ha confluido un interés interinstitucional (Unidad Administrativa del Sistema de Parques Nacionales Naturales UAESPNN, Ideam, Igac, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, entre otros) con una apremiante necesidad de los propietarios de algunas de estas zonas, donde se están adelantando acciones de planificación orientadas al uso y aprovechamiento sostenible de este territorio, incluido el potencial de bienes y servicios que proveen estos ecosistemas para la región. Comisión Colombiana del Espacio Apoyarnos en un análisis histórico, permite descubrir y valorar en su verdadera dimensión los elementos que caracterizan los ecosistemas acuáticos y ofrece orientaciones para establecer de manera sistemática, la evaluación de la dinámica que experimentan bajo la intervención humana. En un mundo globalizado y bajo un modelo de desarrollo que ha evidenciado un enorme deterioro al medio natural (con implicaciones cada vez más certeras de que de continuar haciendo lo que hemos venido realizando, estará en peligro, incluso la supervivencia de la especie humana en el planeta Tierra) se requiere una intervención holística, fortalecida por la construcción colectiva de conocimientos que aborda de la mejor manera la actual situación de alteración y/o deterioro, para proponer estrategias de intervención y ejecutar las acciones que sean necesarias y que garanticen la apropiación sustentable de estos estratégicos ecosistemas. En este contexto, uno de los retos, competencia del Ideam, consiste en adelantar una línea base de información suficiente (y a escala adecuada) sobre los humedales del país y propiciar la construcción de una tipología apropiada, en aras de avanzar en el inventario nacional de humedales de Colombia. Además, es evidente la necesidad de completar con información y caracterizaciones locales y regionales, el escenario nacional, que consolide los soportes de análisis en el mejoramiento de la evaluación de la dinámica de estos sistemas y en particular, en la identificación de umbrales de cambio indeseable, según bienes y servicios ambientales. Así como, establecer estrategias de gestión, manejo y adaptación, frente a escenarios de cambio climático global. En cuanto a la delimitación de humedales en Colombia, como parte de la formulación de la Política Nacional de Humedales en 1998, el Instituto Alexander von Humboldt realizó una primera definición de 37 complejos de humedales, y soportó las cifras básicas de cobertura de estos ecosistemas sobre el territorio nacional, a partir de la información disponible en el mapa de ecosistemas de la época (a escala 1:1’500.000). Dados los avances logrados en el Mapa de Ecosistemas Continentales, Costeros y Marinos de Colombia 2007 (escala 1:500.000), en este artículo se presentan los resultados de una delimitación de complejos de humedales a partir de información básica integrada de geoformas, suelos y configuración de la red hidrográfica nacional, con lo cual se obtiene una superficie de humedales cercana a los 25 millones de hectáreas. 1. Materiales y métodos Para proveer la información a escala nacional, sobre la presencia de humedales y su ubicación geográfica, se estableció como escala de análisis apropiada el nivel 1:500.000, en la cual, se pueden integrar los productos de la cartografía básica nacional, elaborada por el IGAC e integrada en una base de datos geográfica, así como los resultados del proceso de elaboración del Mapa de Ecosistemas Continentales, Costeros y Marinos de Colombia, en particular sobre los aspectos geomorfológicos y de cobertura de la tierra, dado que en la leyenda final de los ecosistemas se enmascaran algunas unidades. Para la delimitación de los complejos, se consideró la configuración de las unidades de paisaje predominante bajo la clasificación de unidades geopedológicas del país empleada como insumo en el Mapa de Ecosistemas Continentales, Costeros y Marinos de Colombia escala 1:500.000. Las unidades de paisaje predominante que se incorporaron al análisis fueron las planicies y los valles, seleccionando con los criterios de pendiente y drenaje, las unidades que presentan pendiente muy baja (<5%) y drenaje pobre a muy pobre que favorecen las condiciones de inundación en este tipo de paisajes, dado que el agua es removida de forma tan lenta que periódicamente el suelo está húmedo y hay presencia de agua libre a profundidad superficial, como resultado de baja conductividad hidráulica saturada o precipitación casi continua o a una combinación de ambas. Las planicies se definen como geoformas planas con desniveles pequeños (de 1 a 10 metros como máximo) y con pendientes suaves (hasta del 3%). Se trata de cuencas sedimentarias, originadas durante el Cenozoico, como contrapunto del levantamiento de los sistemas montañosos. El material de superficie es casi exclusivamente cuaternario, detrítico y proviene de la erosión de los sistemas montañosos (Zinck, 1981, citado en Mapa de Ecosistemas Continentales, Costeros y Marinos de Colombia). Los valles son porciones del espacio alargadas, intercaladas entre dos zonas más altas, que tienen como eje un curso de agua (Zinck, 1981 citado en Mapa de Ecosistemas Continentales, Costeros y Marinos de Colombia). También, corresponden con depresiones alargadas del paisaje creadas por un río y enmarcadas por dos vertientes. Considerando el ambiente morfogenético, se distinguen las planicies aluviales, fluviomarinas y las eólicas. Una planicie aluvial está construida por uno o más abanicos aluviales o aluvio–diluviales continuos de igual o diferente edad y de igual o diferente composición litológica; en general la pendiente es suave (2 a 12%). Una planicie fluviomarina se forma por el contacto de cuencas fluviales con el mar, en las áreas de litoral. En estas geoformas, las ciénagas fluviales dan paso a la formación de ciénagas litorales salobres (marismas) que reciben agua de los ríos, y que además mantienen una doble comunicación con el mar (Flórez, 2003 citado en Mapa de Ecosistemas Continentales, Costeros y Marinos de Colombia). En el mar Caribe, la influencia de las mareas de 40 cm de diferencia de altura, y de 4 metros en el océano Pacífico, hace que la desembocadura de los ríos tenga un comportamiento especial, haciendo que el mar penetre por los ríos hacia arriba, engrosándolos de manera gradual (rías) y produciendo desborde en los marismas que alojan una vegetación de mangle (Flórez, 2003 citado en Mapa de Ecosistemas Continentales, Costeros y Marinos de Colombia). Cuando los ríos caudalosos descienden desde el continente, estos pueden prolongar el depósito de sedimentos en el mar, formando deltas que sobresalen de la línea de costa. Tal es el caso del delta de los ríos Patía, Atrato y Sinú, entre otros. 73 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Dado que los cuerpos de agua constituyen un elemento básico en la delimitación de las zonas de humedales en el territorio nacional, por cuanto a los sistemas predominantes en amplias zonas del país se asocian espejos de agua de tamaño y configuración variables, se consideró como una aproximación válida a escala país, la información disponible en la cartografía básica del IGAC 1:500.000 (2007) del componente superficies de agua, que considera cuatro tipos básicos: ciénagas, lagunas, embalses y pantanos para un total de 2.570 elementos. Una revisión preliminar de esta tipología permitió identificar que en la categoría de lagunas (1.301 elementos) se encontraban algunos embalses a los cuales se actualizó la categoría con base en la identificación del nombre geográfico. Igualmente, en la categoría de ciénagas (1.025 elementos) se detectaron elementos duplicados que fueron eliminados. Finalmente se integró una cobertura con la información de ciénagas (1.015), lagunas (1.270), embalses (28) y pantanos (234). Atendiendo a la configuración de estos cuerpos de agua, se aplicó un procedimiento de agregación de polígonos el cual permite integrar unidades mayores. Considerando la unidad mínima de mapeo de la escala de trabajo, se definió una distancia de agregación (2.500 m -0.5 cm) lo cual permitió obtener unidades agregadas representativas. Mapa 1. Paisajes seleccionados como favorables para la conformación de zonas de inundación 74 Las planicies eólicas corresponden a planicies tapizadas por arenas aportadas por el viento y retenidas por efecto biótico. Estas planicies pueden presentar una topografía uniforme u ondulada. Su presencia es característica en extensas zonas de la Orinoquía, particularmente en las cuencas de los ríos Meta, Casanare y Arauca, así como en otros tributarios directos al río Orinoco. Los valles aluviales corresponden a porciones del territorio de forma alargada, relativamente planas y estrechas, intercaladas entre dos áreas de relieve más alto y que tienen como eje un curso de agua. El relieve encajante puede estar constituido por montañas, colinas, altiplanicies o piedemontes, a través de los cuales puede recortarse sucesivamente un valle depositacional (Villota, 2005 citado en Mapa de Ecosistemas Continentales, Costeros y Marinos de Colombia). Mapa 2. Detalle del esquema de agregación para los cuerpos de agua presentes en la cuenca baja de los ríos Magdalena, Cauca y San Jorge. Tabla 1: Descripción de las características de los paisajes seleccionados como favorables para la conformación de zonas de inundación PAISAJE PLANICIE VALLE AMBIENTE PENDIENTE DRENAJE UNIDAD GEOPEDOLÓGICA SIMBOLOGÍA Aluvial < 7% Pobre a muy pobre Planicie aluvial, < 7%, pobre muy pobre QA1i Fluvio – marina < 7% Pobre a muy pobre Planicie eólica, < 7%, pobre muy pobre QY1i Eólica < 7% Pobre a muy pobre Planicie eólica, < 7%, pobre a muy pobre QE1i Aluvial < 7% Pobre a muy pobre Valle aluvial, < 7%, pobre muy pobre VA1i MORFOGENÉTICO CUERPOS DE AGUA CA Comisión Colombiana del Espacio 2. Resultados y discusión REGIÓN NATURAL Colombia posee grandes extensiones de planicies inundables asociadas a sus grandes ríos en las diversas regiones naturales del país. Particularmente, para la región Caribe en la cuenca baja de los ríos Magdalena, Cauca y San Jorge, se configura un gran complejo de humedales con una alta presencia de ciénagas que se integran en una dinámica pulsátil de flujos de materia y energía que define la extensión de la zona inundable acorde con el aporte fluvial de estos ríos, y como consecuencia del régimen de lluvias que caracteriza esta extensa zona (cercana a los 19.000 km2). CARIBE COMPLEJO ÁREA (km2) Canal del Dique 3.512 Caribe Guajira 2.196 Ciénaga Grande de Santa Marta 2.611 Delta del Río Magdalena 4.469 Depresión Momposina 18.955 Litoral Caribe 356 En cuanto al aporte fluvial de los ríos y a partir de las series hidrológicas obtenidas por el Ideam, se puede afirmar que para aguas máximas de abril a julio estos aportes se encuentran entre 3.000 m3/s en el río Cauca y 5.000 m3/s en el río Magdalena y de octubre a diciembre oscilan de 4.000 m3/s en el Cauca a 6.500 m3/s en el Magdalena (Ideam, 2004). Caribe Darién 1.045 Río Cesar 2.040 Río Sinú 3.335 Amarales Dagua Timbiquí 4.619 En la región Pacífica, las planicies inundables de los ríos Mira y Patía están conformadas sobre ambientes aluviales y fluvio marinos, predominado en la cuenca del río Patía la planicie aluvial a lo largo de este río por el que fluyen caudales del orden de los 500 m3/s en promedio. Río Atrato 6.119 Río Baudó 1.149 Río Mira 1.445 Río Patía 5.181 Río San Juan y Calima 1.483 Total PACÍFICA Tabla 2: Grandes complejos de humedales asociados con zonas inundables Directos al Pacífico REGIÓN NATURAL AMAZONÍA COMPLEJO ÁREA (km2) 616 Total 20.612 Río Amazonas 945 Alto Magdalena 3.352 Río Apaporis 5.179 Medio Magdalena 11.469 Río Caguán 4.503 Río Cauca 4.216 Río Caquetá 14.577 Río Nechí 2.929 Río Guainía 568 Catatumbo 350 Río Putumayo 10.287 Río Vaupés 2.217 Río Yarí 3.924 Total ORINOQUÍA 38.518 42.200 Río Arauca 3.959 Río Casanare 22.294 Río Guaviare 23.010 Río Inírida 10.131 Río Meta 42.928 Río Tomo 7.071 Río Vichada 8.634 Directos Orinoco 16.458 Total 134.485 ANDINA Total 22.316 En los humedales de la región Caribe predominan los sistemas cenagosos, y con casi un millar de cuerpos de agua que en la mayoría son ciénagas. Se destacan algunos de gran tamaño como Zapatosa con un espejo de agua que supera los 300 km2, la ciénaga de Zapayán que cubre un área cercana a los 40 km2, el embalse del Guájaro con una superficie de agua de 116 km2, la ciénaga Grande de Santa Marta con una extensión de 440 km2, la ciénaga de Ayapel con varios espejos de agua conexos a uno central y que cubre una superficie cercana a los 80 km2. El complejo de humedales de la depresión Momposina cumple un papel fundamental como regulador de los caudales de los ríos Magdalena, Cauca y San Jorge. La dinámica de las ciénagas que se ubican en esta zona es vital para la amortiguación de inundaciones, por cuanto favorecen la distribución de los excedentes hídricos originados por intensas lluvias en las partes alta y media de las cuencas de aporte. Los ríos corren dentro de una zona plana, 75 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra inundable, conformada por gran cantidad de ciénagas y cruzada por una serie de brazos, caños (Mojana, Panceguita, Viloria, Marías, Rabon, Carate, entre otros) y arroyos que divagan y cambian de curso y de dirección de acuerdo con las condiciones de las diferentes épocas del año y de los niveles altos y bajos de los principales ríos. De especial importancia en esta zona es la presencia de zapales, que son formaciones de árboles bajos y matorrales, únicos en la región que funcionan como importantes refugios faunísticos, de protección de los litorales, suministro de excedentes hacia hábitat acuáticos y oferta de alimento para los pobladores. La desecación de ciénagas, caños o cuerpos de agua para uso productivo es una práctica extendida en la zona, que genera conflictos en el uso de la tierra y la sostenibilidad de los recursos ambientales locales. Si bien se ha utilizado desde los tiempos de la colonia, se ha intensificado de manera preocupante en los últimos treinta años. El cercamiento de áreas de playones comunales tiene lugar en diferentes puntos de la geografía de la región de La Mojana (DNP, 2003). En efecto del análisis de coberturas según el Mapa de Ecosistemas3, se establece que predominan los espacios cubiertos por agua y vegetación asociada (cerca del 45%) y los pastos representan más de la cuarta parte del área. Coberturas características del complejo de humedales de la depresión momposina Vegetación secundaria Hidrofitia continental Herbáceas y arbustivas costeras Bosques naturales Áreas agrícolas 0% Agua 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% Figura 2. Tipo de coberturas en el complejo de humedales del río Atrato Hidrofitia continental Cultivos Vegetación secundaria Bosques naturales Áreas agrícolas 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% Figura 1. Tipo de coberturas en la depresión Momposina En el complejo de humedales del Canal del Dique se distingue una llanura aluvial en la cual se presenta una densa red con más de un centenar de ciénagas que amortiguan el flujo del canal y dan lugar a una amplia extensión de suelos inundables ricos en vegetación acuática y de gran biodiversidad de especies terrestres y piscícolas. Para el complejo de humedales del río Sinú, es preciso considerar la configuración propia del río que presenta dos patrones de alineamiento: recto y sinuoso a lo largo de su recorrido. El alineamiento recto se presenta desde su nacimiento hasta la represa Urrá I. El alineamiento de tipo sinuoso se presenta desde Urrá I hasta su desembocadura en el mar Caribe. El tramo Urrá–Montería presenta una dirección N–E con alta sinuosidad y gran cantidad de madreviejas; el tramo Montería–Lorica con una sinuosidad moderada y dirección N–S; a la altura del Municipio de Lorica el río cambia su curso tomando una dirección N–W recorriendo una zona de influencia fluviomarina hasta su desembocadura en el delta de Tinajones, con sinuosidad alta (Universidad Nacional, 2004). 3 Coberturas características del complejo de humedales del Atrato Agua Pastos 76 En la región Pacífica se identificaron siete complejos de humedales que cubren un área cercana a los de 20.000 Km2, bajo un régimen de clima predominantemente cálido muy húmedo destacándose los de los ríos Atrato y Patía como los más extensos. Particularmente, en la planicie aluvial del río Atrato se presenta una mayor cantidad de espejos permanentes de agua, así como una gran proporción de vegetación hidrofítica (véase figura 2), en contraste para el humedal del río Patía más de la mitad de su extensión está cubierta por bosques, los cuales incluyen las zonas de manglar que se encuentran en el delta del río Patía y casi la tercera parte corresponde a vegetación secundaria y áreas agrícolas, mientras que los espejos de agua permanente son muy escasos aunque revisten una especial importancia y entre ellos se destaca la laguna del Trueno como un cuerpo de agua representativo de la pluviselva tropical del suroeste de Colombia (Murcia, 1993 citado por UICN reporte de humedales colombianos, disponible en internet). Mapa de Ecosistemas Continentales, Costeros y Marinos de Colombia, escala 1:500.000. 