FRANKLYN RUIZ & JULIETA SERNA

SUBDIRECCIÓN DE METEOROLOGÍA

CONTENIDO

• DEFINICIÓN • SISTEMAS DE CIRCULACIÓN

• FUERZAS QUE MODULAN EL MOVIMIENTO

• TRATAMIENTO DEL VIENTO

• APLICACIONES

• PRODUCTOS DERIVADOS

• COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN COLOMBIA

Es el movimiento del aire, causado por el calentamiento diferencial de la superficie terrestre y la atmósfera:

• Varía en el tiempo y en el espacio. • Equilibra los desbalances de presión.

Se refiere al movimiento horizontal de las parcelas de aire, “Convección: Movimiento Vertical”.

DEFINICIÓN

Es una magnitud vectorial caracterizada por tener velocidad (determina la fuerza del vector) y dirección (de donde sopla el viento). El desplazamiento: Acción de las Fuerzas y localización de las zonas de alta y baja presión.

SISTEMAS DE CIRCULACIÓN

La curvatura de la Tierra permite que la zona tropical reciba mayor cantidad de energía solar en

comparación a las zonas polares. Este calentamiento desigual de la superficie terrestre y la atmósfera, establece el desarrollo de sistemas de circulación a diferentes escalas que permiten

redistribuir la energía.

CALENTAMIENTO TÉRMICO DIFERENCIAL

ROTACIÓN DE LA TIERRA

TOPOGRAFÍA

ESCALA GLOBAL

SISTEMAS DE CIRCULACIÓN

GLOBAL MESOESCALA LOCAL

FUERZAS QUE MODULAN EL VIENTO

El movimiento de un cuerpo en un sistema de coordenadas determinado

resulta de la acción de las fuerzas sobre su masa, que genera una aceleración.

Con respecto al tema la segunda ley de Newton expresa que:

𝑭𝒙 = 𝒎𝒂

Fuerza de gradiente de

presión

−𝟏

𝝆

𝜹𝒑

𝜹𝒙

…

Calentamiento térmico

diferencial.

La rotación de la Tierra.

Rozamiento con la superficie.

Fuerza de Coriolis

𝒇𝒗

Fuerza de Fricción

𝝁

𝝆 𝜹𝟐 𝒖

𝜹𝒛𝟐

…

. . .

𝑑𝑢

𝑑𝑡 = −1

𝜌

δ𝑝

𝛿𝑥+ 𝑓𝑣 +

𝜇

𝜌 δ2 𝑢

𝛿𝑧2

𝑑𝑣

𝑑𝑡 = −1

𝜌

δ𝑝

𝛿𝑧− 𝑓𝑢 +

𝜇

𝜌 δ2 𝑣

𝛿𝑧2

Comportamiento de las fuerzas que modulan el viento en sistemas de

Alta y Baja presión en el HEMISFERIO NORTE

FUERZAS QUE MODULAN EL VIENTO

HEMISFERIO SUR

EN LA ZONA ECUATORIAL

𝑑𝑢

𝑑𝑡 = −1

𝜌

δ𝑝

𝛿𝑥+ 𝑓𝑣 +

𝜇

𝜌 δ2 𝑢

𝛿𝑧2

𝑑𝑣

𝑑𝑡 = −1

𝜌

δ𝑝

𝛿𝑧− 𝑓𝑢 +

𝜇

𝜌 δ2 𝑣

𝛿𝑧2

Nulo en el ecuador

FUERZAS QUE MODULAN EL VIENTO

Adaptado, Stull & Stull (1999)

TRATAMIENTO DEL VIENTO

Las mediciones se realizan comúnmente a una altura de 10 metros, con el fin de evitar las perturbaciones causadas por la fricción

con la superficie.

DIRECCIÓN DEL VIENTO

VELOCIDAD DEL VIENTO

EMPLAZAMIENTO DE LOS INSTRUMENTOS

TRATAMIENTO DEL VIENTO

IDEAM

ESTACIONES CONVENCIONALES

ESTACIONES AUTOMÁTICAS

WOEFFLE

FUESS

Registro de Información

DIRECCIÓN (8 Direcciones)

VELOCIDAD

(Media)

DIRECCIÓN (8 Direcciones)

VELOCIDAD

(Media)

AUTOMÁTICA

DIRECCIÓN (16 Direcciones)

VELOCIDAD

(Media)

Máxima diaria

Horaria

Diezminutal (Instantánea)

Al descomponer el vector viento se obtienen sus proyecciones:

y

x

V

α

Componente Zonal

Co

mp

on

ente

Mer

idio

nal

ZONAL

Positivo (W) Negativo (E)

MERIDIONAL

Positivo (S) Negativo (N)

TRATAMIENTO DEL VIENTO

TRATAMIENTO DEL VIENTO

MÉTODO MATEMÁTICO Datos Observados y Estimados

𝑢 = 1

N

𝑛

𝑖=1

𝑢 𝑣 = 1

N

𝑛

𝑖=1

𝑣

𝑉𝑣𝑒𝑐 = 𝑢 2 + 𝑣

2 𝐷𝑖𝑟 = 90°

360

2𝜋 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛

𝑣

𝑢 + 𝛼 𝑃𝑒𝑟𝑠 =

100 ∗ 𝑉𝑣𝑒𝑐

𝑉

𝜶 = 𝟎 𝒖 < 𝟎 𝜶 = 𝟏𝟖𝟎 𝒖 > 𝟎

𝒖 = −𝒗 𝐬𝐞𝐧𝜶 𝒗 = −𝒗 𝒄𝒐𝒔𝜶

𝑉 = 1

N

𝑛

𝑖=1

𝑣

APLICACIONES

Meteorología

Climatología

Sector energético

Calidad del Aire

Construcción

Operac. Aeronáuticas

• Procesos de Circulación General y Local

• Pronóstico del Estado del Tiempo

• Patrones de Circulación. • Modelación Numérica.

• Potencial Eólico.

• Optimización del Recurso Hídrico.

• Modelos de Dispersión de Contaminantes.

• Cargas de Viento.

• Diseño Obras Ingeniería.

• Construcción de Pista y Aeródromos.

Gestión del Riesgo

• “Vendavales”.

• Amenaza.

PRODUCTOS

Diagramas Hovmoller

Ro

sas

de

Vie

nto

- H

od

ógr

afas

PRODUCTOS

Rosas de Viento - Proceso

Hodógrafa - Proceso

PRODUCTOS

PRODUCTOS DERIVADOS

Ciclo Anual – Estacional - Diario

Diagrama Frecuencias

Persistencia

Boxplot - Escala de Beaufort

Series de Tiempo

PRODUCTOS DERIVADOS

Ve

loci

dad

Me

dia

de

l Vie

nto

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN COLOMBIA

ANUAL

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN COLOMBIA V

elo

cid

ad M

ed

ia d

el V

ien

to

Enero Febrero

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN COLOMBIA V

elo

cid

ad M

ed

ia d

el V

ien

to

Marzo Abril

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN COLOMBIA V

elo

cid

ad M

ed

ia d

el V

ien

to

Mayo Junio

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN COLOMBIA

Ve

loci

dad

Me

dia

de

l Vie

nto

Julio Agosto

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN COLOMBIA V

elo

cid

ad M

ed

ia d

el V

ien

to

Septiembre Octubre

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN COLOMBIA V

elo

cid

ad M

ed

ia d

el V

ien

to

Noviembre Diciembre

Dir

ecc

ión

de

l Vie

nto

Febrero Mayo

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN COLOMBIA

Dir

ecc

ión

de

l Vie

nto

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN COLOMBIA

Agosto Noviembre