A pun t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

ARTÍCULO ORIGINAL

Caracterización espacial de la frecuencia e intensidad de tormentas desde el satélite GO ES-12 y la Estación M eteorológica del O bservatorio de Huancayo Spatial characterization of storm's frequency and intensity from the GOES-12 satellite and the meteorological station from Huancayo Observatory Jacinto A rroyo A liaga1, Elizabeth Machuca M anrique2, Pedro G urm endi Párraga3 Universidad Continental

RESUMEN O b je tiv o s : C a ra c te riz a r la fre c u e n c ia e in te n s id a d de las to rm e n ta s de p re c ip ita c io n e s a p a rtir de im á g e n e s o b te n id a s del S atélite G e o e s ta c io n a rio O p e ra c io n a l A m b ie n ta l (G e o s ta tio n a ry O p e ra tio n a l E n viro n m e n ta l S atellite, G O E S -1 2 ) y de datos re g istra d o s en la Estación M e te o ro ló g ic a del O b s e rv a to rio de H u a n c a y o , d u ra n te los ciclos h id ro ló g ic o s que c o m p re n d e e ntre ju lio de 201 2 a ju n io de 2 0 1 4 . M é to d o s : Se u tiliz ó el m é to d o del h id ro e s tim a d o r que g e o rre fe re n c ia el p u n to y la in te n s id a d m e d ia n te la re la c ió n e m p íric a e xp o n e n c ia l e ntre la p re c ip ita c ió n e s tim a d a p o r ra d a r y la te m p e ra tu ra de b rillo del to p e de las nubes a p a rtir del ca n a l in fra rro jo q u e p ro d u c e tasas de p re c ip ita c ió n en tie m p o real y el m é to d o de in te n s id a d de p re c ip ita c ió n q u e e va lú a el índice de in te n s id a d en m ilím e tro s p o r h o ra ; sin e m b a rg o , d e b id o a que la in fo rm a c ió n que se re g istra en el p lu v ió m e tro tie n e sesgos p o r efectos de c o n to rn o , se to m ó c o m o recurso el a n á lisis de to rm e n ta s en 1 2 0 m in u to s con llu v ia m á x im a en 1 2 horas. R e su lta d o s: Se c a ra cte riz ó las p re c ip ita c io n e s en lig e ra s (11 eventos), m o d e ra d a s (8 eventos), fuertes (3 eventos) y extrem as (5 eventos) a p a rtir del a n á lisis de los d a to s físicos de la e stación y se co n stru ye ro n m a p a s de in te n sida d e s p lu v io m é tric a s a c o p la d a s en tie m p o -e s p a c io de dos eventos extrem os, a d e m á s se presenta los p u n to s de co n e xión entre la p re c ip ita c ió n , te m p e ra tu ra y p re sió n a tm o s fé ric a . C o n c lu s io n e s : Se id e n tific ó los puntos y el á re a de im p a c to de las p re c ip ita c io n e s y su c o rre la c ió n con los d a to s de p re c ip ita c ió n de la Estación M e te o ro ló g ic a del O b s e rv a to rio de H u a n ca yo .

1 In v e s tig a d o r del Instituto G e o fís ic o del Perú.

1

2 D o ce n te d e la U n iv e rs id a d A las Peruanas.

3 D o ce n te d e la U n iv e rs id a d C o n tin e n ta l.

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di 1 Jacinto A rro yo

ja rro y o x @ g m a il.c o m

H is to ria l d e l a rtícu lo :

R ecibido: 15 de ju n io de 2 0 1 4 A p ro b a d o : 2 6 de ju n io de 2 0 1 4 D isp o n ib le en línea: 3 0 de ju n io de 2 0 1 4

P a la b ra s cla ve s: fre c u e n c ia , p re c ip ita c ió n , satélite H u a n cayo .

T orm enta, in te n s id a d , G O E S -1 2 ,

A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

ABSTRACT O b je c tiv e s : To c h a ra c te riz e th e ra in sto rm s' fre q u e n c y a n d in te n sity th ro u g h o b ta in e d im a g e s fro m th e G e o s ta tio n a ry O p e ra tio n a l E n viro n m e n ta l S atellite (G O E S -1 2 ) a n d re co rd e d d a ta at th e m e te o ro lo g ic a l station fro m H u a n ca yo O b se rva to ry, d u rin g h y d ro lo g ic a l cycles c o m p ris in g betw een ju ly 2 0 1 2 to ju n e 2 0 1 4 . M e th o d s : It was used th e h y d ro -e s tim a to r m e th o d w h ich g e o re fe re n c e th e p o in t a n d in tensity by the e x p o n e n tia l e m p iric a l re la tio n s h ip betw een ra d a r estim a te d p re c ip ita tio n a n d th e clo u d tops brig h tn e ss te m p e ra tu re th ro u g h the in fra re d ca n a l w h ich p ro d u ce s p re c ip ita tio n rates in real tim e a n d th e p re c ip ita tio n intensity m e th o d w h ic h assesses th e in tensity rate in m illim e te rs p e r h o u r; how ever, because o f th e in fo rm a tio n is re co rd e d in th e p lu v io m e te r presents biases by b o u n d a ry effects, w e to o k as a resource th e storm s analysis in 1 2 0 m inutes w ith m a x im u m ra in in 12 hours. Results: Rainfall w as classified as lig h t (11 events), m o d e ra te (8 events), stro n g (3 events) a n d extrem e (5 events) a c c o rd in g to th e physical d a ta analysis o f th e s ta tio n a n d ra in fa ll intensities m a ps w e re constructed c o u p le d in tim e space a b o u t tw o extrem e events, a lso the co n n e ctio n p o in ts w e re presented betw een p re c ip ita tio n , te m p e ra tu re a n d a tm o s p h e ric pressure as w ell as th e s a te llite im a g e s d u rin g th e extrem e storm s d e v e lo p m e n t. C o n c lu s io n s : Points a n d ra in fa ll im p a c t are a w e re id e n tifie d , a lso its c o rre la tio n w ith p re c ip ita tio n d a ta fro m th e m e te o ro lo g ic a l station fro m H u a n c a y o O b se rva to ry. K e yw o rd s : S torm , fre q u e n cy, intensity, p re c ip ita tio n , G O E S -1 2 sa te llite , H u a n cayo .