2008. En la región de la orinoquía colombiana los vastos complejos de humedales de los ríos Casanare, Meta y Guaviare cuentan con gran cantidad de pantanos y lagunas asociados que representan una quinta parte de su extensión total. Para el río Vichada esta proporción es superior a la tercera parte. Las coberturas que predominan en el complejo de humedales del río Casanare son los bosques y la vegetación hidrofítica, en tanto que en el complejo de humedales del río Meta son los herbazales y los pastos. Para el complejo de humedales del río Guaviare casi el 70% de su superficie está cubierta por bosques naturales. En el complejo de humedales del río Vichada los bosques y herbazales cubren cerca de la mitad de su extensión y se encuentran algunas zonas con vegetación secundaria y pastos. 3. Conclusiones Los resultados obtenidos para la delimitación de complejos de humedales a escala 1:500.000 reflejan de forma apropiada los complejos de humedales asociados con planicies de inundación de las regiones Caribe, Amazonía y Orinoquía, al igual que las zonas de delta en los ríos que drenan a los litorales Pacífico y Caribe, así como los ecosistemas costeros asociados, e inclusive sobre áreas de valle interandino de extensión considerable como el valle del medio Magdalena. Sin embargo, existe un gran vacío en cuanto a los humedales altoandinos y una primera aproximación a su cuantificación establece que si bien su extensión no es la característica Comisión Colombiana del Espacio que pueda ser capturada a la escala nacional, su importancia es estratégica para el suministro de bienes y servicios ambientales, tanto para las zonas de influencia directa como para las cuencas fluviales que abastecen, tales como los del Macizo Colombiano, las estribaciones de la cordillera oriental en los páramos de Chingaza y Sumapaz, la Sierra Nevada de Santa Marta o los del centro de la cordillera occidental como la laguna del Otún, por mencionar solo algunos de fácil recordación. Por lo anterior, es preciso incorporar en el mediano plazo las evaluaciones regionales y locales efectuadas sobre zonas de páramo en diferentes zonas de la geografía nacional para contar con un escenario integrado de los complejos de humedales presentes en el territorio colombiano. Considerando que las planicies inundables deben ser interpretadas globalmente (cuenca de aporte, curso del río y su planicie de desborde), se considera necesario avanzar en una caracterización espacio temporal de los pulsos de inundación. En una primera aproximación se deberá analizar, como un parámetro útil de tipo descriptivo, la elasticidad del macrosistema (comprende ambientes acuáticos permanentes, temporales y sectores de tierra firme). La elasticidad puede expresarse en forma sintética como el cociente entre la superficie ocupada durante la fase de máximo anegamiento y/o inundación, y la que corresponde al momento de sequía extrema. Este índice es un componente de: las características geomorfológicas del macrosistema, la capacidad de almacenaje de agua en el suelo y subsuelo y la variabilidad meteorológica regional (lluvias, evapotranspiración e infiltración) (Neif , 2005). En particular, conocer sobre la elasticidad del sistema permite explicar en gran medida la distribución y abundancia de las poblaciones, el almacenamiento y movilidad de los nutrientes, las condiciones de óxido-reducción, la prevalencia de fenómenos de acumulación o de degradación de la materia orgánica y en general informan sobre los flujos biogeoquímicos que operan en los humedales. Con esta premisa se deben analizar las caracterizaciones físico bióticas disponibles para algunos sitios de interés, de modo que se puedan correlacionar con series de nivel y caudal de estaciones hidrometerológicas con series representativas y sea posible analizar las principales características de los pulsos de inundación asociados. Referencias Bibliográficas Aguilera Díaz M. (2006). El Canal del Dique y su Subregión: Una Economía Basada en la Riqueza Hídrica. Banco de la República, Centro de Estudios Económicos Regionales, Cartagena. Andrade G. (2008). Perspectivas de un Programa Nacional de Humedales, Memorias Jornada Técnica Día Mundial de los Humedales, Ideam. Berlanga-Robles, C. y Ruiz-Luna, A.. (2004). Análisis comparativo de los sistemas clasificatorios de humedales, Instituto Nacional de Ecología, México. Cervantes, M. (2000). Conceptos Fundamentales sobre Ecosistemas Acuáticos y su Estado en México, Conservación Internacional México. CI - Conservación Internacional. (2000). Empresa de Acueducto de Bogotá. Los humedales de Bogotá y La Sabana de Bogotá. Corpoamazonia, Universidad Nacional de Colombia y Fundación Omacha. (2007). “Plan de manejo ambiental de los humedales localizados en el sistema de várzea comprendida en el interfluvio de los ríos Loretoyacu y Amazonas, en el marco del plan de vida del Resguardo Indígena Ticuna, Cocama y Yagua de Puerto Nariño y el Esquema de Ordenamiento Territorial Municipal de Puerto Nariño (Amazonas)”. Leticia. Casco, S., Neiff, M. y Neiff, J.J.(2005). Biodiversidad en ríos del Litoral Fluvial, Utilidad del Software PULSO en Temas de la Biodiversidad del Litoral Fluvial Argentino, pp 419 a 434 ISSN On Line 1668- 3242. Departamento Nacional de Planeación, DNP. (2003). Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y Alimentación, FAO. Programa de Desarrollo Sostenible de la Región de La Mojana, Colombia. Franco, Vidal L. y Andrade G. (Eds).(2007). Fúquene, Cucunubá y Palacio, Conservación de la biodiversidad y manejo sostenible de un ecosistema lagunar Andino. Fundación Humedales e Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt, Bogotá, Colombia. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia – Ideam (2004). Informe del Estado del Medio Ambiente en Colombia. Bogotá. Ideam, Igac, IAvH, Invemar, Sinchi e IIAP. (2007). Ecosistemas Continentales, Costeros y Marinos de Colombia. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, Instituto Geográfico Agustín Codazzi, Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humbolt, Instituto de Investigaciones Ambientales del Pacífico Jhon von Neumann, Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras José Benito Vives de Andreis e Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas Sinchi, Bogotá, 276 p + 37 hojas cartográficas. Smith Mark, P. (TNC); Schiff, R. (MMI); Olivero, A. (TNC) and James MacBroom, J. (MMI). (2008). The Active River Area. A Conservation Framework for Protecting Rivers and Streams. 77 RELACIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS Y LA DINÁMICA CLIMÁTICA EN COLOMBIA Néstor Javier Martínez Ardila1 Julián Javier Corrales Cobos2 Fabio Vladimir Sánchez Calderón3 Resumen En este trabajo se evaluó la relación de los deslizamientos y la dinámica climática en Colombia, considerando que la lluvia es responsable de cerca del 69.5% de los eventos de remoción en masa que ocurren en el país. Utilizando el inventario de deslizamientos del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales –Ideam–, se tiene un registro total de 7.471 eventos para el período 1921-2007. El análisis del inventario del período 1978-2007 (identificado por la consistencia de los datos) y de los registros climáticos permitió establecer una relación directa entre las características zonales climáticas en Colombia, en especial de la precipitación y los deslizamientos, y que los procesos de remoción en masa dependen fuertemente de la saturación del terreno. Como consecuencia de esta relación, se presenta una tendencia general a una mayor ocurrencia de deslizamientos durante la segunda temporada de lluvias del año; sin embargo, es importante anotar que es en la primera temporada de lluvias en la cual se registran los eventos que más daño producen. Este análisis evidenció que en el departamento de Antioquia se presentaron el mayor número de eventos, mayor índice de mortalidad y afectación de la infraestructura; en tanto que el departamento de Caldas y en general los departamentos de la zona cafetera, en proporción a su extensión y población, presentan los índices de afectación más altos. El estudio se convierte en una base para establecer programas de prevención y atención de desastres y la toma de decisiones por parte de las autoridades. Palabras Claves: Deslizamientos, Colombia, Precipitación, Clima. Abstract In this document the relationship between landslides and climate dynamic in Colombia was evaluated, considering that precipitation is responsible for 65.9 percent of the mass movement events occurred in Colombia. Using the landslide inventory of the Colombian Meteorology, Hydrology and Environmental Studies Institute-Ideam, a total of 7.471 landslides in the period between 1921-2007 was encountered. Analyzing the period between 1978 - 2007 in the inventory (identified for the consistency of the data) and the climate records, a direct relation between the climatic zones in Colombia, especially the precipitation and the landslides can be established, and that mass movement processes have a strong dependence of ground saturation. As a consequence of this relationship there is a general tendency to a mayor occurrence of landslides during the second rain season of the year, however, the most extreme events occurred in the first rain season. The investigation encountered that Antioquia is the department with more records registered as well as in terms of mortality and infrastructure damage and Caldas and the departments of the coffee production region in proportion of extension and population, those that present the highest indices. This study is base for the establishment of prevention and disasters attention programs as well as a guide for local authorities. Keywords: Landslides, Colombia, Rainfall, Climate. 1 2 3 Geólogo, MSc en Medio Ambiente y Desarrollo, Subdirección de Ecosistemas e Información Ambiental – Ideam (Diciembre 2009), nestorm@ideam.gov.co Ingeniero Civil, MIc con énfasis en Geotecnia, PhD (Candidato), Subdirección de Ecosistemas e Información Ambiental – Ideam (Diciembre 2009), jcorrales@ideam.gov.co Geógrafo, MSc en Ciencias Económicas, Universidad Nacional, fvsanchezc@gmail.com Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Introducción Los desastres relacionados con eventos naturales son de gran relevancia en la actualidad, especialmente en los ámbitos social y económico, pero también en el político y el técnico-científico. En Colombia, los procesos de remoción en masa representan 25% del total de registros de eventos naturales (para el período 1970-2002; en CONPES, 2004) y son el segundo tipo de eventos de origen natural asociado con desastres; de acuerdo con datos reportados por Isrd/UN (2007), la ocurrencia de deslizamientos en Colombia con respecto a las tendencias mundiales y regionales, representa una mayor proporción con respecto al total de eventos naturales. De acuerdo con Marulanda y Cardona (2006), en Colombia la precipitación es responsable de 69,5% de los deslizamientos registrados en los últimos 30 años. Los deslizamientos son eventos propios de la dinámica natural del paisaje, por tanto, para su estudio es importante conocer y comprender los patrones de ocurrencia, las condiciones necesarias para que se presenten y entender las características que se deben reunir para que se generen situaciones de desastre, entendiendo desastres como situaciones que implican la interrupción del funcionamiento de una comunidad o la sociedad (Eird, 2004). 80 A nivel mundial, según Isrd/UN (2007), en las tres últimas décadas hay una tendencia ascendente en el número de desastres, acentuada a partir de 1997, pasando de menos de 100 eventos en 1975 a más de 500 en el año 2000. Los costos económicos mundiales ocasionados por los desastres de origen natural también muestran un aumento, los cuales fueron estimados en $75.500 millones de dólares en la década de los sesenta, $138.400 millones en los setenta, $213.900 millones en los años ochenta y $659.900 millones en la última década del siglo XX (Pnud, 2004). Este comportamiento se asocia con la alteración de las dinámicas naturales y el crecimiento poblacional a nivel mundial. Para el período 1991-2005, la mayor parte de víctimas mortales por desastres se concentró en los países en desarrollo y menos desarrollados (Isdr/UN, 2008), implicando un mayor impacto en aquellos países con mayores problemas económicos, donde se presenta menor oportunidad de enfrentar situaciones de emergencia y desarrollar programas de prevención integral. En Colombia, de acuerdo con Cardona et al. (2004), el nivel de recurrencia y temporalidad de los eventos desastrosos ubican al país como uno de los más afectados en América Latina, región en la que ocupa el primer puesto en términos de los niveles de ocurrencia de desastres con cerca de 600 eventos/año, dentro de 8 países evaluados. Cardona igualmente menciona que los daños producidos por los grandes eventos generaron un impacto económico que ha oscilado entre 0,18% y 1,84% del PIB nacional anual. No obstante, los desastres pequeños y moderados, que son eventos de menor magnitud pero de mayor recurrencia, generaron daños equivalentes a US$2.227 millones y ocasionaron en el año 2000 más de 9 mil muertos, 14,8 millones de afectados, 89 mil viviendas destruidas, 185 mil averiadas y cerca de 3 millones de hectáreas de cultivos deterioradas, sumando un costo estimado de 2,66% del PIB (DNP, 2007), evidenciando el mayor impacto socioeconómico de los eventos denominados pequeños sobre el PIB del país. De acuerdo con la Contraloría General de la República (CGR, 2008), en estas tres últimas décadas, más de 15.5 millones de colombianos, es decir uno de cada tres, se han visto afectados por los desastres de origen natural y más de 38.000 personas han muerto en el país a consecuencia de este tipo de eventos. En la actualidad, cerca de quince millones de personas, (35% de la población), está expuesta a un alto nivel de riesgo y otros 20 millones (47%), a un riesgo intermedio. La alta incidencia de desastres asociados a deslizamientos en Colombia se explica por la conjunción, por una parte, de factores naturales como la alta susceptibilidad asociada a las zonas montañosas y la presencia de la Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT) que favorece la precipitación, y por otra, de factores antrópicos como deforestación, construcción de carreteras y obras de infraestructura y la alteración de las condiciones de humedad del terreno, asociados a los procesos históricos de ocupación del territorio que han concentrado la población en la región Andina. Como respuesta a los eventos desastrosos acaecidos en la década de los 80, entre los que se incluye el desastre de Armero, se impulsó el desarrollo en Colombia de la cultura de la prevención de los desastres, mediante la creación de una estructura institucional para la atención y la prevención de desastres de la que hace parte el Ideam y los mecanismos para la recopilación de los primeros inventarios de eventos en forma sistemática. El Ideam realiza actividades relacionadas con la emisión de alertas tempranas por la ocurrencia de eventos de origen hidrometeorológico, las cuales comprenden la zonificación de la susceptibilidad del terreno a los deslizamientos (escala 1:500.000) para todo el país y el desarrollo y operación de un modelo de pronóstico de deslizamientos asociados con lluvias (Sánchez et al., 2002). Como complemento al modelo de pronóstico, se realiza un inventario de deslizamientos, el cual se utiliza para la validación y ajuste del modelo y la generación de umbrales de lluvia detonante de deslizamientos. Los estudios realizados en Colombia en el tema de deslizamientos se enfocan en la evaluación del impacto social y económico de los eventos y en investigaciones aplicadas a la elaboración de inventarios. Con respecto a la evaluación de los impactos, los trabajos se han centrado en los aspectos sociales y económicos de los eventos que han generado desastres, entre los que se destacan los estudios de Marulanda y Cardona (2006), Cardona y Yamín (2006), Cardona et al. (2004) y aquellos adelantados por la Universidad Nacional de Colombia. Las investigaciones aplicadas se han centrado en mayor porcentaje en la relación entre los procesos de remoción en masa y las lluvias, destacándose los trabajos de Castellanos (1996), Cuadros y Sisa (2003), Mayorga (2003) y Terlien (1997), los cuales determinaron umbrales de precipitación detonante de deslizamientos para algunas zonas del país. Otros estudios evaluaron la relación de los deslizamientos y los