INTRODUCCIÓN El contexto a ctu a l de c a m b io c lim á tic o exige a m p lia r el c o n o c im ie n to so b re las va ria c io n e s e spaciales y te m p o ra le s de las p re cip ita c io n e s extrem as, a so cia da s a un a u m e n to de la fre c u e n c ia e in te n s id a d de las to rm e n ta s de llu via s (1). Las to rm e n ta s g e n e ra n a d v e rs id a d e s de a lto im p a c to s o c io e c o n ó m ic o en la s o c ie d a d , p o rq u e

A rro y o , Jacinto

las v a ria c io n e s de fre c u e n c ia e in te n s id a d en 2 4 ho ra s están fa v o re c ie n d o procesos g e o m o rfo ló g ic o s d in á m ic o s que p ro v o c a n re m o cio n e s de m asa (2). Las to rm e n ta s son fe n ó m e n o s convectivos qu e p ro d u c e n p re c ip ita c io n e s intensas de g ra n in te n s id a d , b a ja fre c u e n c ia te m p o ra l y a p a re n te d is trib u c ió n espacial (3). Por su fo rm a c ió n son procesos h id ro m e te o ro ló g ic o s que p ro v o c a n p e lig ro s n a tu ra le s del tip o g e o m o rfo ló g ic o , c o m o procesos de e ro sió n s u p e rfic ia l, m o v im ie n to s de m a sa , in u n d a c io n e s flu v ia le s , a rro y a m ie n to to rre n c ia l, y c a m b io en los causes y en las lla n u ra s a lu via le s, qu e d e se n ca d e n a n desastres, a fe c ta n d o a la p o b la c ió n , v iv ie n d a e in fra e s tru c tu ra (4). Las to rm e n ta s prese n ta n una estructura qu e se c o m p o n e de u n o o v a rio s centros activos d e n o m in a d o s células. U na célula es una n u b e e le m e n ta l q u e c o m p re n d e en a lg ú n m o m e n to de su d e s a rro llo c o m o m ín im o una c o rrie n te a scendente bien e s ta b le cid a y una d e scendente (5). El ciclo de v id a de una to rm e n ta oscila e ntre m e d ia h o ra y v a ria s h o ra s. D u ra n te ese tie m p o la to rm e n ta p u e d e p e rm a n e c e r e s ta c io n a ria o re c o rre r de 15 a 3 0 km , en p ro m e d io , en la d ire c c ió n de los vientos d o m in a n te s (6). Las nuevas te o ría s m o d e rn a s so b re to rm e n ta s se ñ a la n q u e las d e p resiones de a ltu ra sie m p re tie n e n un re fle jo en niveles b a jo s y s u p e rficie , q u e se m a n ifie s ta en a lg ú n tip o de a n o m a lía (p resión, te m p e ra tu ra , e s ta b ilid a d , vie n to ) y estos pu e d e n p ro d u c ir p re c ip ita c io n e s en las épocas del o to ñ o , p rim a v e ra q u e c o in c id e con las p rim e ra s irru p c io n e s de m asas de a ire frío en los a lto s niveles de la a tm ó s fe ra hacía las la titu d e s m e d ia s (7). A lg u n a s in ve stig acio n e s re a liz a d a s en el V a lle del M a n ta ro y en el Perú, han a n a liz a d o la v a ria b ilid a d y c a m b io c lim á tic o re g io n a l. Pero sus o b je tivos e sta b a n ce n tra d o s a la d is trib u c ió n de las p re c ip ita c io n e s p o r sus rep e rcu sio n e s en el m a n e jo de los recursos n a tu ra le s y la g estión del riesgo, así c o m o el d e s a rro llo e c o n ó m ic o y social (8). Sin e m b a rg o , estudios de to rm e n ta s

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C a ra c te riz a c ió n esp acial de la fre cuen cia e inte nsidad de to rm e n ta s

h id ro m e te o ro ló g ic a s no han sid o m uy e studiad o s p o r sus procesos c o m p le jo s y a le a to rio s (9). D e b id o a la inexistencia de o b se rva cio n e s de to rm e n ta s en el Perú p o r la care n cia de redes c o n e cta d a s se han p la n te a d o las siguientes in te rro g a n te s : ¿Cuál es el c o m p o rta m ie n to de la fre c u e n c ia e in te n s id a d de las to rm e n ta s de p re cip ita c io n e s usa n d o m e to d o lo g ía s que c o rre s p o n d e n a in te rp re ta c io n e s p o r satélite?, y ¿ C ó m o se m a n ifie s ta las p re c ip ita c io n e s intensas a p a rtir de las im á g e n e s o b te n id a s del satélite G O E S -1 2 ? El uso de h e rra m ie n ta s so fistica d a s de g e o p ro c e s a m ie n to e in te rp re ta c ió n de im á g e n e s sa te lita les, p e rm itió d e te rm in a r la d is trib u c ió n , la fre c u e n c ia e in te n s id a d de las to rm e n ta s p a ra la z o n a de estu d io . Es la razó n q u e la in ve stig a ció n tu vo co m o o b je tiv o en p rim e ra in sta n cia c a ra c te riz a r la fre cu e n c ia e in te n s id a d de las to rm e n ta s de p re c ip ita c io n e s y c ó m o se m a n ifie s ta n las p re c ip ita c io n e s intensas a p a rtir de im á g e n e s o b te n id a s del satélite G O E S -1 2 ; lu e g o se v a lid ó con d a to s re g is tra d o s en la Estación M e te o ro ló g ic a del O b s e rv a to rio de H u a n ca yo , d e te rm in a n d o la serie de p re cip ita c io n e s intensas to ta le s no m e n o r a 2 0 m m , co n s id e ra d a s c o m o extrem as según su c la s ific a c ió n (10). Se u tilizó el so ftw a re ENVI, p a ra c o m b in a r las ba n d a s de im á g e n e s de satélite y el A rcG IS p a ra g e o rre fe re n c ia r su d is trib u c ió n e in te n s id a d (11).

MATERIAL Y MÉTODOS Se tra b a jó con el m é to d o del h id ro e s tim a d o r a p a rtir de im á g e n e s sa te lita les G O E S -1 2 y del aná lisis de las v a ria b le s m e te o ro ló g ic a s de la Estación M e te o ro ló g ic a del O b s e v a to rio de H u a n c a y o . Se u tiliz ó la base de da to s h o ra rio s , d ia rio s y m ensuales de los añ o s 2 0 1 2 -2 0 1 3 co m p u e sta p o r 3 6 5 registros a n u a le s y 4 8 m ensuales de las v a ria b le s de p re sió n a tm o s fé ric a , te m p e ra tu ra , y p re c ip ita c ió n (12). El h id ro e s tim a d o r es un m é to d o e n te ra m e n te a u to m á tic o q u e u tiliza una

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A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

re la c ió n e m p íric a e xp o n e n cia l e ntre la p re c ip ita c ió n (e stim a d a ) y la te m p e ra tu ra de b rillo del to p e de las nubes (extraída del ca n a l in fra rro jo del satélite G O E S -1 2 , p ro d u c ie n d o tasas de p re c ip ita c ió n en tie m p o re a l; a través de la te n d e n c ia de te m p e ra tu ra de la n u b e y de in fo rm a c io n e s so b re la te xtu ra . Luego se re a liza un ajuste de á re a cu b ie rta p o r la p re c ip ita c ió n p o r el uso de un so ftw a re de GIS (13). El h id ro e s tim a d o r fu e d e s a rro lla d o a fin de resolver p ro b le m a s antes g e n e ra d o s p o r el a u to -e s tim a d o r, que consistía en u tiliz a r una curva de te n d e n c ia de te m p e ra tu ra y no la in fo rm a c ió n de te xtu ra (a s u m ie n d o p re c ip ita c ió n cero p a ra píxeles en la re g ió n de b a ja v a ria c ió n e sp a cial d e b a jo de la p o sició n en la que se e n cu e n tra n los cirros). Así, el h id ro e s tim a d o r u tiliza diferentes d is c rim in a c io n e s p a ra el c á lc u lo de áreas de llu v ia y no llu via y nuevos ajustes p a ra el efecto de la h u m e d a d d is p o n ib le (14). El m o d e lo de e stim a ció n im p le m e n ta d o es una a d a p ta c ió n de a q u é l u tiliz a d o p o r la NESDIS (1 5 ). Este m o d e lo pasó p o r v a ria s m o d ific a c io n e s y p a ra ser im p le m e n ta d o o p e ra c io n a lm e n te en la D iv is ió n de Sistem as y Satélites A m b ie n ta le s (DSA) fu e e n te ra m e n te a d a p ta d o p a ra las c o n d ic io n e s y estru ctu ra de la p re c ip ita c ió n so b re A m é ric a del Sur (16). Los p ro d u cto s o b te n id o s de p re c ip ita c ió n exh ib en la p re c ip ita c ió n e s tim a d a en la im a g e n G O ES m ás reciente re c ib id a p o r la D SA y la p re c ip ita c ió n a c u m u la d a d u ra n te el p e río d o e ntre las 1 2 :0 0 ho ra s del día a n te rio r y las 1 2 :0 0 h o ra s del día a c tu a l. La au se n cia de p ro d u c to s en una d e te rm in a d a h o ra o en un d e te rm in a d o día es co n secuencia de la fa lta de im á g e n e s G O E S o de d a to s de v ie n to p ro d u c id o s p o r el m o d e lo del CPTEC (17).