sistemas climáticos de gran escala, donde se resalta el realizado por Sánchez et al. (2001), quienes analizaron la ocurrencia de deslizamientos en Colombia bajo la influencia de los fenómenos El Niño de 1997 y La Niña de 1998. En el tema de inventarios de deslizamientos, se encuentran los aportes del Ideam, Ingeominas (2002) y Desinventar (2008), así como trabajos locales adelantados por las Universidades Eafit y Nacional de Colombia. Comisión Colombiana del Espacio El objetivo de la presente investigación es analizar la dinámica y la incidencia de los deslizamientos ocasionados por lluvias a nivel temporal y espacial en Colombia, como un aporte a la comprensión de los procesos de remoción en masa y se presenta como una propuesta para desarrollar estrategias más integrales orientadas a la gestión y prevención de los desastres en el país. Para establecer la relación lluvia-deslizamientos se utilizaron los datos registrados en el inventario de deslizamientos del Ideam y los datos de precipitación generados por la red de estaciones hidrometeorológicas manejadas por el mismo Instituto. De acuerdo con un análisis de calidad y representatividad de los registros del inventario, se escogió el período comprendido entre 1978 y 2007 para realizar el análisis. Para la precipitación, se seleccionaron las estaciones meteorológicas representativas de acuerdo con la propuesta de zonificación climática de Hurtado (2000), mostrada en la figura 1, a partir de las cuales se calcularon los valores de precipitación mensuales multianuales utilizados. Adicionalmente se hizo el análisis de los deslizamientos con base en la calificación del grado de intensidad de daño propuesta por Vargas (1999). atendidos por organismos de atención de desastres o requirieron atención gubernamental, de esta manera, se pudo presentar un subregistro de los eventos que no produjeron daños significativos. Tabla 1. Fuentes de información del Inventario de Deslizamientos del IDEAM, según base de datos de origen. (Datos 1921 – 2008 [Agosto]) TIPO DE FUENTE Oficiales ESCALA FUENTE DE LA INFORMACIÓN TOTAL Local Alcaldía Municipal de Medellín 2 Alcaldía Municipal de San Vicente de Chucurí 1 DPAE (Bogotá) 3 CAR 1 CODECHOCÓ 1 Regional Nacional CVS 1 Gobernación de Antioquía 26 DARARD 24 Universidad del Cauca 45 DGPAD 1.276 IDEAM 1.712 INVIAS 83 3 Policía Nacional OSSO – (Inventario La Red) Privadas 3.502 758 EAFIT (Inventario La Red) 1 Gas Natural OCENSA 1 Defensa Civil 29 Total general 7.471 8 Otras Figura 1. Regiones climáticas en Colombia (Hurtado, 2000) 1. El inventario de eventos La base de análisis para el trabajo de investigación fue el inventario de deslizamientos recopilado por el Ideam. El inventario de deslizamientos cuenta con registros a partir de 1921 y a la fecha del análisis registraba 7.471 eventos. Las fuentes de los registros fueron las entidades oficiales y privadas que reportan y atienden emergencias relacionadas con deslizamientos, universidades que investigan el tema, así como reportes de prensa regional y nacional, en la tabla 1 se presentan las diferentes fuentes de información mencionadas anteriormente Debido al proceso de captura de la información y la naturaleza de las fuentes consultadas, en el inventario se registraron los eventos que por su magnitud y daños ocasionados generaron noticia, fueron Además de los datos de localización, el inventario consigna información de los daños e impactos funcionales, estructurales y ambientales. Como complemento del inventario, se realizó la categorización de los eventos de acuerdo con la escala de intensidad de daño propuesta por Vargas (1999), en la cual se establecen seis niveles de calificación (cuadro 1). Cuadro 1. Escala de calificación de la intensidad de un movimiento en masa. Tomado de Vargas, 1999 INTENSIDAD CARACTERÍSTICAS I - Pérdida local de suelos no agrícolas o de terrenos estériles II - Pérdida local de suelos agrícolas o de terrenos de importancia económica o ecológica III - Pérdida de cultivos o de terrenos de importancia económica - Daños locales a infraestructuras civiles - Averías menores en vivienda (agrietamientos) 81 Cu i Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra 1998-2007 VI 2. Resultados Para el análisis de la dinámica espacio-temporal de los deslizamientos en Colombia se consideraron los períodos decadal y mensual en el dominio temporal y las divisiones departamental y municipal en el dominio espacial. Las unidades espaciotemporales se escogieron de manera que permitieran reducir los errores de fechado y de localización de los deslizamientos del inventario. Análisis de la distribución departamental por décadas Para la década 1988-1997, se presenta una disminución importante en el número de registros en el departamento de Antioquia con respecto a la década anterior (16% del total), en tanto que los demás departamentos muestran en general un leve incremento en el número de los registros. En la década 1998-2007, se observa un incremento general en el número de registros en el país, situación relacionada con la sistematización del inventario por parte del Ideam a partir de 1997. Antioquia es el departamento con el mayor número de registros (16% del total), como ha sido la tendencia general en el período analizado, seguido por Valle del Cauca, Caldas, Cauca y los Santanderes. 13 Meta Chocó 20 31 24 21 Quindío 67 23 Quindío 75 35 Huila 82 38 Santander 39 N.Santander 54 Huila 57 Cauca 65 Nariño 67 Risaralda 81 V.Cauca 86 Tolima 99 Cundinamarca Caldas 128 Boyacá 250 545 Anioquia Número deregistros 1978-1987 600 500 400 300 200 100 0 Número deregistros 1988-1997 200 193 132 150 124 116 105 102 100 91 52 50 7 1998-2007 Meta Chocó Risaralda Nariño N.Santander Santander Cauca Tolima Boyacá Cundinamarca Caldas V.Cauca 0 Anioquia 82 En la figura 2 se muestra el comportamiento de los registros de deslizamientos en Colombia para las décadas comprendidas entre 1978-2007. De acuerdo con esta figura, para la década 1978-1987, Antioquia representa el mayor porcentaje de los registros del país (40% del total), en tanto que el número de eventos registrados en los demás departamentos es considerablemente menor. 60 41 28 Chocó Meta 88 Quindío 115 Risaralda 147 Huila 173 Tolima 207 Boyacá 214 Nariño 223 Cundinamar… 236 Santander 241 Cauca 298 N.Santander V 299 Caldas IV 644 V.Cauca - Destrucción parcial de pequeñas zonas urbanas - Destrucción de instalaciones de tipo social o industrial - Pérdida de grandes extensiones de suelos agrícolas y cultivos - Pérdida de animales domésticos - Pérdida de vidas humanas - Destrucción de viviendas o infraestructuras civiles - Grandes pérdidas de vidas humanas - Destrucción de grandes zonas urbanas (barrios, pueblos, veredas) - Grandes pérdidas económicas 700 600 500 400 300 200 100 0 Anioquia CARACTERÍSTICAS Número deregistros INTENSIDAD Figura 2. Distribución departamental de los deslizamientos registrados para las décadas 1978-1987, 1988-1997 y 1998-2007. La figura 3 presenta la distribución espacial de los deslizamientos para el período analizado, destacándose que la ocurrencia de los eventos afecta principalmente la región Andina, donde por el dominio del paisaje de cordillera se tiene una mayor predisposición a la ocurrencia de deslizamientos. La otra zona en la cual es importante la ocurrencia se encuentra localizada en la región Caribe, en sectores localizados en la Sierra Nevada de Santa Marta. Comisión Colombiana del Espacio Figura 3. Distribución departamental de los deslizamientos registrados para el período 1978-2007, según número total de eventos. El número de deslizamientos registrados por departamento es una importante herramienta de análisis; sin embargo, como las áreas de los departamentos no son homogéneas, la cantidad de deslizamientos no refleja adecuadamente la incidencia de esta problemática en las diferentes jurisdicciones, para lo cual, se propuso un indicador denominado IDA, Índice de Densidad de Deslizamientos por Área, el cual establece para cada departamento el número de deslizamientos registrados por cada 100 km2 de área. Este indicador permite observar la incidencia de los deslizamientos de acuerdo con el tamaño del departamento, permitiendo una mejor comparación. La figura 4 muestra la distribución espacial del IDA para el período analizado, donde se observa que la región del Eje Cafetero (Caldas, Quindío y Risaralda) sobresale en todo el período analizado como la región con mayor IDA. En la región Caribe, los departamentos cercanos a la Sierra Nevada de Santa Marta muestran la mayor incidencia por km2 de deslizamientos. Del análisis de la figura, el IDA muestra que la incidencia de deslizamientos es importante en los departamentos del centro de la región Andina (Quindío, Risaralda, Caldas, Antioquia, Valle del Cauca, Cundinamarca, Cauca, Santander, Norte de Santander). 83 Figura 4. Distribución departamental de los deslizamientos registrados para el periodo 19782007, según el IDA. Análisis de la distribución departamental por mes La figura 5, muestra la distribución mensual por departamentos de los deslizamientos registrados en el inventario durante el período 1978-2007. Para el análisis de los datos se trabajó por cuatrimestres, de acuerdo con el comportamiento climático en Colombia. Primer Cuatrimestre En este período, se observa una ocurrencia baja de deslizamientos durante los meses de enero, febrero y marzo, con un notorio incremento en abril. En enero, los mayores registros ocurrieron en los departamentos de la zona suroccidental del país (Cauca, Nariño y Valle), situación que se debe principalmente a la ubicación de la ZCIT en esta zona durante esta época del año. El comportamiento de los deslizamientos en el departamento de Antioquia, se debe a la consistencia de los registros por los continuos estudios efectuados en la zona en el tema de deslizamientos, entre los que se incluyen algunos inventarios, así como a su ubicación geográfica en una zona de alta humedad y precipitación asociadas con la región selvática del Chocó. En el caso de Norte de Santander, el comportamiento de los deslizamientos en el mes de enero está relacionado con el fenómeno La Niña del año 2000, durante el cual se registraron 36 de los 49 eventos reportados. Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra La distribución de los deslizamientos en este período muestra una relación directa con el movimiento de la ZCIT de sur a norte del país, concentrándose en enero y febrero al suroccidente de la región Andina, y a partir de marzo en la parte baja del centro del país. El inicio del primer período de lluvias en el centro de la región Andina en abril, implica el aumento del número de deslizamientos en esta región. en los piedemontes de Orinoquía y Amazonía; esta situación se refleja en el progresivo incremento de los deslizamientos en Boyacá a lo largo del período. En las gráficas se agruparon como “otros”, los departamentos con pocos registros, situados principalmente en la Orinoquía y la Amazonía, los cuales para julio se ubican en el segundo lugar de registros, asociado con el máximo de precipitación. Segundo Cuatrimestre Tercer Cuatrimestre En este período, de acuerdo con la figura 5, en mayo es alto el registro de deslizamientos, presentándose la máxima ocurrencia de la temporada lluviosa. En junio es notoria la disminución de deslizamientos, alcanzando su mínimo en julio y un ligero incremento en agosto, situación que se explica por la ubicación de la ZCIT en el norte del país y el inicio de la segunda temporada de lluvias. En este período se presenta una fuerte variación mensual de los registros, debido al desplazamiento norte-sur de la ZCIT a partir de agosto sobre el centro de la región Andina. La máxima ocurrencia de deslizamientos se presenta en los meses de octubre y noviembre, incidiendo con el máximo de lluvias de la segunda temporada. El movimiento de la ZCIT hacia el sur del país al final del año, produce nuevamente el incremento en el número de registros de deslizamientos en los departamentos del sur de la región Andina. El inicio de la temporada de lluvias en Orinoquía y Amazonía, de régimen monomodal con valor máximo en julio, produce el incremento de los deslizamientos en los departamentos localizados Febrero Mayo 90 60 0 Sepiembre 90 60 30 0 Noviembre Diciembre 90 120 90 60 30 0 Número de registros 150 Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó Número de registros 180 Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó 120 Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó 30 Número de registros 60 Octubre Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó 30 150 90 0 Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó 120 Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó Número de registros 30 Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó Número de registros Junio 180 120 60 270 240 210 180 150 120 90 60 30 0 0 Agosto Julio 90 0 30 150 Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó 30 Número de registros 60 Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó Número de registros 90 270 240 210 180 150 120 90 60 30 0 Número de registros 0 Número de registros 30 Abril 0 60 Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó Número de registros Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó Número de registros 30 120 Número de registros 84 60 0 Marzo 60 60 30 0 Anioquia Cauca V.Cauca Nariño Caldas N.Santander Tolima Quindío Cundinama… Risaralda Santander Boyacá Otros Huila Chocó Enero 90 Figura 5. Distribución departamental de los deslizamientos registrados por mes, para el período 1978-2007. Comisión Colombiana del Espacio En la figura 6 se observa la representación espacial del comportamiento descrito para la figura 5. En esta figura se muestra la distribución por departamentos del número de deslizamientos durante los meses del año, resaltando la relación entre la ocurrencia de los deslizamientos y las temporadas de lluvias del país. El análisis de esta figura permite evidenciar la dinámica de la ZCIT como elemento climático asociado a la ocurrencia de deslizamientos. En enero se concentra la ocurrencia de deslizamientos en el sur del país, especialmente en los departamentos de Cauca, Nariño, Valle del Cauca y Putumayo. Entre febrero y mayo se observa la disminución relativa del número de deslizamientos en los departamentos del sur del país, así como su incremento hacia el centro y norte, especialmente en los departamentos del Eje Cafetero y el centro de la región Andina. El desplazamiento de la ZCIT también se observa con reporte de eventos en los departamentos de la costa Caribe y el piedemonte llanero, que en la figura anterior fueron agrupados en la clase “otros”. Igualmente es posible reconocer la mayor incidencia de las lluvias en los deslizamientos durante los períodos de abrilmayo y octubre-noviembre, pues el número de registros aumenta en casi todos los departamentos andinos. Entre mayo y septiembre se registran deslizamientos en los departamentos localizados en los piedemontes llanero y amazónico, asociados con el régimen monomodal de precipitación. En este análisis también se nota la influencia de las Ondas Tropicales del Este en la segunda mitad del año, ya que estas anomalías en la dirección de los alisios generan perturbaciones temporales con un incremento en las lluvias, lo cual se refleja en los registros en los departamentos de la región Caribe, entre septiembre y diciembre. 85 Figura 6. Distribución departamental de los deslizamientos por mes, para el período 1978-2007. Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Análisis de la distribución municipal por mes En la figura 7 se presenta la distribución espacial de los deslizamientos por municipio para cada mes, para el período 1978-2007. En los resultados se resaltan aquellos municipios que sin ser capital departamental presentan mayor incidencia por deslizamientos, a pesar de estar alejados de los medios de comunicación y de las entidades de atención de orden nacional y departamental. Se presentaron reportes de deslizamientos en un total de 705 municipios de los 1.120 municipios actuales. Enero Para este mes es evidente la incidencia de los deslizamientos en municipios de los departamentos de Cauca, Nariño y Valle, siendo claro el peso de la región del suroccidente del país en la ocurrencia de deslizamientos. Se resalta el caso del municipio de Cúcuta, que presenta el mayor número de registros para este mes, causado por el fenómeno La Niña del año 2000. Según los registros analizados, se registraron 384 eventos en 177 municipios, que representan 25.1% del total de municipios con eventos registrados, de los cuales 20 de ellos presentan 4 o más registros, los que a su vez representan 41,67% de los registros del país en este mes, lo que demuestra la concentración espacial de la ocurrencia de deslizamientos. Febrero En este mes, la mayor cantidad de registros se mantuvo en los departamentos de Nariño, Cauca y Valle. Se tienen diez municipios con 4 o más eventos registrados, los cuales representan 39% del total de deslizamientos del mes, persistiendo la concentración espacial al suroccidente del país. En este mismo mes se reportaron 261 deslizamientos en 137 municipios, 19% del total de municipios con eventos registrados, situación explicada por la disminución de la humedad de los suelos en el centro y norte de la región andina. En cuanto a la distribución municipal, a diferencia de enero, donde municipios pequeños aparecen con alto número de registros, en febrero los siete primeros puestos corresponden a capitales departamentales (Medellín, Pereira, Bucaramanga, Popayán, Quibdó, Cúcuta y Bogotá). Como casos especiales de municipios pequeños con incidencia de deslizamientos aparecen Rioblanco y Planadas (Tolima), El Águila (Valle), Quípama (Boyacá), Timbío (Cauca) y Gigante (Huila). 