D e lim ita ció n espacial de la investigación El tra b a jo se lim ita a las p ro vin cia s de C h u p a c a y H u a n ca yo , que se e n cu e n tra n en la re g ió n Junín, c o m o se m uestra en la fig u ra 1. La c la s ific a c ió n de to rm e n ta s se ha re a liz a d o so b re la base de los va lo re s de in te n s id a d

A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

A rro y o , Jacinto

F ig u ra N ° 1: U b ic a c ió n g e o g r á fic a d e la in v e s tig a c ió n .

(m m /h ) q u e se m uestra en la ta b la 1. Los criterios ta m b ié n son descritos p a ra lo g ra r una cla s ific a ció n n o rm a l. Para la c a ra c te riz a c ió n de la p re c ip ita c ió n se e sta n d a riz ó los da to s al p ro m e d io de la a ltu ra del a g u a p re c ip ita d a en un día de o c u rre n c ia . Para c o n o c e r este índice se

a p lic a la s ig u ie n te fó rm u la (18): P C p = ------Dp D onde:

T a b la N ° 1: C la s ific a c ió n d e to r m e n ta s .

In te n s id a d

m m /h

C rite rio s

(5 - 10)

Las p re cipitacio nes son intensas en fo rm a de C hub asco. El a cu m u la d o en lluvia no de be ser m enos a 5 m m en una h o ra , pero el to ta l no d e b e su p e ra r a los 10 m m .

M o d e ra d a

(1 0 - 15)

Las p re cipitacio nes son intensas en fo rm a de ch a p a rro n e s o chubasco. El a cu m u la d o en lluvia no d e b e ser m enos a 10 m m en una hora y el to ta l no de be ser m a y o r a 15 m m . E xcepcionalm ente pueden darse precipitacio nes m enores a 10 m m pero no de be exceder los 15 m m .

Fuerte

(15 - 20)

Las precipitacio nes son intensas en fo rm a de ch a p a rro n e s o chu basco, a c o m p a ñ a d o de g ra n iz a d a y rayos pe rm anentes. El a cu m u la d o en lluvia no de be ser m enos a 10 m m en una h o ra , pero el to ta l no d e b e ser m e n o r a 15 m m ni su p e ra r los 2 0 m m . E xcepcionalm ente el a c u m u la d o de una hora puede ser de 5 m m .

(2 0 - 2 5 >

Las precipitacio nes son intensas en fo rm a de c h a p a rro n e s o chu basco, a c o m p a ñ a d o de g ra n iz a d a , pedrisco y rayos pe rm anentes. El a c u m u la d o en lluvia no d e b e ser m enos a 15 m m p o r h o ra , pero el to ta l no m e n o r a 2 0 m m a u n q u e sí puede su p e ra r los 3 0 m m . G e n e ra lm e n te el a c u m u la d o de una hora excede los 2 0 m m .

Ligera

Extremo

F u e n te :

E la b o r a c ió n p a r a la z o n a d e e s tu d io a p a r t ir d e la in fo r m a c ió n d e l C e n t r o d e P ro n ó s tic o d e l T ie m p o y E s tu d io s C lim á tic o s (C P T E C ).

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C a ra c te riz a c ió n e s p a c ia l de la fre cuen cia e inte nsidad de torm en tas

C p = C o n c e n tra c ió n de llu v ia en m m /d ía . P = P recipitación en m m . D p = P ro m e d io de días con llu v ia a p re c ia b le Este p ro m e d io de días con llu v ia a p re c ia b le se o b tu v o p rim e ro p a ra la co n c e n tra c ió n d ia ria y m e n su a l. El p ro c e d im ie n to consistió en su m a r to d a s las ho ra s de p re c ip ita c ió n de estos días de to rm e n ta s . Para el a n á lisis de la p re c ip ita c ió n de lluvias intensas se e va lu ó índice de in te n s id a d de p re c ip ita c ió n q u e se m id e en m ilím e tro s p o r h o ra ; sin e m b a rg o , c o m o la in fo rm a c ió n que se re g istra en el p lu v ió g ra fo no es lo su ficie n te m e n te c o n fia b le , se to m ó c o m o recurso la lluvia m á x im a en 12 ho ra s (19). Para el a n á lisis de la in te n s id a d -d u ra c ió n p e río d o de re to rn o se u tiliz ó la fó rm u la de C h en (20). Útil p a ra e stim a cio n e s d e n tro del in te rv a lo de 5 m in u to s a 2 4 h o ra s. Para la a p lic a c ió n de la fó rm u la de C h e n se re q u ie re c o n o c e r los cocientes:

.

.

.

1) Lám in a de llu v ia -d u ra c ió n , R =

RT 1 RT2 4

d o n d e RT1 es la p re c ip ita c ió n a c u m u la d a en una h o ra y p e río d o de re to rn o T y RT2 4 es la p re c ip ita c ió n a c u m u la d a en 2 4 h o ra s y

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p e río d o de re to rn o T (21). La fó rm u la p ro p u e sta p o r C h e n p a ra e s tim a r la llu v ia en m ilím e tro s de d u ra c ió n (t) en m in u to s y el p e rio d o de re to rn o (T) en añ o s, es: aR21lo g (1 0 (2-x)T(x-1)) RTt = ---------------------------(t + b)t Esta es v á lid a p a ra las siguientes co n d ic io n e s : T e»1 a ñ o y 5 m in < t < 2 4 h o ra s. D o n d e R21 es la llu v ia re g is tra d a p a ra una d u ra c ió n de una h o ra y p e río d o de re to rn o de 2 a ñ o s, en m ilím e tro s ; a y b son p a rá m e tro s en fu n c ió n del cociente R (22).

RESULTADOS La fre c u e n c ia de eventos q u e se p re se n ta ro n en 2 4 meses de a n á lisis de to rm e n ta s , se m u e stra n en la ta b la 2 y fig u ra 2 , d o n d e se o b se rva la fre c u e n c ia de to rm e n ta s lig e ra s, m o d e ra d a s , fuertes y extrem as. Las p re c ip ita c io n e s extrem as tu v ie ro n 5 eventos su p e rio re s a 2 0 m m e q u iv a le n te a (2 0 l/m 2) en la p rim e ra h o ra . Pero las to rm e n ta s lig e ra s fu e ro n las q u e tu v ie ro n

Distribución de frecuencias de tormentas pluviométricas julio 2012 - junio 2014 12 10 8 6

11

4 2 0

(05mm - 10mm) Ligera

(10mm - 15mm) Moderada

(15mm - 20mm) Fuerte

(20mm .... mm>) Extremo

F ig u ra N ° 2 : D is tr ib u c ió n d e fr e c u e n c ia s d e to r m e n ta s p lu v io m é tr ic a s e n 2 4 m e s e s d u r a n t e el p e r ío d o d e in v e s tig a c ió n : ju lio 2 0 1 2 - ju n io 2 0 1 4 .

48

A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

T a b la N ° 2 : D is tr ib u c ió n

A rro y o , Jacinto

de

fre c u e n c ia s

de

to r m e n ta s re g is tr a d o s e n la E s ta c ió n M e te o r o ló g ic a d e l O b s e r v a to r io d e H uancayo.

N ro

In te n s id a d

R ango

F recue ncia

1

Ligera

[05 m m -1 0 m m ]

11

2

M o d e ra d a

[1 0 m m -1 5 m m ]

8

3

Fuerte

[15 m m -2 0 m m ]

3

4

Extremo

[2 0 m m -....m m >

5

11 fre cu e n cia s d u ra n te el estu d io , se g u id o de to rm e n ta s m o d e ra d a s con o ch o eventos y fuertes con tres eventos. El to ta l fu e de 2 7 to rm e n ta s re g istra d as. En la ta b la 3 se m u e stra n la d istrib u c ió n de fre cu e n cia s, la fe c h a y la in te n s id a d de las p re c ip ita c io n e s en la p rim e ra y se g u n d a h o ra . El to ta l su p e ra los 5 m m de p re c ip ita c ió n p e ro no excede los 1 0 m m . G e n e ra lm e n te la m a y o r c o n c e n tra c ió n de la in te n s id a d c o rre s p o n d e a la p rim e ra h o ra . La d is trib u c ió n e sp a cial, la fre c u e n c ia

T a b la N ° 3 : D is tr ib u c ió n d e fre c u e n c ia s d e to r m e n ta s lig e r a s r e g is tr a d a s e n la E s ta c ió n M e te o r o ló g ic a d e l O b s e r v a to r io d e H u a n c a y o .

N ro .

Fecha y h o ra d e in ic io

1 ra . h o ra

2 d a . h o ra

Total

1

2 2 /0 8 /2 0 1 3 1 7 :1 0 - 1 7 :5 0

5 ,0 8

5 ,0 8

2

0 3 /0 6 /2 0 1 3 1 6 :0 0 - 1 6 :2 0

6 ,6 0

6 ,6 0

3

1 1 /0 6 /2 0 1 3 1 7 :5 0 - 1 8 :2 0

7 ,3 7

7 ,3 7

4

0 8 /0 4 /2 0 1 3 1 8 :0 0 - 1 8 :5 0

5 ,0 8

0 ,2 5

5 ,3 3

5

0 8 /0 3 /2 0 1 3 1 6 :4 0 - 1 7 :3 0

5 ,8 4

1,52

7 ,3 7

6

0 4 /0 3 /2 0 1 3 1 6 :1 0 - 1 6 :3 0

6 ,1 0

0 ,0 0

6 ,1 0

7

1 1 /0 2 /2 0 1 3 1 7 :5 0 - 1 8 :3 0

6 ,3 5

0 ,0 0

6 ,3 5

8

2 7 /0 1 /2 0 1 3 1 9 :0 0 - 1 9 :5 0

5 ,8 4

2 ,0 3

7 ,8 7

9

2 3 /0 1 /2 0 1 3 1 6 :4 0 - 1 7 :3 0

5 ,3 3

1,7 8

7,11

10

1 8 /1 1 /2 0 1 2 1 7 :0 0 - 1 7 :5 0

6 ,1 0

2 ,2 9

8 ,3 8

11

2 0 /0 9 /2 0 1 2 1 8 :0 0 - 1 8 :5 0

5 ,5 9

0,51

6 ,1 0

F ig u ra N ° 3 : D is tr ib u c ió n e s p a c ia l d e llu v ia s m o d e r a d a s e n la z o n a d e im p a c to .