86 Figura 7. Distribución municipal de los deslizamientos por mes, para el período 1978-2007. Comisión Colombiana del Espacio Marzo Durante los meses de marzo y abril, es evidente el desplazamiento de la ZCIT sobre el centro del país, correspondiendo con el inicio de la primera temporada de lluvias. En el mes de marzo se mantiene la concentración espacial y la baja frecuencia de los deslizamientos en el centro y norte del país, debido a que la humedad de los suelos se encuentra en su nivel más bajo; para este mes fueron registrados 412 eventos, de los cuales 168 eventos se concentraron en 21 municipios donde se reportaron 4 o más deslizamientos, y que representan 40% del total de los eventos registrados en ese mes; así mismo, los deslizamientos de marzo afectaron 28% del total de los municipios del país (197 localidades). En los municipios con más registros se encuentran algunas capitales departamentales, como Medellín, Manizales y Bogotá; en el caso de los municipios diferentes a capitales, sobresale el caso de San Pablo de Borbur, en la vertiente occidental de Boyacá. Abril En abril se registraron 537 deslizamientos en 251 municipios, 35% del total de municipios que registraron eventos, y en 25 de estos municipios se registraron 4 o más eventos, los que representan 38% del total de los deslizamientos registrados. En este mes se observa una distribución espacial más amplia de los deslizamientos en el país, con deslizamientos en municipios intermedios estratégicos como Buenaventura (Valle), Calarcá (Quindío), Chaparral (Tolima) y Socorro (Santander). De igual forma, aparecen municipios pequeños con registros importantes, aunque ubicados en puestos secundarios, dentro de los que están Manzanares y Pensilvania (Caldas), Muzo (Boyacá), Fresno (Tolima), Sandoná (Nariño) y Guayabetal (Cundinamarca). Mayo En mayo, se presentó un mayor número de eventos y de municipios afectados, este comportamiento es acorde con la finalización de la primera temporada de lluvias. Se reportaron 931 deslizamientos en 375 localidades, 53% del total de los municipios que registraron eventos. Se registraron eventos en casi todas las capitales departamentales, especialmente las de la región Andina, así como Quibdó y Mocoa. De los municipios que no son capitales, se destacan Buenaventura (Valle) y Marmato (Caldas), este último es uno de los municipios con mayor ocurrencia de deslizamientos respecto al total nacional y presenta los mayores IDA del país. Junio En junio se inicia la temporada seca en el centro de la región Andina, por este motivo se produce un descenso en la ocurrencia de deslizamientos, lo cual se refleja en el registro de 462 eventos, que afectaron 225 municipios, que representa 31% del total de municipios que registraron eventos, en 25 de estos municipios se registraron 4 o más eventos, los que representan 40% del total de los deslizamientos registrados. Aunque el número de registros es bajo, no alcanza los niveles de enero y febrero, debido a que los suelos aún se encuentran húmedos por las lluvias de los meses anteriores. Siguiendo con la tendencia, las capitales departamentales mantienen el mayor número de reportes, donde se resaltan Villavicencio y Florencia, coincidiendo con el máximo de lluvias de los piedemontes amazónico y orinoquense. De los municipios intermedios y menores con registros se destacan Valdivia (Antioquia), Neira y Aranzazu (Caldas) y Rioblanco (Tolima). La tendencia a la disminución en la ocurrencia de deslizamientos registrada en junio se mantiene hasta septiembre, consecuente con la ubicación de la ZCIT en la región Norte del Caribe. Julio En julio se registraron 296 eventos en 168 municipios que representan 23.8% del total de municipios que registraron eventos, presentándose doce municipios con cuatro o más registros, este comportamiento de reducción de los deslizamientos está relacionado con la temporada seca de la región Andina. Entre los municipios con mayor ocurrencia de deslizamientos se encuentra Valdivia (Antioquia), el cual ocupa el segundo lugar después de Medellín. En los piedemontes de la Orinoquía y la Amazonía se mantienen las altas precipitaciones, en consecuencia se presentan entre los municipios con mayor ocurrencia Yopal y Aguazul (Casanare), Florencia y San Vicente (Caquetá), Villavicencio (Meta), Mocoa (Putumayo), Guayabetal y Quetame (Cundinamarca), Santa María (Boyacá) y Toledo (Norte de Santander). También es importante mencionar la aparición de Barranquilla, donde a pesar de predominar el relieve plano, existen algunos sectores de la ciudad en los cuales se dan las condiciones de inestabilidad para la ocurrencia de deslizamientos. Agosto En agosto, se registraron 273 eventos en 147 municipios, que representan 20.8% del total de municipios que registraron eventos, dentro de los cuales se presentan 11 municipios con cuatro o más registros. En general la incidencia de deslizamientos es baja en este mes, coincidiendo con la temporada seca en el centro de la región Andina y se mantiene en el piedemonte llanero y el piedemonte de la región Pacífica debido a la presencia de lluvias orográficas producto de la alta humedad proveniente de la selva húmeda amazónica y el océano Pacífico respectivamente. Septiembre En septiembre se mantienen las condiciones secas en el centro de la región Andina y en consecuencia se registraron 309 eventos en 147 municipios, los cuales representan 20.8% del total de municipios que registraron eventos, dentro de los cuales se presentan 15 municipios con cuatro o más registros. El municipio de Medellín para este mes representa 21% del total nacional. En la figura 7 se identifica los municipios del Eje Cafetero como una de las áreas de mayor afectación por deslizamientos. Octubre En octubre se presenta un cambio fuerte en la tendencia, coincidente con el inicio de la segunda temporada lluviosa del centro de la región Andina, donde se registraron 783 eventos en 298 municipios, los cuales representan 42% del total de municipios con registros de eventos, dentro de los cuales 49 presentaron cuatro o más registros. En la figura 7 se evidencia la concentración espacial de eventos en el centro del país, destacándose el área del Eje Cafetero, el sur de Antioquia y el norte del Tolima. Se presentaron registros en la región 87 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra En el piedemonte de la región Pacífica se mantiene la incidencia de deslizamientos ocasionados por lluvias orográficas, donde se destaca el caso del municipio de Buenaventura (Valle del Cauca), que ocupa la sexta casilla en la lista de municipios con más número de deslizamientos en este mes. De los municipios intermedios y menores con registros se destacan Valdivia y Amagá (Antioquia), Fresno (Tolima) y Salamina, Villamaría y Samaná (Caldas). Noviembre En noviembre se presenta la mayor incidencia de deslizamientos en el país, afectando casi la totalidad de la zona Andina; en este período se registraron 979 eventos en 341 municipios, los cuales representan 48.3% de los municipios con registros de eventos, de estos 55 municipios presentan cuatro o más registros. Diciembre En diciembre se reportaron 381 eventos en 174 municipios, que representan 24,7% de los municipios con registros de eventos, y 18 municipios presentan 4 o más registros, para un total de 163 registros, 42.8% del total de eventos registrados para el mes, lo que muestra la alta concentración de deslizamientos en este mes en zonas específicas. La figura 8 muestra la distribución de los deslizamientos en Colombia, en la cual se resalta la ocurrencia de dos máximos de eventos que ocurren durante los meses de mayo y octubre-noviembre, siendo este último el período en el cual ocurre el mayor número de deslizamientos durante el año. Este patrón bimodal de distribución de los deslizamientos es útil para reafirmar la correlación entre el comportamiento de las lluvias y la ocurrencia de los deslizamientos en el país. Siguiendo este planteamiento y teniendo en cuenta la variedad de climas existente en Colombia mostrada por Hurtado (2000), quien basado en datos históricos de precipitación y temperatura realizó una sectorización del país en 24 zonas climáticas, se concluye que la caracterización del comportamiento de los deslizamientos debe realizarse por zonas climáticas para reflejar con mayor precisión la relación clima-deslizamientos para el país. A partir de la propuesta de Moreno et al (2006) quienes realizaron la caracterización del comportamiento de los deslizamientos para el departamento de Antioquia, utilizando el inventario de deslizamientos se hace el análisis departamental de la relación lluvia- deslizamientos. En las figuras 9, 10 y 11 se presentan por departamentos los histogramas comparativos de los valores mensuales de ocurrencia de deslizamientos y la distribución de la precipitación; del análisis se excluyeron los departamentos donde el número de registros no permitió establecer una relación confiable. En términos generales se observó que existe una correspondencia entre los períodos de alta precipitación y los meses de mayor ocurrencia de deslizamientos; sin embargo, se presenta en algunas regiones un retraso relativo entre estos dos máximos, ocasionado por la presencia de suelos que requieren mayores períodos de lluvias acumuladas para alcanzar niveles de humedad que pueden ocasionar deslizamientos. 1000 900 800 700 600 500 400 300 100 Diciembre Noviembre Octubre Agosto Julio Junio Mayo Abril Marzo 0 Septiembre En síntesis, la distribución mensual de los registros de eventos a nivel municipal y departamental permite corroborar la influencia del clima en la ocurrencia de deslizamientos, especialmente de los sistemas tropicales de gran escala, resaltándose principalmente la ZCIT y las ondas del este. Los registros analizados permiten identificar al sistema vial colombiano como un factor desestabilizante del terreno, efecto que se evidencia en municipios menores que registran un alto número de eventos, asociados a corredores viales como Bogotá-Villavicencio, Cali-Buenaventura, Medellín-Turbo, MedellínCartagena, Bogotá-Cali y Bogotá-Manizales. 200 Febrero Acorde con la llegada de la temporada seca y la posición de la ZCIT, se observa que el número de registros disminuye y se concentran nuevamente en el sur del país. Enero 88 En 24 municipios se reportaron 326 eventos, que representan 33.3% del total de eventos registrados para este mes, a partir de esta información se identifican zonas con alta incidencia por deslizamientos que deben ser objeto de acciones preventivas por parte de las autoridades. Se destacan por la incidencia de deslizamientos en este mes los siguientes municipios: Medellín y Yarumal (Antioquia); Cartagena (Bolívar); Manizales, Marmato, Supía y Manzanares (Caldas); Popayán, La Sierra y Rosas (Cauca); Quibdó (Chocó); Bogotá D.C.; Cúcuta (Norte de Santander); Pasto (Nariño); Armenia, Calarcá, Génova y Pijao (Quindío); Pereira (Risaralda); Bucaramanga (Santander); Ibagué (Tolima); Cali, Tulúa y Buenaventura (Valle del Cauca). Relación entre la precipitación y la ocurrencia de deslizamientos Número de Eventos Caribe, principalmente en Cartagena y Barranquilla, asociados con terrenos de laderas inestables de poca elevación, con alta densidad poblacional. Figura 8. Distribución mensual de los deslizamientos a nivel nacional, para el período 1978-2007. La figura 9 muestra la relación entre la precipitación y la ocurrencia de deslizamientos en los seis departamentos con más registros de eventos en el país: Antioquia, Caldas, Valle del Cauca, Cundinamarca, Cauca, y Santander. Antioquia Es el departamento con el mayor número de registros en el inventario, observándose en la gráfica una correspondencia directa entre los Comisión Colombiana del Espacio las lluvias fuertes ocurridas al final de la temporada lluviosa. Para estos suelos, se considera que su contenido de arcillas alófanas permite una mayor retención de humedad que mantiene los suelos parcialmente húmedos entre las dos temporadas de lluvias. meses de más lluvia y los de mayor número de registros; respecto a la primera temporada de lluvias, para Antioquia se observó un pequeño retraso con el primer máximo de deslizamientos que ocurre en mayo; en tanto que para la segunda temporada de lluvias existe una clara coincidencia en octubre. Valle del Cauca Esta distribución de los deslizamientos en el departamento responde al comportamiento de la humedad en los suelos, los cuales presentan humedades muy bajas después de un período seco prolongado (4 meses) de principio de año, y que alcanza niveles de humedad que pueden ocasionar frecuentes deslizamientos solamente hasta mayo, aunque el máximo de precipitación ocurre en abril. La segunda temporada de lluvias ocurre luego de un período seco de menor duración (2 meses) en el cual la humedad de los suelos no alcanza los mismos niveles de la primera temporada seca, alcanzándose niveles de humedad que producen deslizamientos frecuentes más rápidamente, permitiendo una coincidencia de los dos máximos en octubre. Para el departamento del Valle del Cauca se observó que la temporada seca de mitad de año es más fuerte que la de final de año, contrario a lo observado en los dos departamentos analizados anteriormente; esta situación se relaciona con el comportamiento de la precipitación en el sur del país, donde la primera temporada de lluvias es más fuerte que la segunda y durante mitad de año ocurre el mínimo de precipitaciones, así como de la menor ocurrencia de deslizamientos durante julio, agosto y septiembre especialmente. De igual manera se observa un retraso de aproximadamente un mes en la ocurrencia de los máximos de lluvias y los máximos de deslizamientos, ocurriendo igualmente el máximo de deslizamientos durante la primera temporada de lluvias. Este planteamiento es concordante con lo encontrado por Moreno et al. (2006) para este mismo departamento y Rahardjo et al. (2005), quienes establecen que el grado de saturación depende de las condiciones climáticas, donde en la temporada seca la evapotranspiración remueve agua del suelo, disminuyendo la saturación y aumentando la succión y en consecuencia la cohesión aparente, en tanto que para la temporada lluviosa, ingresa agua al suelo disminuyendo la succión y en consecuencia reduciendo la resistencia del material. Cundinamarca Caldas De acuerdo con la figura 9, para el departamento de Caldas se observó un retraso superior a un mes entre los máximos de deslizamientos y de precipitación, haciendo más evidente la relación de los deslizamientos con la lluvia acumulada; en este caso se observó que en el primer semestre del año, el mes con más deslizamientos es mayo y el de mayor precipitación es abril, mientras que en el segundo semestre el máximo de lluvias ocurre en octubre y el de deslizamientos en noviembre. Este comportamiento permite concluir que en este departamento la ocurrencia de los deslizamientos requiere períodos más largos de lluvia acumulada que los requeridos en el departamento de Antioquia. Esta relación se explica por la presencia de suelos formados a partir de cenizas volcánicas, de acuerdo con lo encontrado por De Vita (2006), quien afirma que en los suelos volcánicos el principal factor desencadenante de deslizamientos son En el departamento de Cundinamarca se resalta el desfase de un mes entre el primer máximo de la precipitación y el máximo de deslizamientos, retraso que puede ser explicado por el efecto acumulativo de la lluvia en la humedad del suelo, que alcanza los niveles altos al final de la temporada de lluvias. Para Cundinamarca, se presenta una diferencia considerable entre los máximos de deslizamientos, donde la mayor ocurrencia de deslizamientos se presenta en el primer semestre del año, comportamiento que se debe a la ubicación de algunos municipios del departamento en el piedemonte llanero, sector que recibe la influencia del régimen de precipitación de la Orinoquía y donde el máximo de lluvias ocurre durante el primer semestre del año. Cauca El análisis de la gráfica del departamento del Cauca mostró una estrecha relación entre el comportamiento de la precipitación y la ocurrencia de los deslizamientos para el segundo semestre del año, situación que no ocurre en el primero. Durante el primer semestre se presentan dos máximos, el mayor que ocurre en enero y que está asociado a la ubicación de la ZCIT en el sur del país; y el segundo, menos pronunciado, que ocurre en mayo y que está asociado al primer período de lluvias característico de la región Andina. Esta situación climática particular del Cauca se debe a que el departamento se localiza en dos regiones climáticas (ver figura 1). Anioquia Caldas 250 150 150 100 100 50 50 140 200 120 100 150 80 100 60 40 50 20 0 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL Eventos AGO SEP mm Valle del Cauca OCT NOV DIC 0 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL Eventos AGO SEP mm Cundinamarca OCT NOV DIC Precipitación (mm) 200 200 250 160 Deslizamientos Deslizamientos 250 Precipitación (mm) 300 89 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Cundinamarca 100 80 60 40 Deslizamientos 120 20 0 FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO Eventos SEP OCT NOV DIC 120 100 80 60 40 20 0 ENE FEB MAR ABR mm JUN JUL Eventos Cauca AGO SEP OCT NOV DIC mm Santander 400 80 450 80 350 70 400 70 300 60 350 60 250 50 200 40 150 30 20 100 10 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL Eventos AGO SEP OCT NOV Deslizamientos 90 Precipitación (mm) Deslizamientos MAY 300 50 250 40 200 30 150 20 100 50 10 50 0 0 DIC 0 ENE FEB MAR Eventos mm Precipitación (mm) ENE 140 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Precipitación (mm) 140 Precipitación (mm) Deslizamientos Valle del Cauca 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 ABR MAY JUN JUL Región río Sogamoso AGO SEP OCT NOV DIC Región Magdalena Medio (mm) Figura 9. Relación entre la precipitación y la ocurrencia de deslizamientos en los seis departamentos con mayor número de registros, para el período 1978-2007. 