49

C a ra c te riz a c ió n esp acial de la fre cuen cia e inte nsidad de torm en tas

A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

F ig u ra N ° 4 : D is tr ib u c ió n e s p a c ia l d e llu v ia s fu e rte s e n la z o n a d e e s tu d io .

e in te n s id a d de to rm e n ta s m o d e ra d a s extraídas a p a rtir de las o b se rva cio n e s del satélite G O E S 12 se p resentan en la fig u ra 3 , d o n d e se m u e stra n 8 eventos que su p e ra n los 1 0 m m de p re c ip ita c ió n en el a c u m u la d o p e ro no exceden los 1 5 m m . A d e m á s las m ayores c o n c e n tra c io n e s se

e n cu e n tra n en los b o rd e s de la d e lim ita c ió n . En la fig u ra 4 , se p resenta la d is trib u c ió n e s p a c ia l, la fre c u e n c ia e in te n s id a d de las to rm e n ta s fuertes, p ro ce sa d a s a p a rtir de las im á g e n e s del satélite G O E S -1 2 . Las tres p re c ip ita c io n e s exce d iero n los 15 m m en el a c u m u la d o , p e ro no fu e ro n su p e rio re s

F ig u ra N ° 5 : D is tr ib u c ió n d e to r m e n ta s e x tr e m a s q u e c o r r e s p o n d e d e s d e ju lio 2 0 1 2 - d ic ie m b r e 2 0 1 3 .

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A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

a los 2 0 m m de p re c ip ita c ió n . Las tres p re cip ita c io n e s fu e ro n lo c a liz a d a s en la p ro v in c ia de C h u p a c a , en la fro n te ra con el d istrito de Sicaya. Para p re se n ta r el tra ta m ie n to del a n á lisis de to rm e n ta s extrem as, se ha re c u rrid o a d iv id ir en dos partes. P rim ero g e o rre fe re n c ia r su d is trib u c ió n e sp a cial, su fre c u e n c ia e in te n sid a d desde ju lio hasta d ic ie m b re del 2 0 1 3 , con la fin a lid a d de te n e r una ca ra cte riz a c ió n e sp a cial, fig u ra 5 . Luego se presentan en las fig u ra s 6 y 7, dos fo rm a s de in d ic a r la in te n s id a d a d e ta lle . Las

isoyetas c a ra cte riz a n la d is trib u c ió n espacial y la co n c e n tra c ió n de p re c ip ita c io n e s en m m . En la m ism a fig u ra se o bserva una su p e rp o s ic ió n de las im á g e n e s satelitales G O E S -1 2 , que m uestra el m o v im ie n to ge n e ra l de las to rm e n ta s q u e se p ro d u c e n co m o p ro d u c to del m o v im ie n to de las m asas. La in te n s id a d se p resenta en una fig u ra de b a rra s q u e p o r su c o lo ra c ió n in d ic a n la c a n tid a d de p re c ip ita c ió n en las zonas de im p a c to .

A rro y o , Jacinto

Adem ás, la fig u ra 6 m uestra el c o m p o rta m ie n to de la to rm e n ta del día 2 5 de a b ril de 201 4 , que tu v o una p re c ip ita c ió n a c u m u la d a neta de 61 m m en dos h o ra s. Pero la p rim e ra h o ra fu e de 4 9 m m , p re c ip ita c ió n q u e se pu e d e c o n s id e ra r a típ ica y de s o lo un n ú cle o de c o n c e n tra c ió n . M ie n tra s que la fig u ra 7, m uestra la to rm e n ta del día 4 de m a y o de 201 4 , con tres núcleos de c o n c e n tra c ió n s u p e ra n d o 6 8 m m . Esta p re c ip ita c ió n ta m b ié n se co n s id e ra extre m a y a típ ica . A m b o s eventos descritos so lo tu v ie ro n una h o ra de m á x im a in te n s id a d .

La ca ra c te riz a c ió n del c o m p o rta m ie n to de las v a ria b le s de te m p e ra tu ra , presión a tm o s fé ric a y p re c ip ita c ió n de los eventos extrem os se o bserva en la fig u ra 8. Las to rm e n ta s m uestran características co m u n e s, se p u e d e d e s c rib ir en un a u m e n to in ic ia l de la te m p e ra tu ra d u ra n te la m a ñ a n a p a ra lu e g o de sce n d e r p re c ip ito s a m e n te en el m is m o instante en que se p resentan las to rm e n ta s . La p re sió n a tm o s fé ric a tie n e un c o m p o rta m ie n to inverso d e b id o a la in cu rsió n m ism a de una m asa de a ire fría

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C a ra c te riz a c ió n esp acial de la fre cuen cia e inte nsidad de torm en tas

F ig u ra N ° 7 : T o rm e n ta h id r o ló g ic a d e l d ía 4 d e m a y o d e 2 0 1 4 .