90 Santander En el departamento de Santander, concordante con lo observado en la región Andina, se presenta un retraso de un mes entre los máximos de lluvia y los deslizamientos. De acuerdo con la figura 1, Santander se localiza en dos regiones climáticas con comportamiento diferente de la precipitación, donde la región del Magdalena Medio, localizada al occidente del departamento presenta tendencia húmeda y una mayor ocurrencia de deslizamientos; y la región del río Sogamoso, localizada al oriente, que presenta una tendencia más seca. En la figura 9 se muestra esta situación, donde la línea punteada representa una estación característica de la región del Magdalena Medio, donde se observa que el máximo de precipitación del primer semestre coincide con el máximo de deslizamientos. De acuerdo con esto, la ocurrencia de deslizamientos en el departamento está asociada principalmente con el comportamiento de la precipitación de la región del Magdalena Medio. Tolima En el departamento del Tolima, de acuerdo con la figura 10, se observó la coincidencia de los máximos de deslizamientos y precipitaciones durante la primera temporada de lluvias del año; en tanto que para la segunda temporada de lluvias del año se observó el retraso de un mes del máximo de deslizamientos con respecto al máximo de precipitación; permitiendo concluir que existe una relación fuerte de los deslizamientos con la lluvia evento en el primer semestre y con la lluvia acumulada en el segundo semestre. De acuerdo con Crozier (1986), Iverson (2000), Wiezorek (1996), Terlien (1997), Van Asch et al. (1999) y Guzzetti et al. 2007, entre otros autores, consideran que el tipo de deslizamiento se relaciona fuertemente con el régimen de precipitación de la región; de esta manera, los deslizamientos de cada semestre pueden corresponder a un tipo de deslizamiento diferente. Para confirmar lo anterior se requieren estudios que permitan discriminar el tipo de deslizamiento en el inventario. Nariño Sobre el sector más al sur de la región Andina, se localiza el departamento de Nariño, allí se observó un comportamiento similar de ocurrencia de deslizamientos, al observado en el departamento del Cauca, excepto que en Nariño la primera temporada de lluvias es más intensa y es mayor la ocurrencia de deslizamientos. Durante la temporada seca de mitad de año la ocurrencia de deslizamientos es bastante reducida, y los máximos de precipitación y de deslizamientos presentan un retraso de un mes entre ellos, comportamiento similar al de otras zonas de la región Andina que presentan suelos con cenizas volcánicas. El máximo de deslizamientos ocurre en noviembre y los meses de diciembre y enero, presentan alto número de eventos, situación asociada con la ubicación de la ZCIT en la región. Norte de Santander Al observar el departamento de Norte de Santander se encuentra que la distribución de los deslizamientos es similar a la observada en la mayor parte de la región Andina, con una distribución bimodal de las lluvias y los deslizamientos y un retraso de un mes entre los máximos de lluvias y de deslizamientos. Dos situaciones son resaltadas en el análisis para este departamento. La primera, relacionada con el gran número de eventos en enero, que se explica por una situación Comisión Colombiana del Espacio atípica ocurrida durante el año 2000, que estuvo bajo influencia del fenómeno La Niña; y la segunda, la gran diferencia en el número de eventos entre las dos temporadas de lluvias, siendo mayor la incidencia de los deslizamientos durante el mes de noviembre, asociado con la mayor intensidad de la segunda temporada de lluvias en la región. Tolima Nariño 50 40 150 30 100 20 50 10 Deslizamientos 200 MAR ABR MAY JUN JUL AGO Eventos SEP OCT NOV 40 30 80 60 40 20 0 20 0 DIC ENE FEB MAR ABR mm 80 140 35 70 120 60 100 50 80 40 60 30 Deslizamientos 40 5 0 0 0 AGO Eventos SEP OCT NOV 100 80 60 40 20 0 ENE FEB MAR ABR MAY mm NOV 91 DIC mm 50 250 40 200 30 150 20 100 10 50 100 10 50 5 0 0 AGO SEP OCT NOV DIC Deslizamientos 200 Precipitación (mm) Deslizamientos OCT 300 15 Eventos SEP 60 150 JUL AGO Quindío 20 JUN JUL 250 25 MAY JUN Eventos 30 MAR ABR mm 120 Huila FEB DIC 10 DIC 35 ENE NOV 15 20 JUL OCT 20 10 JUN SEP 25 40 MAY AGO 30 20 MAR ABR JUL Risaralda 160 Precipítación (mm) Deslizamientos Norte de Santander FEB JUN Eventos 90 ENE MAY Precipitación (mm) FEB 50 Precipitación (mm) ENE 180 160 140 120 100 10 0 0 200 60 Precipitación (mm) Deslizamientos 60 70 Precipitación (mm) 250 70 0 0 ENE mm FEB MAR ABR MAY JUN JUL Eventos AGO SEP OCT NOV DIC mm Figura 10. Relación entre la precipitación y la ocurrencia de deslizamientos en el segundo grupo de departamentos con más registros, para el período 1978-2007. Aunque los siguientes departamentos presentan un número de registros de deslizamientos sensiblemente menor que los departamentos previamente analizados, los datos permiten establecer relaciones con el comportamiento de las lluvias, las cuales se analizan a continuación. Risaralda En el departamento de Risaralda, se observó la relación entre los meses más lluviosos y los de mayor ocurrencia de deslizamientos, con un período de retraso de uno a dos meses de los deslizamientos, similar a lo que ocurre en el departamento de Caldas, donde también se presentan suelos derivados de cenizas volcánicas, que permiten explicar este comportamiento de los deslizamientos. Huila En el departamento del Huila se presenta una distribución de la precipitación similar a la de Caldas y Tolima, con un primer semestre afectado por lluvias persistentes durante varios meses pero de moderada intensidad, y un segundo semestre con dos meses intensamente lluviosos durante octubre y noviembre, y otros meses relativamente secos. La persistencia de las lluvias durante el primer semestre produce el incremento de la humedad en los suelos, lo que lleva a que en abril se presente el máximo de deslizamientos. En el Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra sector oriental del departamento se tiene una influencia de las lluvias que afectan el piedemonte amazónico, donde ocurre un régimen monomodal de precipitación, que explicaría también la magnitud del pico de ocurrencia de deslizamientos en abril. De igual manera se observó la presencia de un número muy elevado de deslizamientos para el mes de julio, considerando que la precipitación se viene reduciendo. Este dato “anómalo” está relacionado con el incremento atípico de los deslizamientos en el departamento durante julio de 1989, cuando bajo la influencia del fenómeno La Niña se registraron 11 de los 22 deslizamientos reportados para este mes, en los 30 años de análisis. los suelos. Este comportamiento poco frecuente de los deslizamientos del primer semestre, puede estar relacionado con un subregistro de eventos, debido posiblemente a falta de mecanismos y directrices para realizarlo por parte de las autoridades locales. Chocó En la figura 11, se observa que el departamento del Chocó presenta altas lluvias a lo largo de todo el año producto de la influencia del sistema de circulación conocido como la baja Anclada de Panamá. Sin embargo, la ocurrencia de los deslizamientos no muestra una relación con las lluvias, lo cual puede deberse a la ocurrencia de un subregistro de eventos, debido principalmente a las condiciones de relativo aislamiento de este departamento. Es importante resaltar que de los 104 deslizamientos registrados en el inventario para el departamento del Chocó, 40% de los eventos ocurrieron durante los años 2005 y 2006, indicio claro que los registros son muy recientes y que en el Chocó no existe un sistema de registro y seguimiento de los deslizamientos. Esta conclusión permite hacer un llamado de alerta a las autoridades de esta región sobre la importancia de realizar un registro histórico, sistemático y riguroso de los eventos naturales que producen daños. Quindío El departamento del Quindío presenta un claro régimen bimodal de precipitación, característico de la región Andina; sin embargo, el patrón de deslizamientos no muestra una relación clara con la lluvia para el primer semestre del año, lo que sí ocurre para el segundo semestre; en octubre ocurre el máximo de lluvias del año, y en noviembre se presenta el máximo de deslizamientos, presentando el característico retraso de un mes de los deslizamientos respecto a la lluvia, debido principalmente a los procesos de humedecimiento de Chocó 120 80 60 50 60 40 30 40 20 20 0 Deslizamientos 70 14 12 10 8 6 4 2 0 MAR ABR MAY JUN JUL Eventos AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR 20 500 10 400 15 300 10 200 5 100 0 Deslizamientos 12 ABR MAY JUN JUL Series1 AGO SEP OCT NOV 500 400 6 300 4 200 100 0 ENE FEB MAR SEP OCT NOV DIC mm 600 20 10 0 0 OCT NOV DIC Deslizamientos 700 20 SEP AGO 25 40 mm JUL 100 Precipitación (mm) 30 AGO JUN 30 60 Eventos MAY Boyacá (Piedemonte) 40 JUL ABR 120 80 JUN mm 600 Eventos 50 MAY DIC 0 60 ABR NOV 700 mm 70 MAR OCT 800 Boyacá (Andina) FEB SEP 8 DIC 80 ENE AGO 2 0 MAR JUL Putumayo 600 Precipitación (mm) Deslizamientos Meta FEB JUN Series1 mm 25 ENE MAY Precipitación (mm) FEB 100 0 0 500 20 400 15 300 10 200 5 100 0 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL Eventos AGO SEP OCT NOV mm Figura 11. Relación entre la precipitación y la ocurrencia de deslizamientos en el tercer grupo de departamentos, casos especiales, para el período 1978-2007. DIC Precipitación (mm) ENE 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 16 Precipitación (mm) 100 10 Deslizamientos 92 Deslizamientos 80 18 Precipitación (mm) Boyacá 90 Comisión Colombiana del Espacio Boyacá Para el departamento de Boyacá, el análisis de la relación lluviadeslizamiento permitió mostrar claramente la incidencia diferencial de la precipitación de las diferentes regiones climáticas en Colombia. Así, en la gráfica total para Boyacá mostrada en la figura 11, se observan tres máximos muy marcados en la ocurrencia de deslizamientos, pero al compararla con el comportamiento claramente bimodal de la precipitación de una estación típica de la región andina boyacense, se puede establecer una buena correlación con los máximos de los meses de mayo y noviembre, además del retardo de un mes entre la precipitación y los deslizamientos para el primer semestre. El tercer máximo de deslizamientos que ocurre en agosto, no fue posible explicarlo con las anomalías climáticas conocidas para Colombia. La explicación se encontró en la localización de parte del territorio del departamento en el piedemonte oriental, lo que hace que esta región tenga un comportamiento de las lluvias diferente. El análisis de la ocurrencia de deslizamientos de 12 municipios boyacenses localizados en el sector del piedemonte (Berbeo, Chita, Macanal, Miraflores, Páez, Pajarito, Pisba, San Eduardo, San Luis de Gaceno, Santa María, Socotá y Monguí) y el comportamiento de las lluvias característico del piedemonte (se tomaron los datos de precipitación de la estación meteorológica del municipio de Pajarito) permitió observar una muy clara relación entre la precipitación y los deslizamientos, particularmente los ocurridos en agosto, mientras que en el resto de meses es bastante menor. La no coincidencia entre deslizamientos y las lluvias para algunos meses como junio y julio, puede deberse a situaciones de subregistro, toda vez que esta zona presenta dificultades históricas de conexión con el resto del departamento y el país, y además es posible que la prensa regional tenga problemas de desplazamiento para cubrir los eventos. Meta Para el departamento del Meta se observó una situación similar a la observada en el piedemonte llanero de Boyacá, dado que el Meta se localiza en la región natural de la Orinoquía, donde predomina comportamiento monomodal de las lluvias, con un máximo de precipitación en mayo, asociado con un máximo de deslizamientos que ocurre en junio; en los demás meses no se observa una relación clara entre la lluvia y los deslizamientos, destacándose el hecho de la persistencia en la ocurrencia de eventos, a pesar de la reducción de la intensidad de las lluvias. Esta relación podría deberse posiblemente a los altos niveles de humedad alcanzados en los suelos durante abril y mayo, que se mantienen durante algunos meses más debido a la persistencia de la precipitación. Es posible también la ocurrencia de un proceso de subregistro de eventos en este departamento, que explicaría algunos datos bajos para algunos meses lluviosos. Putumayo La figura 11 permite observar en el departamento del Putumayo un régimen monomodal en el comportamiento de la precipitación, característico de la región de la Amazonía, donde se destaca que las lluvias se mantienen todo el año. Como en el caso del Chocó, para este departamento se sugiere igualmente la ocurrencia de un subregistro de eventos, debido posiblemente al aislamiento histórico de estas regiones. Los departamentos restantes no muestran suficientes registros para establecer una relación en el comportamiento de las lluvias y la ocurrencia de los deslizamientos. Esto se convierte en un fuerte llamado de atención a las autoridades ambientales y las encargadas de la gestión del riesgo en las diferentes regiones del país para que se adelanten programas prioritarios de registro e inventario de eventos, puesto que el conocimiento de la problemática es el primer paso para la búsqueda de soluciones y alternativas a los efectos que causan los deslizamientos. Distribución departamental de los deslizamientos por grado de intensidad En la figura 12 se presenta la distribución departamental de los deslizamientos por grado de intensidad de daño. En esta gráfica se puede apreciar la consistencia de los datos del departamento de Antioquia, el cual es definitivamente el que más registros presenta. Sin embargo, y también en concordancia con lo que ocurre a nivel de IDA (Índice de Deslizamientos por Área), el departamento de Caldas supera al departamento de Antioquia en el caso de los deslizamientos de grado seis de intensidad. Al hacer el análisis por grados de intensidad se pueden realizar las siguientes consideraciones: para los deslizamientos de intensidad grado uno, la mayor parte de los registros corresponden al departamento de Antioquia, lo que se explica en los continuos inventarios de deslizamientos ya mencionados; para los deslizamientos calificados como grado dos de intensidad de daño, aunque Antioquia sigue siendo la más afectada, la diferencia con los otros departamentos no es tan marcada como en los deslizamientos de intensidad grado uno, debido a que estos deslizamientos ya producen algunos daños que llaman la atención de las autoridades y los medios de comunicación, permitiendo un mejor registro. En el caso de los deslizamientos de grado tres, que representan el tipo de registro dominante del inventario, se observa una participación porcentual menor en los eventos del departamento de Antioquia, aunque sigue siendo el departamento con más registros; se resalta igualmente el segundo lugar del departamento del Valle del Cauca en este registro, donde la presencia de la Corporación Autónoma Regional-CVC, una de las más antiguas y mejor organizadas del país, contribuye con la realización continua de programas de registro y control de deslizamientos. La dominancia de los registros de eventos grado tres se explica porque este tipo de deslizamientos corresponde a aquellos eventos pequeños que ocasionan daños menores en la infraestructura socioeconómica, razón por la cual reciben atención por parte de las autoridades y los medios de comunicación, facilitando su registro. En cuanto a su relación con la lluvia, los deslizamientos grado tres son muy frecuentes en el país porque para su ocurrencia se requieren menores cantidades de precipitación, que pueden ser alcanzadas fácilmente en la mayor parte de las regiones del país durante las temporadas normales de lluvias. Se resalta que los deslizamientos de grado cinco muestran mayor ocurrencia que los de grado cuatro, lo cual puede ser explicado en el hecho de un pequeño traslape en la calificación de los daños, especialmente en los relacionados con efectos en obras civiles, donde puede existir una leve confusión para su calificación, lo que produce una tendencia a sobrecalificar el daño del evento. 93 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra 613 8 6 3 80 70 60 50 40 30 20 10 0 73 22 22 20 19 19 19 19 17 13 13 12 8 208 190 188 187 185 182 134 133 106 98 51 41 156 150 100 82 50 0 21 20 18 13 35 30 25 20 15 10 5 0 31 30 15 14 13 12 12 10 9 9 8 6 5 5 2 1 Caldas Anioquia Tolima Nariño Boyacá Cauca N.Santander Cundinamar… Santander Otros V.Cauca Risaralda Quindío Chocó Meta Huila Número de registros 97 94 86 83 83 79 73 63 56 56 53 45 31 15 54 54 52 45 43 34 Eventos Grado 6 301 155 68 67 67 66 Anioquia Cauca Nariño V.Cauca Santander Caldas Cundinamar… Risaralda Tolima Boyacá N.Santander Otros Quindío Huila Chocó Meta 256 Número de registros 329 303 Anioquia Caldas Tolima Nariño V.Cauca Cundinamar… Cauca Boyacá Risaralda N.Santander Santander Otros Quindío Chocó Huila Meta Número de registros 1 Eventos Grado 4 Eventos Grado 5 350 300 250 200 150 100 50 0 4 200 Anioquia V.Cauca Caldas Cundinamar… Santander Tolima Nariño Cauca N.Santander Boyacá Huila Otros Quindío Risaralda Meta Chocó Número de registros Eventos Grado 3 94 5 Anioquia Caldas Boyacá V.Cauca Cundinamarca Nariño Santander N.Santander Tolima Cauca Risaralda Otros Huila Meta Quindío Chocó 700 600 500 400 300 200 100 0 22 22 21 21 20 17 15 13 13 11 10 9 Eventos Grado 2 Número de registros 326 Anioquia Caldas Cauca Santander Boyacá Cundinamarca V.Cauca Tolima N.Santander Risaralda Huila Quindío Meta Nariño Otros Chocó Número de registros Eventos Grado 1 350 300 250 200 150 100 50 0 Figura 12. Distribución departamental de los deslizamientos registrados por grados de intensidad. Distribución departamental de las muertes por deslizamientos Para reforzar el análisis de la relación entre el comportamiento de la lluvia y la ocurrencia de los deslizamientos, se empleó como variable secundaría el registro de víctimas mortales asociadas a los deslizamientos incluidas en el inventario, situación que se muestra en la figura 13. Para este análisis, se parte de la hipótesis que los eventos de deslizamientos que producen la muerte de personas son registrados en su totalidad; por tanto, esta variable es concluyente con respecto a la ocurrencia de deslizamientos para una zona específica, descartándose el subregistro de eventos. De esta manera, el análisis particular permitió confirmar que el departamento más afectado por los deslizamientos es Antioquia, seguido del departamento de Caldas. Se resalta también de este análisis, que los departamentos del Eje Cafetero se encuentran en los primeros lugares de eventos con víctimas fatales, y que departamentos de baja densidad poblacional presentan elevado número de reportes de muertos, confirmando indirectamente la hipótesis del subregistro de eventos en regiones apartadas. Comisión Colombiana del Espacio comparaciones de ocurrencia de deslizamientos entre unidades territoriales administrativas de diferente extensión. Número de muertos Número de muertos 250 200 150 100 50 0 Número de muertos 1978-1987 800 300 250 200 150 100 50 0 719 600 400 Meta Caquetá Santander Cauca Chocó Nariño Boyacá V.Cauca Putumayo Tolima N.Santander Quindío Risaralda Caldas Cundinamarca Anioquia 6 4 3 1 Bolívar 8 0 Magdalena 111 96 75 71 59 51 49 43 23 23 20 12 9 Huila 200 Cesar 233 1988-1997 199 170 3 2 Bolívar Cundinamarca Chocó Meta Quindío 3 Santander 3 V.Cauca 4 Putumayo 6 Cauca 73 62 59 53 42 32 27 15 14 11 10 9 Boyacá Arauca 6 Risaralda 7 Caquetá 8 Huila 39 32 29 29 26 25 14 13 10 9 Cesar 71 57 Tolima N.Santander Nariño Caldas Anioquia 91 Magdalena 128 2 1 1998-2007 272 Meta Córdoba Atlánico Putumayo Cesar Magdalena Bolívar Boyacá Caquetá Huila Quindío Santander N.Santander Chocó Risaralda Cauca Cundinamarca Nariño V.Cauca Caldas Anioquia 113 95 Tolima 185 Figura 13. Distribución departamental de las muertes por deslizamientos registradas para las décadas 1978-1987, 1988-1997 y 1998-2007. 3. Conclusiones El análisis de la dinámica espacio-temporal de los deslizamientos en Colombia permitió concluir que existe una clara relación entre el comportamiento de las lluvias y la ocurrencia de deslizamientos en Colombia, la cual se acentúa durante la presencia de anomalías climáticas de gran escala, como el fenómeno El Niño. De acuerdo con los resultados encontrados, los departamentos más afectados por deslizamientos asociados a las lluvias son Antioquia, Valle del Cauca, Caldas, Cauca, Santander, Norte de Santander y Cundinamarca. Se observó una clara relación entre la ocurrencia de los deslizamientos y el movimiento de la Zona de Confluencia Intertropical a lo largo del año. De esta forma, los deslizamientos son más frecuentes en la parte sur del país entre diciembre y febrero, y su ocurrencia se va desplazando hacia el norte del país a medida que la ZCIT se desplaza, presentándose la mayor incidencia de los deslizamientos en el centro del país hacia abril-mayo y octubre-noviembre, cuando la ZCIT pasa hacia el norte y después retorna al sur. El uso del indicador IDA y el número de muertes por deslizamientos permitió reforzar el análisis y concluir que los registros de deslizamientos, especialmente los correspondientes a Antioquia y los departamentos de la región Andina son consistentes. Se propone el uso del indicador IDA para el seguimiento de la dinámica de los deslizamientos en Colombia como herramienta de apoyo para los procesos de gestión del riesgo, dado que el IDA permite establecer Los análisis de la relación lluvia-deslizamientos por departamentos mostraron que la ocurrencia de deslizamientos está asociada con el comportamiento del clima regional, lo que permitió concluir que se requiere avanzar en el estudio de la dinámica de los deslizamientos a partir de la zonificación climática para el país. También se considera importante ampliar la información sobre el tipo de evento para los deslizamientos registrados, lo que permitiría mejorar el análisis y establecer una relación más consistente. Los resultados acerca de la ocurrencia de deslizamientos permitieron identificar una década (1987-1997) con una fuerte disminución en la ocurrencia de deslizamientos respecto a las décadas anterior y posterior, lo que hace pensar que en este período puede haber ocurrido una anomalía climática que debe ser estudiada. En la revisión realizada del inventario para este artículo se encontró que en algunas regiones del país existe un subregistro de eventos, relacionado con la falta de programas para la recolección de los datos, y a sus condiciones locales de aislamiento. Por ejemplo, para el caso de la región de la Orinoquía, históricamente la población se ha asentado en zonas planas, alejada de las áreas montañosas afectadas por deslizamientos, haciendo que exista un bajo registro de estos eventos. El proceso de deforestación de las regiones montañosas que ocurre en el país en las últimas décadas (Ideam, 2004), produce en incremento de la inestabilidad del terreno al eliminar las coberturas naturales que actúan como una cubierta protectora del suelo a los procesos de remoción en masa, esta deforestación está principalmente asociada con procesos de ampliación de la frontera agrícola, frentes de colonización y construcción de vías de penetración. En estas zonas, a medida que avanza el proceso de colonización, la problemática de los deslizamientos se va agravando; un buen ejemplo de este proceso es la zona de la carretera que conduce de Bogotá a Villavicencio, para la cual los registros históricos de Arciniegas (1988), Garcés (1952) y Mejía (1998), la describen como una región boscosa originalmente, y a medida que avanzó la construcción de la vía y avanzó la colonización ocurrió la deforestación y el aumento de la susceptibilidad a los deslizamientos de la zona, al punto que esta es una de las vías más afectadas por deslizamientos y problemas geotécnicos del país. Agradecimientos El presente informe parcial resume parte de los resultados obtenidos en trabajos que sobre el tema de amenazas naturales de origen hidrometeorológico, han venido realizando los autores en diferentes proyectos de investigación adelantados por el Ideam, los cuales han contado con el respaldo de las directivas del Ideam en cabeza del señor director, Doctor Ricardo José Lozano y la subdirectora de Ecosistemas e Información Ambiental, Ingeniera Luz Marina Arévalo Sánchez. Los autores agradecen igualmente el apoyo dado por el Doctor Carlos Costa Posada, ex Director del Ideam, quien dio los lineamientos y el impulso para la investigación, y al señor Reinaldo Sánchez López, profesional de la Subdirección de Ecosistemas e Información Ambiental. 95 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra A nuestros compañeros por el apoyo incondicional y sus aportes, y al Doctor Carlos Rodríguez, profesor de la Universidad Nacional de Colombia por sus invaluables enseñanzas y sugerencias. Referencias Bibliográficas Guzzetti, F.; Peruccacci, S.; RossI, M. y Stark CP (2007). Rainfall thresholds for the initiation of landslides in central and southern Europe. Meteorology and Atmospheric Physics 98: 239-267 Arciniegas, G. (Ed.) (1988). Caminos reales de Colombia. Fondo FEN. Bogotá. 317 p. Hurtado, G. (2000). La precipitación en Colombia. Nota técnica IDEAM / METEO / 006/ 2000. Bogotá. 30 p. Castellanos, R. (1996). Lluvias críticas en la evaluación de amenaza de eventos de remoción en masa. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería. Tesis de Maestría en Geotecnia. 440 p. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM. (2004). Informe Anual sobre el estado del Medio Ambiente y los Recursos Naturales Renovables en Colombia. Imprenta Nacional de Colombia 258 p. Cardona, O. y Yamín, L. E. (2006). Información sobre el riesgo de desastre a través del estudio de casos piloto. Operación ATN/JF7906-RG. Programa de información e indicadores de gestión de riesgos. Bogotá: BID-CEPAL-IDEA. 334 p. Instituto de Investigación e Información Geocientífica, MineroAmbiental y Nuclear - INGEOMINAS. (2002). Catálogo nacional de movimientos en masa. Bogotá. 289 p. Cardona, O. D.; Hurtado, J. E.; Duque, G.; Moreno, A.; Chardon, A. C.; Velásquez, L. S. y Prieto, S. D. (2004). Dimensionamiento relativo del riesgo y la gestión: Metodología usando indicadores a nivel nacional. BID/IDEA. Programa de Indicadores para la Gestión de Riesgos, Universidad Nacional de Colombia, Manizales. http://idea.unalmzl. edu.co Contraloría General de la República. (2008). Estado de los recursos naturales y del ambiente 2007-2008. Disponible en: http://www. contraloriagen.gov.co 96 Garcés, J. A. (1952). Vida del comendador Diego de Ordaz descubridor del Orinoco. En: La aventura del Amazonas, México. Consejo Nacional de Política Económica y Social – CONPES. (2004). Documento Conpes 3146: Estrategia para consolidar la ejecución del Plan Nacional para la Prevención y Atención de Desastres –PNPAD– en el corto y mediano plazo. Bogotá. 20 p. Crozier, M. J. (1986). Prediction of rainfall-triggered landslides: a test of the antecedent water status model. Earth Surface Processes and Landforms 24: 825– 833. Cuadros, O. y Sisa, R. (2003). Relaciones lluvia-deslizamientos en la ciudad de Manizales y zonas aledañas. Tesis de grado Magister en Geotecnia. Universidad Nacional de Colombia. Departamento Nacional de Planeación – DNP. (2007). Plan Nacional de Desarrollo. 2006-2010: Estado comunitario: desarrollo para todos. Bogotá. Disponible en: http://www.dnp.gov.co/PortalWeb/ EstudiosEconomicos/EstadísticashistóricasdeColombia/tabid/114/ Default.aspx. Desinventar. (2008). Sistema de inventarios de efectos de desastres on line 8.1-6.1. Consulta interactiva Agosto. 11 de 2008. www. desinventar.org De Vita, P.; Agrello, D. y Ambrosino, F. (2006). Landslide susceptibility assessment in ash-fall pyroclastic deposits surrounding Mount Somma-Vesuvius: Application of geophysical surveys for soil thickness mapping. Journal of Applied Geophysics 59: 126– 139. Estrategia Internacional para la Reducción de los Desastres – EIRD/ ONU. (2004). Terminología. Documento digital disponible en http:// www.eird.org/esp/terminologia-esp.htm. Fecha de consulta: Agosto 3 de 2008. International Strategy for Disaster Reduction – ISDR/UN. (2008). 2007 disasters in numbers. Reporte virtual. 2p. Disponible en: www. eird.org International Strategy for Disaster Reduction – ISDR/UN. (2007). Disaster statistics. Ocurrence: Trends-century. Reporte virtual. 5p. Disponible en: www.eird.org Iverson R. (2000). Landslide triggering by rain infiltration. Water Resources Research, Vol. 36, Number 7: 1997-1910. Mayorga, R. (2003). Determinación de umbrales de lluvia detonante de deslizamientos en Colombia. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia – Facultad de Ciencias. Tesis de Maestría en Meteorología. Marulanda, M. y Cardona, Darío, D. (2006). Análisis del impacto de desastres menores y moderados a nivel local en Colombia. Informe final de proyecto. Manizales: Universidad Nacional de Colombia – Instituto de Estudios Ambientales; La RED. 72 p. Mejia, M. (1998). Aventureros, cronistas y científicos de Orinoquía. Bogotá. En: Colombia Orinoco, FEN Colombia, 221-239. Moreno, H. A; Vélez, M. V.; Montoya, J. D. y Rhenals, R. L. (2006). La lluvia y los deslizamientos de tierra en Antioquia: análisis de su ocurrencia en las escalas interanual, intraanual y diaria. Revista EIA, ISSN 1794-1237 Número 5: 59-69. Junio 2006. Escuela de Ingeniería de Antioquia, Medellín (Colombia). Programa de Las Naciones Unidas Para El Desarrollo. (2004). Reducing disaster risk: a challenger for development. Versión en español. 212 p. Rahardjo, H.; Lee, T. T.; Leong, E. C. y Rezaur R. B. (2005). Response of a residual soil slope to rainfall. Canadian Geotechnical Journal. 42: 340–351 Sánchez, R.; Urrego, L. F.; Mayorga, R. y Vargas, G. (2002). Modelo para el pronóstico de la amenaza por deslizamientos en tiempo real. Simposio Latinoamericano de Control de Erosión 2002. 8 p. Documento digital disponible en http://www.ideam.gov.co Sánchez, R.; Vargas, G.; González, H. y Pabón, D. (2001). Los fenómenos cálido del Pacifico (El Niño) y frío del Pacifico (La Niña) y su incidencia en la estabilidad de laderas en Colombia. III Simposio Comisión Colombiana del Espacio Panamericano de deslizamientos 2001. 12 p. Documento digital disponible en http://www.ideam.gov.co. Terlien, M.T.J., (1997). Hydrological landslide triggering in ashcovered slopes of Manizales (Colombia). Geomorphology 20, 165– 175. Vargas, G. (1999). Guía técnica para zonificación de la susceptibilidad por movimientos en masa. GTZ PRG, Villavicencio, Meta. 197 p. Van Ash W.J.; Buma J. & Van Beek. L.P.H. (1999). A View on some hydrological triggering systems in landslides. Geomorphology 30. pp. 25-32. Wieczorek G.F. (1996). Landslide triggering mechanisms. Landslides: investigation and mitigation. Washington DC. Transportation Research Board, National Research Council, special report, pp. 76–90. 