F ig u ra N ° 8 : C a r a c te rís tic a s d e la s v a r ia b le s e n el m o m e n t o d e l e v e n to .

52

A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

A rro y o , Jacinto

F ig u ra N ° 9 : C a r a c te rís tic a s d e fre n te s d e m a s a s d e a ir e p a r a la fo r m a c ió n d e t o r m e n ta m o d e r a d a .

d) In ic io d e to r m e n t a 2 7 / 0 9 / 1 3 , 1 6 :0 0

D e s a r r o llo d e to r m e n t a 2 7 / 0 9 / 1 3 , 1 6 :3 0

F ig u ra N ° 1 0 : C a r a c te r ís tic a

d e fre n te s d e m a s a

f)

M a d u r a c ió n y f in a liz a c ió n d e to r m e n t a 2 7 / 0 9 / 1 3 , 1 6 : 5 0

d e a ir e

p a ra

la f o r m a c ió n

d e t o r m e n ta

s e v e ra d e

p r im a v e r a .

F ig u ra N ° 1 1 : C a ra c te rís tic a s d e fre n te s d e a ir e p a r a f o r m a c ió n d e to r m e n ta s s e v e ra s d e v e r a n o .

que choca con el a ire c á lid o y p ro d u c e las p re cip ita c io n e s extrem as. En las fig u ra s 9, 1 0 y 11 se ca ra cte riza n las im á g e n e s sa te lita les q u e co rre s p o n d e n a ca d a evento de to rm e n ta e xtrem a. In icia lm e n te se o bserva un c a le n ta m ie n to d ife re n c ia d o en los b o rd e s de ca d a m asa de a ire que se d e sp la za . Las p re cip ita c io n e s

co m u n e s p ro ce d e n del e n cu e n tro de frentes de a ire c á lid o y frío , en d o n d e la m asa frío e m p u ja al c á lid o y lo d e sp laza h a cia a rrib a q u e se e n fría fo rm a n d o nubes, p a ra lu e g o g e n e ra r un m o v im ie n to to rm e n to s o que p re c ip ita en fo rm a de c h u b a sco o a g u a c e ro . D espués de p ro d u c irs e las p re cip ita c io n e s en la im a g e n se o bserva una d is g re g a c ió n de las m asas de a ire .

53

C a ra c te riz a c ió n e s p a c ia l de la fre cuen cia e inte nsidad de torm en tas

DISCUSIÓN Las to rm e n ta s se p resentan co m o consecuencia de la tu rb u le n c ia a tm o s fé ric a , y el e n cu e n tro de m asas de a ire c á lid o y frío en un m o m e n to d e te rm in a d o del tie m p o (3). En la z o n a de e stu d io se p ro d u c e n a p ro x im a d a m e n te 2 7 to rm e n ta s al a ñ o e ntre lig e ra s y extrem as. Estas sie m p re van a c o m p a ñ a d o s p o r llu v ia , a u m e n to de la v e lo c id a d del v ie n to , c a m b io en las v a ria b le s de las presiones a tm o sfé rica s y el descenso de la te m p e ra tu ra . Tam bién en m uch o s casos se p ro d u c e n tru e n o s y re lá m p a g o s e sp e cia lm e n te en las to rm e n ta s extrem as (ta b la 2). C o m o lo m e n c io n a Z a m a n illo (5), las to rm e n ta s presentan una e structura que pue den te n e r v a rio s centros activos, eso es lo q u e se o b se rva en las p re cip ita c io n e s extrem as atípicas o b se rva d a s en el a ñ o 2 0 1 4 (fig u ra s 6 y 7). Estas p re cip ita c io n e s han s o b re p a s a d o los u m b ra le s re g istra d os en una h o ra , al te n e r m ás de 5 0 m m en una h o ra . Tam bién lo es en el tie m p o , d a d o q u e casi nu n ca d e b e presentarse en los meses de a b ril y m a yo . Estas características in d ic a n el in ic io de un nuevo p a tró n de c o m p o rta m ie n to q u e se a socia al c a le n ta m ie n to g lo b a l. En el ciclo de v id a de las to rm e n ta s re g istra d a s en la in ve stig a ció n o b e d e ce n a la te o ría B a n d o (7), en d o n d e las d e p resiones ob se rvad a s d u ra n te la o c u rre n c ia de un evento e xtre m o de to rm e n ta se id e n tific a p o r la v a ria c ió n de v a ria b le s im p o rta n te s de te m p e ra tu ra y p resión a tm o s fé ric a antes del in ic io de una g ra n to rm e n ta (fig u ra 8). Estos in d ic a d o re s suceden con un a u m e n to in ic ia l de la te m p e ra tu ra y un descenso p o s te rio r al m o m e n to de las p re c ip ita c io n e s intensas d u ra n te la to rm e n ta . Las p re c ip ita c io n e s m o d e ra d a s y lig e ra s se p re se n ta ro n en los b o rd e s de la ciu d a d de C h u p a c a y en la c iu d a d de H u a n cayo . Pero las to rm e n ta s fuertes to d a s ellas se c o n c e n tra ro n ú n ic a m e n te en la ciu d a d de C h u p a c a . Las to rm e n ta s extrem as se c o n c e n tra ro n ta m b ié n en C h u p a c a y dos en la ciu d a d de H u a n ca yo (fig u ra s 3, 4 y 5).