97 OBSERVACIÓN Y ESTUDIO DE LA DINÁMICA GLACIAR EN COLOMBIA Ceballos Liévano, Jorge Luis1 Meneses Arias, Ignacio2 Resumen Este trabajo documenta las observaciones, actividades y resultados en el área de la glaciología llevada a cabo por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam) durante los años 2006 a 2008, período durante el cual se intensificaron las investigaciones de los nevados de Colombia que buscaban comprender mejor la relación de este geosistema con el actual ascenso térmico de la baja atmósfera. Para este fin, se instrumentaron dos glaciares colombianos bajo diferentes condiciones litológicas, topográficas, altitudinales y atmosféricas a la vez que se hizo seguimiento a la cobertura nival a los demás nevados mediante imágenes de satélite del cual se obtuvo un área de 49.4 Km² para 2007. Se tiene como resultado de los estudios de campo un balance mensual de masa de una parte del volcán nevado Santa Isabel (glaciar Conejeras) y otro en el glaciar Ritacuba Negro y Ritacuba Blanco en la Sierra Nevada de El Cocuy. Los glaciares estudiados en campo, muestran un desequilibrio representado en un balance negativo de aproximadamente 1.37 metros equivalentes de agua en tres años de observación para el glaciar Conejeras y de 3.25 metros para el glaciar Ritacuba Negro en dos años de observación y una relación directa de los procesos de ablación-acumulación glaciar con los períodos húmedos y secos, asociados a una posible influencia de las anomalías climáticas de las aguas del océano Pacífico Central (ENSO). Palabras Clave: Glaciar, Balance de Masa, Balizas de Ablación, Estación Meteorológica. Abstract This document takes the observations, activities and achievements in the glaciology field conducted by the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies (Ideam) between the years 2006 to 2008, where the investigations of the Colombian peaks were intensified to understand the relationship of this geosystem with the current thermal rise of the low atmosphere. For this purpose, we implemented two Colombian glaciers under different lithological, topographical, altitudinal and atmospheric conditions, at the same time it was monitoring the snow cover to other glaciers through satellite images where was observed an area of 49.4 square km for the year 2007. It is as a result of field studies a monthly mass balance of the Nevado Santa Isabel Volcano (Conejeras glacier) and the other one in the black and white Ritacuba glacier at Cocuy mountains. Glaciers studied in the field, show an disequilibrium represented in a negative balance of approximately 1.37meters equivalent of water in three years of observation of the Conejeras glacier and 3.25 meters for the Ritacuba’s blacks glacier in two years of observation and a direct relationship of accumulation – ablation glacier processes with wet and dry periods associated with a possible influence of climate anomalies in the Central Pacific Ocean (ENSO). Keywords: Glacier, Mass Balance, Ablation Beacons, Meteorological Stations. 1 2 Ingeniero Geógrafo, MSc en Geografía, Subdirección de Ecosistemas e Información Ambiental – Ideam, jorgec@ideam.gov.co Geógrafo, Consultor, Conservación Internacional - Ideam, fimenesesa@ideam.gov.co Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Introducción Las observaciones técnicas, regulares y directas sobre los glaciares colombianos comienzan a mediados de la década de los ochenta del siglo pasado en el Instituto Geográfico “Agustín Codazzi” –IGAC– en las que se establecieron, para tres glaciares (volcanes nevados Santa Isabel y Ruiz y Sierra Nevada de El Cocuy), varios puntos cerca al frente glaciar para hacer seguimiento a su retroceso además de instrumentar un glaciar con balizas de ablación y estaciones meteorológicas. Simultáneamente se hizo una recopilación de aerofotografías y de diversos documentos escritos que dio como resultado una publicación sobre la evolución de los glaciares colombianos y el clima. (Flórez, 1992) 3 En 1996 y luego de una reestructuración del sistema institucional ambiental colombiano, el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales –Ideam–, recibió la información glaciológica de los estudios realizados por el IGAC y se continuó con las mediciones periódicas del retroceso del frente glaciar. 100 A finales de 2005 gracias a la asistencia técnica de la Universidad de Zurich (Suiza) y la orientación del Grupo de Trabajo de Nieves y Hielos del Programa Hidrológico Internacional (GTNH-PHI) de la Unesco, siguiendo una metodología sugerida por estas entidades, que a su vez es utilizada en Bolivia, Perú y Ecuador por el Institut de Recherche pour le Développement, –IRD–, se planificó una primera etapa entre el Ideam y el Instituto Colombiano de Geología y Minería - Ingeominas, de un trabajo coordinado para avanzar en el conocimiento de la dinámica glaciar, la cual consistió en implementar en 2006, una red de balizas de ablación en cada sitio de estudio. Esta fase coincidió con la renovación y actualización de la red hidrometeorológica en Colombia (convenio Suiza-Colombia) en la que fue posible instrumentar con estaciones meteorológicas automáticas (algunas de ellas satelitales) los glaciares objeto de estudio y las zonas de alta montaña. La segunda fase a cargo del Ideam consistió en tomar mediciones directas y periódicas sobre los glaciares de estudio, además de mantener operando la red de estaciones automáticas. De esta manera, con el apoyo de Parques Nacionales Naturales de Colombia, que tiene presencia constante en las áreas de estudio, se han venido ejecutando las mediciones mensuales por medio de la red de instrumentación glaciar. La tercera fase consistió en actualizar el área glaciar de Colombia mediante el uso de imágenes de satélite. glaciares existentes en el territorio nacional, las formas indirectas de seguimiento a los glaciares entre los que se incluye la fotografía convencional, aérea y las imágenes satelitales. Finalmente, se describe la forma directa de observación y seguimiento a los glaciares, como son la toma de registros de retrocesos longitudinales, el balance de masa glaciológico para determinar pérdidas o ganancias de masa glaciar y el sistema de observación hidroclimática por medio de la red de estaciones meteorológicas automáticas. 1. Los actuales glaciares colombianos En Colombia existen actualmente seis masas glaciares de tamaño relativamente pequeño, que representan entre 2 y 3% de los glaciares tropicales en Suramérica (Flórez, 1992; Ideam, 1997). De norte a sur son (figura 1): 1. Sierra Nevada de Santa Marta (7.7 Km²) 2. Sierra Nevada de El Cocuy (17.7 Km²) 3. Volcán Nevado del Ruiz (8.8 Km²) 4. Volcán Nevado Santa Isabel (2.6 Km²) 5. Volcán Nevado del Tolima (0.93 Km²) 6. Volcán Nevado del Huila (10.8 Km²) Los siguientes pasos previstos dentro de la investigación sobre la dinámica glaciar, incluyen la elaboración del balance hidrológico consolidado, incursionar en el conocimiento de la micrometeorología glaciar (balance energético) y determinar la vulnerabilidad de los grupos humanos asociados al sistema glaciar en cuanto al recurso hídrico. Los trabajos aportan un mayor entendimiento de la dinámica de los glaciares colombianos y su relación con el clima, responder a las inquietudes actuales de la sociedad sobre el tema y mejorar el nivel científico de la glaciología colombiana. A continuación el lector encontrará una breve descripción de algunos aspectos del trabajo glaciológico como: el inventario de los 3 Flórez, Antonio. Los nevados de Colombia: glaciares y Glaciaciones. Análisis Geográficos No 22. IGAC. 1992. Figura 1. Glaciares existentes en Colombia. Comisión Colombiana del Espacio Todas las áreas glaciares en Colombia están protegidas bajo la figura de Parque Nacional Natural. Estos nevados, como comúnmente se suelen llamar en Colombia, ocupaban un área de 48.2 Km2, cifra resultado del procesamiento digital e interpretación de imágenes de satélite Landsat, Spot, Aster y Quick-Bird realizado en la subdirección de Ecosistemas e Información Ambiental del Ideam. Mediante la comparación de datos de las áreas glaciares para diferentes periodos de tiempo (Flórez, 1992, Ideam, 1997) es evidente notar la pérdida de masa, especialmente en las últimas dos décadas (figura 2). EVOLUCIÓN DEL ÁREA GLACIAR EN COLOMBIA EN LAS ULTIMAS CINCO DÉCADAS 160 140 1 120 ÁREA en Km² 100 80 2 60 Figura 3. Glaciar El Castillo. Sierra Nevada del El Cocuy. Fuente: Kraus, 1951. 3 40 4 20 5 Fotografía aérea 6 0 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Tiempo en años 1 Sierra Nevada de El Cocuy 4 Volcán -Nevado del Huila 2 Sierra Nevada de Santa Marta 5 Volcán -Nevado Santa Isabel 3 Volcán -Nevado del Ruiz 6 Volcán -Nevado del Tolima Fuente: IGAC (1992), Ideam (1996,2007), Ideam-UNAL (1997), Ingeominas (1996), imágenes Landsat TM 2001, 2002, 2003, Landsat ETM 2007, Spot 2006 y Quick Bird 2007 Figura 2. Evolución del área glaciar de seis nevados existentes en Colombia. Con base en los datos recopilados por el IGAC, Ingeominas e Ideam, durante las últimas dos décadas, es posible afirmar que los nevados colombianos pierden entre 3 y 5% de su área anualmente. Las cifras obtenidas muestran una tendencia dentro de la cual es factible que en tres o cuatro décadas prácticamente no exista hielo sobre las cumbres montañosas de Colombia. Posteriormente y desde la década de los 40 y 50 del siglo pasado la toma periódica de fotografías aéreas sobre las cumbres de las montañas colombianas por parte del IGAC, permitió evaluar detalladamente los cambios de masa de los glaciares mediante la aplicación de técnicas fotogramétricas. El cálculo de área glaciar ha sido la aplicación más práctica de la fotografía aérea lográndose reconstruir su evolución desde finales de la Pequeña Edad de Hielo (mitad del siglo XIX aprox.) por medio de la identificación e interpretación de arcos morrénicos (huellas dejadas por el avance glaciar) y luego simplemente mediante la delimitación del borde inferior glaciar en épocas secas. La figura 4 muestra una fotografía aérea de la parte sur de la Sierra Nevada de El Cocuy, sobre el flanco occidental donde se aprecian arcos morrénicos del siglo XIX. La figura 5 ilustra un ejemplo del cambio de área glaciar para el volcán nevado Santa Isabel. 2. La observación indirecta de los glaciares La fotografía convencional La cámara fotográfica convencional fue el primer equipo sensor remoto utilizado para llevar un registro técnico del estado de los glaciares. La figura 3 muestra una fotografía de Erwin Kraus de la Sierra Nevada de El Cocuy. Esta fotografía es tan solo un ejemplo del legado gráfico de este fotógrafo y montañista que ha permitido conocer las particularidades de las geoformas glaciares. Igualmente, la tenacidad de muchos montañistas para lograr imágenes de la alta montaña es reconocida no solo por su valor fotográfico sino por su trascendencia científica. Figura 4. Arcos morrénicos y retroceso glaciar en la sierra nevada de El Cocuy. Fotografía aérea IGAC. 101 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Imágenes de satélite Landsat A partir de la década de los 80 del siglo pasado, se difundió el uso de imágenes de satélite para el seguimiento de la dinámica glaciar por su novedad tecnológica y versatilidad aplicativa. El fuerte contraste entre hielo y roca permite fácilmente diferenciar al glaciar y delimitar su extensión. La figura 6 muestra una de las primeras imágenes de satélite Landsat TM utilizadas por el Ideam para el cálculo de área glaciar. 102 Figura 6. Imagen Landsat TM, agosto de 1989- Combinación de bandas RGB 2, 3, 1. Parque Nacional Natural Los Nevados. Las imágenes Landsat ETM con resolución espacial de 15 metros fueron de gran utilidad para la interpretación de las masas glaciares más grandes, como la Sierra Nevada de El Cocuy, el volcán Nevado del Huila e incluso la Sierra Nevada de Santa Marta. Para los demás nevados existen dificultades ya que el tamaño del píxel que posee este tipo de imagen no permite realizar cálculos precisos de área. Figura 5. Cambios de área glaciar en el volcán Nevado Santa Isabel. Fotografías aéreas IGAC. La figura 7 muestra la imagen Landsat ETM tomada el 29 de julio de 2007 para la Sierra Nevada de El Cocuy que a pesar de su conocido “bandeamiento” (errores en el sensor) sirvió para explorar el estado de la Sierra en el 2007. Comisión Colombiana del Espacio 103 Figura 7. Imagen Landsat ETM 2007, Bandas R, G, B: 3, 2, 1. Sierra Nevada de El Cocuy. En la interpretación de imágenes Landsat la mejor combinación de bandas para delimitar el glaciar ha sido la siguiente: R, G, B: 3, 2, 1; adicionalmente con la banda pancromática es posible establecer una diferenciación entre coberturas de nieve recién depositada y hielo, siempre y cuando no existan franjas de nubosidad sobre el glaciar. Imágenes de satélite Quick Bird El área más actual del Nevado del Huila se calculó con base en una imagen Quick Bird de febrero de 2007 (figura 8), la cual luego de ser interpretada, arrojó como resultado un valor de 10.8 Km². Para determinarla se utilizó la banda 1 (pancromática) que permitió diferenciar la nieve del hielo con mayor precisión. Igualmente el tamaño del píxel de la imagen, que corresponde a 2 metros, facilitó la diferenciación entre la roca que se ubica frente al borde glaciar y el hielo. Figura 8. Imagen Quick Bird, febrero de 2007. Banda 1 volcán Nevado del Huila. Imágenes de satélite Spot De los tres glaciares actuales ubicados dentro del Parque Nacional Natural Los Nevados (Ruiz, Santa Isabel y Tolima) se calculó el área actual mediante la interpretación de una imagen Spot de octubre de 2006 para los Nevados Santa Isabel y Tolima, ya que la imagen no cubre el volcán Nevado del Ruiz. Por otro lado el área del Nevado del Tolima, para el momento de la toma de imagen, se encontraba cubierta por algunas nubes (figura 9) pero fue posible interpretar un alto porcentaje del total de la superficie glaciar de este nevado para el año 2006. La imagen Spot que se utilizó posee una resolución espacial de 10 metros. Mediante una combinación de las bandas espectrales R, G, B: 4, 3, 2 se obtuvo un registro del área para el año 2006. Los datos de área son: Glaciar Santa Isabel 2.6 Km², y Glaciar Tolima 0.9 Km². Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra La imagen Spot que cubre el Nevado de Santa Isabel, interpretada mediante el uso de las Bandas R, G, B: 4, 3, 2, permitió diferenciar en gran medida, coberturas de nieve, hielo, cuerpos de agua y roca de forma rápida y efectiva, como puede visualizarse en la figura 10. Imágenes de satélite Aster Las imágenes Aster tomadas en marzo 2006 se emplearon para comparar el área de la Sierra Nevada de El Cocuy con imágenes Landsat ETM del año 2007. Cabe resaltar que estas imágenes poseen una resolución espacial por píxel de 30 metros. Efectuando la combinación de Bandas R, G, B: 9, 4, 1 se estableció la diferenciación entre coberturas. Aunque la imagen Landsat ETM de 2007 utilizada para el cálculo del área de la Sierra Nevada de El Cocuy posee un “bandeamiento” y con resolución espacial de 15 metros es más favorable para efectos de interpretación de coberturas glaciares en comparación con la imagen Aster de 30 metros de resolución por píxel. Figura 9. Imagen Spot de octubre de 2006, volcán Nevado Tolima. Bandas R4, G3, B2. 104 Figura 11. Imagen Aster de marzo de 2006. Bandas R:5, G:4, B:3; Sierra Nevada de El Cocuy. Imágenes de satélite ALOS Figura 10. Imagen Spot marzo de 2006, volcán Nevado Santa Isabel. Bandas R4, G3, B2. Este tipo de imágenes, es usado por el Ideam para el seguimiento glaciar en el Parque Nacional Natural Los Nevados (figura 12) y la Sierra Nevada de El Cocuy. Las imágenes ALOS (Advanced Land Observation System), tienen una resolución espacial de 10 metros en el sensor AVNIR-2 (Advanced Visible and Near Infrared Radiometer), que resultan apropiados para la interpretación de masas de hielo mediante el despliegue de Bandas R:1, G:2, B:3, puesto que hechos algunos ensayos, se determinó que la combinación de dichas bandas Comisión Colombiana del Espacio permite denotar mayor contraste entre las superficies glaciares. Los otros dos sensores de estas imágenes, es decir el PRISM (Panchromatic Remote-sensing Instrument for Stereo Mapping) y PALSAR (Phased Array type L-band Synthetic Aperture) no se han aplicado a este tipo de estudio. Estas imágenes japonesas son actualmente utilizadas para el seguimiento de la dinámica glaciar y de ecosistemas de alta montaña en Bolivia, Perú, Ecuador y Colombia bajo el Proyecto PRAA (Adaptation to the impact of rapid glaciar retreat in the tropical Andes Project), por sus siglas en inglés. Figura 13. Imagen ALOS. Nevado Santa Isabel. Diciembre 2008. Bandas R:1, G:2, B:3. El seguimiento a la evolución del área glaciar en Colombia mediante la utilización de los datos provenientes de sensores remotos, ha permitido establecer claramente las pérdidas de área glaciar, tendencias de cambio así como el registro de su receso. El cuadro 1 sintetiza esta evolución. Cuadro 1. Evolución glaciar en Colombia. Ideam. PERÍODO Figura 12. Imagen ALOS Febrero 2007. Nevado Santa Isabel. Bandas R1, G2, B3. En la imagen ALOS del volcán Nevado Santa Isabel tomada en febrero de 2007 (figura 12) se puede observar la ausencia de una cobertura de nieve significativa, ya que ese período correspondió con una temporada seca marcada por el último fenómeno climático El Niño. Es apreciable que este glaciar está próximo a subdividirse en al menos dos masas de hielo. La fuerte temporada de lluvias en la región Andina de Colombia durante el segundo semestre de 2008 influyó también en los ecosistemas de alta montaña y se reflejó particularmente en los nevados colombianos con una cobertura de nieve que permaneció por varios meses. Este proceso fue seguido mediante estas imágenes y en la figura 13 se puede observar para diciembre de 2008 la cobertura de nieve en el Nevado Santa Isabel. GLACIAR Volcán Nevado Santa Isabel Sierra Nevada de Santa Marta Volcán Nevado del Ruiz 1930-1950 1950-1980 1980-2007 Porcentaje de pérdida entre períodos 24 31 64 27 20 60 17 17 54 Volcán Nevado del Tolima 27 37 50 Sierra Nevada El Cocuy 32 25 46 Volcán Nevado del Huila 14 17 Pérdida en porcentaje de área glaciar en Colombia período 2003 - 2007 32 15.6% La observación y estudio de la dinámica glaciar en Colombia arroja como resultado la pérdida de masa glaciar continua por más de un siglo, con un marcado incremento entre el período 1980 - 2007 para el total de los glaciares, como se puede observar en el cuadro 1. Por otro lado y como dato adicional, el porcentaje de pérdida glaciar en Colombia entre los años 2003 y 2007 fue de 15.6%. Cifra que 105 Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra se encuentra soportada mediante la interpretación de imágenes satelitales de los años aludidos con anterioridad. El retroceso del frente glaciar El Ideam desde sus inicios, continuó las actividades de glaciología de campo que emprendió el IGAC en la década de los años 80 del siglo pasado, básicamente capturando datos de retroceso del frente glaciar en el volcán Nevado Santa Isabel y en la Sierra Nevada de El Cocuy. De esta manera se tiene un registro de más de dos décadas de evolución del retroceso del frente glaciar; es decir, las medidas del retiro del hielo en el tiempo y que están representadas en las figuras 14 y 15 donde se observa que para el período de observación (20 años), el frente glaciar ha retrocedido entre 300 y 500 metros de distancia. 