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A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

Pero d e b id o al p ro ce so de scrito p o r C ueva (3), en d ó n d e in d ic a q u e son los fe n ó m e n o s convectivos que p ro d u c e n lluvias intensas p o r el re c a le n ta m ie n to de las c iu d a d e s y los c a m b io s en los p a rá m e tro s m e te o ro ló g ic o s se e m p ie za n a o b s e rv a r h o ra s antes de o c u rrir las to rm e n ta s , con un c a m b io n e g a tiv o en la v a ria c ió n de la te m p e ra tu ra y un a u m e n to de la v a ria b le de presión a tm o s fé ric a (fig u ra 8). En el p u n to de in fle x ió n de a m b a s v a ria b le s o c u rre n las to rm e n ta s m ás extrem as. Pero lu e g o q u e se o rig in ó las p re c ip ita c io n e s la te m p e ra tu ra c o n tin ú a con una te n d e n c ia h o riz o n ta l, m ie n tra s q u e la p re sió n a tm o s fé ric a sigue a u m e n ta n d o sus va lo re s. Para S cofield (14), las p re c ip ita c io n e s de o to ñ o m ás e xtrem as o c u rre n p o r la in c id e n c ia de frentes de a ire frío al sistem a a tm o s fé ric o y q u e d e sp laza n al a ire c á lid o de la z o n a . Estos procesos se pu e d e n v e rific a r al o b te n e r re su lta d o s a p a rtir del h id ro e s tim a d o r g e n e ra d o s p o r el satélite G O E S -1 2 . La g e o rre fe re n c ia c ió n de los p u n to s y de isoyetas m uestra las c o n ce n tra cio n e s de las in te n sida d e s de p re c ip ita c io n e s . La c o rre la c ió n e ntre los d a to s del h id ro e s tim a d o r y del p lu v ió m e tro tie n e n una r = 0 ,7 5 . Lo q u e s ig n ific a que se pu e d e n e s tim a r d a to s con un nivel de c o n fia n z a del 9 5 % a p a rtir de las im á g e n e s sa te lita les del G O E S -1 2 y g e o rre fe re n c ia r (fig u ra s 11 y 12) Las té cnicas p ro p u e s ta p o r C a m p o s (1 0), p e rm ite n id e n tific a r el c o m p o rta m ie n to de la a tm ó s fe ra y c la s ific a r en cá lid a s q u e a c u m u la m ás a g u a y, p o r lo ta n to , g e n e ra m ás p re c ip ita c io n e s . Pero estas p re c ip ita c io n e s m ás intensas se o rig in a n al in ic io de la te m p o ra d a de p rim a v e ra o al fin a l de la te m p o ra d a del o to ñ o , a u n q u e pu e d e n a p a re c e r en c u a lq u ie r é p o ca del a ñ o y las co n d ic io n e s p a ra su fo rm a c ió n pu e d e n resum irse en e le va d a te m p e ra tu ra s u p e rfic ia l, e le va d a h u m e d a d a tm o s fé ric a , in e s ta b ilid a d de la m asa de a ire (fuerte g ra d ie n te té rm ic o ve rtica l) p resencia de b a ja s presiones y a p o rte de co n d ic io n e s de relieve (fig u ra s 9 , 1 0 y 11).

A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )

A rro y o , Jacinto

A g ra d e cim ie n to s 8. Al Instituto G e o fís ic o de Perú p o r el a p o y o cie n tífico en la in v e s tig a c ió n ; a la U n ive rsid a d C o n tin e n ta l p o r el a p o y o en la p u b lic a c ió n . Tam bién a S tream Lab p o r el a p o y o en la siste m a tiza ció n de la in fo rm a c ió n , y a Edsel A rro y o p o r las d e sca rg a de im á g e n e s satelitales.

9.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1.

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55

C a ra c te riz a c ió n esp acial de la fre cuen cia e inte nsidad de torm en tas

M é xico . 2 0 0 1 ; 1 6 (3 ): 1 5 -2 5 . 21. Haber A, Runyon R. Estadística G e n e ra l. B o g o tá : Fondo E ducativo In te ra m e ric a n o ; 1 9 7 3 . 2 2 . S cofield R. The NESDIS o p e ra tio n a l convective p re c ip ita tio n te c h n iq u e . M o n W ea Rev. 2 0 0 8 ; 1 1 5 : 1 7 7 3 -1 7 9 2 .

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A p u n t. cienc. soc. 2 0 1 4 ; 0 4 (0 1 )