3. La observación directa de los Glaciares La exploración de los glaciares para determinar su dinámica y relación con el clima, requiere de rigurosos trabajos de campo que basados en una red de instrumentación hidroglaciológica, que incluye equipos meteorológicos e hidrológicos emplazados a grandes altitudes, posicionadores globales (GPS), perforadora de hielo, red de balizas o estacas de ablación, radar de impulso, los cuales permiten reunir los datos suficientes para su seguimiento y estudio. Retroceso glaciar longitudinal para los puntos de seguimiento en el Volcán Nevado de Santa Isabel (Cordillera Central, Colombia. 1988 -2009) si 8der 500 si 7 si 6 450 si 1 350 si 4 der si 4cen 300 SI -Sur 250 SI -Este SI -PNE 200 SI -2 SI -8 150 SI -8 Norte 100 SI -Pnorte 50 SI -N 2009 2008 2008 2007 2006 2005 2004 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1999 1998 1997 1996 1995 1995 1994 1993 1992 1991 1990 1990 1989 1988 1987 0 Años Figura 14. Retroceso longitudinal del frente glaciar del volcán Nevado Santa Isabel. Ideam. Retroceso glaciar longitudinal para los puntos de seguimiento en la Sierra Nevada de El Cocuy (Boyacá, Cordillera Oriental. Colombia. 1986 - 2009) 600 500 Retroceso de la Lengua Glaciar (m) 106 Retroceso de la lengua glaciar en metros si 5 400 400 300 200 100 0 Año CERRO CONCAVO PUNTO 7A HOJALARGA1 PULPITO 5 CERRO CONCAVO PUNTO 7A -8 CERRO CONCAVO PUNTO 8 CERRO TOTI PUNTO B - C CERRO TOTI PUNTO A RITACUBA A RITACUBA B PASO DE BELLAVISTA PA3 HOJALARGA 2 Figura 15. Retroceso longitudinal del frente glaciar en la Sierra Nevada de El Cocuy. Ideam. Comisión Colombiana del Espacio Desde el 2006 el Ideam intensificó los trabajos de glaciología de campo en estos dos glaciares, a través de una red de instrumentos que permiten medir periódicamente características propias del glaciar y variables atmosféricas de la siguiente forma: de masa glaciar en Colombia para el período 2006-2008 construido con base en mediciones mensuales (datos de campo recopilados en conjunto entre Ideam y Parques Nacionales Naturales) en el que las pérdidas (color rojo) y ganancias (color azul) son disímiles evidenciando un desequilibrio de los glaciares. El balance de masa glaciológico Es interesante observar para finales de 2006 y principios de 2007 la influencia del fenómeno climático El Niño que generó las mayores pérdidas de masa para el período de observación y en contraste, el fenómeno La Niña (principios de 2007 y segundo semestre de 2008) dio lugar a una estabilización del glaciar y a unas ganancias por el incremento de acumulación de nieve. Uno de los trabajos básicos de observación directa glaciar es el de determinar un balance de masa glaciológico, el cual consiste en calcular las pérdidas y ganancias de masa glaciar durante un intervalo (generalmente un año). Para ello, es necesario instalar una red de balizas o estacas que permitan medir ablación (derretimiento) además de pozos de acumulación4. La red de ablación se instaló para dos áreas piloto en dos glaciares de estudio (Santa Isabel y Sierra Nevada de El Cocuy) utilizando equipos del Ideam e Ingeominas entre los años 2005 y 2006. Las figuras 16 y 17 ilustran el primer balance Este tipo de resultados muestran que una observación directa y regular al glaciar permite establecer relaciones con el clima; en este caso demostrar que los glaciares responden a la estacionalidad del clima en Colombia y que son sensibles a la variabilidad climática. BALANCE DE MASA GLACIOLÓGICO MENSUAL Y ACUMULADO GLACIAR CONEJERAS VOLCÁN NEVADO SANTA ISABEL 0,0 -500,0 200 -1000,0 0 -1500,0 -2000,0 -200 -2500,0 -400 Balance acumulado (mm equivalentes de agua ) Balance mensual (mm equivalentes de agua ) 400 107 -3000,0 -600 -3500,0 -4000,0 -800 Tiempo (meses) Pérdida Ganancia Balance acumulado Figura 16. Balance de masa mensual y acumulado para el glaciar Conejeras en el Nevado Santa Isabel. Ene-09 Nov-08 Dic-08 Sep-08 Oct-08 Ago-08 Jun-08 Jul-08 May-08 Mar-08 Abr-08 Ene-08 Feb-08 Nov-07 Dic-07 Sep-07 Oct-07 Ago-07 Jun-07 Jul-07 May-07 Mar-07 Abr-07 200,00 0 -500 100,00 -1000 Balance Mensual (mm de Agua) 0,00 -1500 -100,00 -2000 -200,00 -2500 -300,00 -3000 -400,00 -3500 -500,00 -4000 -600,00 -4500 -700,00 -5000 Tiempo (meses) Pérdida Ganancia Acum ulado Figura 17. Balance de masa mensual y acumulado para el glaciar Ritacuba Negro en la Sierra Nevada de El Cocuy. Francou, B. y Pouyand, B. (2004). Métodos de observación de glaciares en los Andes tropicales. IRD, GREAT ICE. PDF. 4 Balance Acumulado (mm de Agua) Ene-07 Feb-07 BALANCE DE MASA MENSUAL Y ACUMULADO GLACIAR RITACUBA NEGRO (Zona de Ablación) Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra El balance de masa acumulado para el glaciar Ritacuba Negro se encuentra en – 4.387 milímetros equivalentes de agua al final del mes de enero de 2009, lo cual representa un comportamiento marcado por la pérdida de masa glaciar continua (datos que muestran similitud con las actualizaciones cartográficas realizadas). Paralelamente al seguimiento de las masas de hielo, es necesario medir la cantidad de agua que aporta el glaciar al ciclo hidrológico para lo cual se han instalado estructuras hidráulicas y sensores electrónicos de medición de caudales de fusión glaciar cerca al borde del hielo y que capturan datos continuos de este aporte hídrico (figura 19). Para el glaciar piloto en el Nevado Santa Isabel, presenta un comportamiento que tiende a una sensible estabilización del glaciar (equilibrio entre pérdida y ganancia) con un balance acumulado para el total del período observado (2006 – 2009) que corresponde a -1.119 mm, equivalentes de agua. El sistema de observación hidroclimática Las mediciones directas sobre el glaciar están acompañadas por una red de instrumentos hidrometeorológicos, cuyo fin es recopilar datos ambientales para relacionar el clima con la dinámica glaciar5. La figura 18 muestra una de las Estaciones Meteorológicas Automáticas Satelitales que captura seis tipos de datos atmosféricos (temperatura, radiación solar, humedad relativa, dirección y velocidad del viento, y precipitación). En el Parque Nacional Natural Los Nevados se cuenta con dos estaciones de este tipo emplazadas muy cerca del borde glaciar y otra en la Sierra Nevada de El Cocuy siendo las estaciones meteorológicas a mayor altitud del país. 108 Estas estaciones almacenan constantemente datos los cuales envían cada hora al Satélite Geoestacionario Operacional Ambiental (GOES por sus siglas en inglés) que a su vez retransmite a la estación receptora en las oficinas centrales del Ideam en la ciudad de Bogotá obteniéndose así el estado atmosférico de la alta montaña en tiempo casi real. Figura 19. Canaleta tipo Parshall cercana al borde del glaciar Conejeras. La observación a la dinámica ambiental en la alta montaña colombiana no se restringe únicamente al geosistema glaciar, es de interés para considerar los efectos del actual cambio climático, instrumentar con estaciones meteorológicas e hidrológicas los ecosistemas de páramos y bosques alto andinos. Para ello el Ideam opera 23 estaciones automáticas satelitales en los principales páramos del país y en detalle se hace seguimiento al ciclo del agua y del carbono en alta montaña en los Parques Nacional Natural Chingaza y Los Nevados mediante estaciones ambientales cuyos datos alimentarán modelos de comportamiento ante cambios climáticos. Referencias Bibliográficas Chuvieco, E. (1996). Fundamentos de Teledetección Espacial.1996. Ediciones Rialp. Madrid, España. Flórez, A. (1992). Los nevados de Colombia: glaciares y Glaciaciones. Análisis Geográficos No 22. IGAC. Francou, B. & Pouyand, B. (2004). Métodos de observación de glaciares en los Andes tropicales. IRD, GREAT ICE. Francou, B.; Cardier, E.; Taupin, J. D. y Otros. (2005). Glaciares del Ecuador: Antisana y Carihuyarzo, balance de masa, topografía, meteorología & Hidrología. IRD – INAMHI- EMAAP. Quito. Ideam – Unal. (1997). Alta montaña colombiana. Convenio 041. Bogotá. Figura 18. Estación meteorológica automática satelital glaciar Ritacuba Negro a 4850 metros de altitud. Sierra Nevada de El Cocuy. 5 Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial - Ideam. (2007). “Preparación de la segunda comunicación nacional de Colombia ante la Convención Marco de las Naciones Unidas Sobre Cambio Climático – CMNUCC” (PNUD/col/00045745)”. Vulnerabilidad y adaptación – componente glaciares. Informe 12. Bogotá. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial -Ideam. (2007). “Preparación de la Segunda Comunicación Nacional de Colombia ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático – CMNUCC” (pnud/col/00045745)”. Vulnerabilidad y Adaptación – Componente glaciares. Informe 12. Bogotá. ÁREAS OPERATIVAS DEL IDEAM Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra ÁREAS OPERATIVAS DEL IDEAM DEPARTAMENTO 112 CIUDAD DIRECCIÓN CORREO ELECTRÓNICO TELÉFONOS Antioquia Medellín Circular 4 # 71 - 56 Barrio Laureles en Medellín areaope01@ideam.gov.co (4) 4161647 Atlántico Barranquilla Calle 66 # 54 - 82 areaope02@ideam.gov.co (5) 3443299 Meta Villavicencio Transversal 23 # 19 02 Barrio San Cristóbal areaope03@ideam.gov.co (8) 6686463 Huila Neiva Calle 3 # 8 - 40 areaope04@ideam.gov.co (8) 8721080 Magdalena Santa Marta Troncal del Caribe Km. 8 Contiguo al Tránsito Departamental del Magdalena areaope05@ideam.gov.co (5) 4306766 Boyacá Duitama Km. 1 Pantano de Vargas areaope06@ideam.gov.co 317 6461231 Nariño Pasto Carrera 35 A # 18 - 48 areaope07@ideam.gov.co (2) 7313659 Santander Bucaramanga Avenida Quebadaseca # 30 - 12 areaope08@ideam.gov.co (7) 6349608 Valle del Cauca Cali Calle 38 Norte # 3HN - 09 areaope09@ideam.gov.co (2) 6654352 Tolima Ibagué Carrera 4 C # 31 - 23 areaope10@ideam.gov.co (8) 2641353 San Andrés, Amazonas, Cundinamarca San Andrés, Leticia, Bogotá. Carrera 10 # 20 – 30 – Piso 8 areaope11@ideam.gov.co (1) 3527160 Comision Colombiana del Espacio ÚLTIMAS NOVEDADES Nuevos Portales del IDEAM 113 Figura 1. Portal de Pronósticos y Alertas Figura 2. Portal Institucional del IDEAM Portal de Pronósticos y Alertas del IDEAM (Figura 1.): Nuevo portal temático que despliega información sobre los pronósticos y el estado del tiempo del país, así como las alertas vigentes en todo el territorio nacional. Un nuevo sistema interactivo de consulta de alertas, estado y pronóstico del tiempo, hacen de Este portal mucho más accesible y de fácil consulta, promoviendo la divulgación de la información crítica más eficientemente teniendo como base las mejores prácticas internacionales para este tipo de servicios. Así pues, sectores productivos, gobernantes, empresas, entidades públicas y ciudadanos en general, tendrán fácil acceso a los productos de información útil y de interés general, como la presentada en Este portal, disponible para ser consultada por Internet, dispositivos móviles e incluso a través de mensajes de texto. Portal Institucional del IDEAM (Figura 2.): El nuevo portal institucional del IDEAM, despliega información de trámites y servicios a los ciudadanos, noticias, eventos, y productos especializados del IDEAM, construidos por expertos, para informar a la ciudadanía de todos los aspectos de meteorología e hidrología, ecosistemas y estudios ambientales a nivel nacional. Incluye también la visualización de productos derivados de la información desplegada en el Portal de Pronósticos y Alertas, brindando integración entre los productos y servicios ofrecidos por el IDEAM. En cumplimiento de la Estrategia de Gobierno en Línea, este portal ofrece Foros, Chats, formulario de contacto, entre muchas otras facilidades e incluye la posibilidad de suscribirse a servicios de recepción de información vía correo electrónico y mensajes de texto al teléfono celular. El portal es también accesible por medio de dispositivos móviles y es capaz de realizar envíos automáticos de mensajes de texto a los ciudadanos que se inscriban. Los trámites se han automatizado en este portal, y ofrecerán la posibilidad de hacer pagos electrónicos, y seguimiento al trámite en cuestión. La información es puesta al ciudadano de forma más amigable, facilitando su consulta con mucha mayor agilidad y calidad. Experiencias en el uso y aplicación de tecnologías satelitales para observación de la Tierra Portal de Cambio Climático del IDEAM: Portal que ofrece información sobre el Cambio Climático, y cuyos contenidos son actualizados periódicamente, comunicando eventos y actualizaciones en documentación, entre otros. Cuenta con una sección especial para niños y niñas, con los que se pretende elevar la sensibilidad sobre los efectos del Cambio Climático desde las edades más tempranas. Figura 3. Portal Meteorología Aeronáutica 114 Portal de Meteorología Aeronáutica del IDEAM (Figura 3): Portal que despliega información sobre meteorología aeronáutica, información relevante tanto para ciudadanos como para los pilotos de los aeropuertos en los que el IDEAM hace presencia. Cuenta con las mismas herramientas mencionadas para el portal institucional además de una plataforma de cursos virtuales, aprovechados para capacitar virtualmente a los interesados en temas de Meteorología Aeronáutica. Figura 5. Portal SIAC Portal SIAC – Sistema de Información Ambiental Para Colombia (Figura 5.): Primer portal Interinstitucional Ambiental del país, el cual reúne en un solo punto el acceso a los recursos de información de las entidades Ambientales. Cuenta con herramientas como el metabuscador, el cual es una herramienta de consulta centralizada, en la que mediante palabras clave se consolidan resultados de recursos de información de entidades adscritas al Sistema Nacional Ambiental –SINA–. Cuenta también con un Geoportal ambiental en el que se despliegan capas de información relevantes acerca de estaciones hidro-meteorológicas, red ambiental, áreas operativas, áreas hidrográficas, ecosistemas, temperatura, etc. Es un novedoso portal que consolida los esfuerzos a nivel ambiental de todo el país, facilitando el acceso al público general constituyéndose en un punto centralizador de recursos de información actualizado por las entidades expertas en cada uno de los temas en nuestro país. El IDEAM con este nuevo enfoque, refleja un proceso de innovación institucional en cuanto a presentación de información a través de portales en Internet, con servicios diseñados en función de los ciudadanos y soportados en tecnología de punta. Figura 4. Portal de Cambio Climático INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Carrera 10 No. 20-30 Pisos 1, 6, 7, 8 y 9 Bogotá D.C. A.A. 93337 Conmutador: (1) 3527160 Ext. 1637 observaciontierra@ideam.gov.vo www.ideam.gov.co COMISIÓN COLOMBIANA DEL ESPACIO Secretaría Ejecutiva Instituto Geográfico Agustín Codazzi – IGAC Cra. 30 N° 48–51 Conmutador: (1) 3694000 Ext. 4087 secretariacce@igac.gov.co www.cc.gov.co www.imprenta.gov.co PBX (0571) 457 80 00 Carrera 66 No. 24-09 Bogotá, D.C., Colombia

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