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Ver el documento (formato PDF)   Cogliati, Marisa Gloria.  "Estudio térmico y del flujo del aire en septiembre y octubre en los Valles de los Ríos Limay, Neuquén y Negro"  (2001)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Las condiciones de suelo fértil, con abundante agua disponible hacen que los valles sean lugares preferenciales para asentamientos poblacionales y emprendimientos productivos. El estudio del flujo del aire y los intercambios de calor entre meseta y valle son considerados relevantes por sus múltiples aplicaciones de índole práctica. Los valles de los ríos Neuquén, Limay y Negro ubicados en la Patagonia Norte argentina constituyen una región con las características señaladas anteriormente y una importante producción fruti-hortícola. Por ejemplo, los cultivos agrícolas ocupan en el valle del Río Negro, el 60% de la superficie total del mismo. El comportamiento de los factores meteorológicos, muchas veces actúa de manera decisiva sobre la producción frutícola. En el Alto Valle, su influencia promedio se encuentra entre el 5 y el 6%. Si bien, durante la época de descanso vegetativo, los frutales necesitan de la ocurrencia de temperaturas bajas, en el período crítico de floración, dichas temperaturas pueden ocasionar daños severos a la producción. Las heladas tardías que afectan la producción frutícola ocurren en los meses de setiembre y octubre, y representan para la región de los valles de los ríos Limay, Neuquén y Negro, uno de los mayores riesgos para la actividad productiva, llegando a ocasionar grandes pérdidas económicas. El número medio de días con heladas en los meses de setiembre y octubre es 10 días en Villa Regina, 8.7 días en Alto Valle, 8.3 días en Cinco Saltos, 5.4 días en Neuquén y 3.5 días en Cipolletti. Esto pone en evidencia la variabilidad espacial de este fenómeno. En este trabajo se analizan las características espaciales y temporales de la temperatura del aire y el viento en los valles de los ríos Neuquén, Limay y Negro durante los meses de setiembre y octubre en los que ocurren heladas tardías. La diversidad de escalas involucradas en el fenómeno de las heladas hizo necesaria la inclusión en este trabajo de información con diferentes características dentro de los valles. Se utilizaron datos de temperatura del aire y del viento de varios puntos ubicados sobre la meseta y en el interior del valle, obtenidos con intervalos de tiempo de 1 minuto, 15 minutos, 30 minutos y 1 hora. Los datos con intervalo de observación menor, fueron adquiridos durante el experimento de campo MECIN realizado en la zona entre 1992 y 1998. Este trabajo, encara el análisis de distintas escalas involucradas en la determinación de las características de las fluctuaciones de temperatura del aire y viento a partir de distintos enfoques metodológicos. En un primer enfoque, se analizan las características climáticas de la zona comprendida por los valles de los ríos Neuquén, Limay y Negro mediante el estudio de datos de temperatura del aire e intensidad y dirección del viento incluidos en las estadísticas climatológicas (período: 30 años) del Servicio Meteorológico Nacional en las estaciones Neuquén Aero, Cipolletti, Alto Valle y Villa Regina. En este análisis de mayor escala, se incluyó también una climatología sinóptica realizada mediante los datos del reanálisis elaborado por el NCAR/NCEP correspondientes al período 1982-1994. Estos análisis proveyeron un marco de las características de escala sinóptica de la meteorología de la región durante los meses de setiembre y octubre. El análisis de escalas menores, se efectuó desde dos enfoques diferentes: - A partir de las series horarias, cada 15 min y cada 1 minuto de temperatura del aire y viento, se obtuvieron los espectros de dichas variables mediante la técnica de la Transformada Rápida de Fourier (Cooley y Tukey, 1965) en estaciones meteorológicas instaladas sobre la meseta y en el interior de los valles y se identificaron algunos procesos físicos a partir de los máximos de densidad espectral en escala sinóptica, meso y micro-escala. Se calcularon los espectros cruzados (coespectro, espectro de cuadratura) entre la temperatura del aire en distintos lugares de medición con la finalidad de obtener los períodos en que se presentan las mayores covarianzas. A partir de los espectros cruzados entre la temperatura del aire y las componentes u y v de la intensidad del viento se obtuvieron los estimadores de los transportes horizontales de temperatura. Las covarianzas estre la temperatura del aire y las componentes u y v del viento, se asocian con las características del intercambio horizontal de calor en las escalas sinóptica, meso y micro-escala. Realizando un análisis similar entre la componente u y la componente v de la intensidad del viento se calculó el intercambio horizontal de cantidad de movimiento. - Las interacciones del viento en los valles con el flujo de escala sinóptica, generan procesos característicos de escalas menores. En diversas partes del mundo se han realizado trabajos al respecto. Para el estudio de las relaciones entre el viento de escala sinóptico y el viento en el interior de los valles, se utilizó el modelo conceptual propuesto por Whiteman y Doran (1993) en el que se identifican cuatro mecanismos. El tipo de forzante se determina a partir de la distribución conjunta de los vientos de valle y los vientos en escala sinóptica. A partir de este análisis y de la descripción de las varianzas de la temperatura del aire y la dirección e intensidad del viento, se infirieron procesos físicos que regulan la conducción del aire en los valles de los ríos Neuquén, Limay y Negro en condiciones diurnas y nocturnas. El estudio en la microescala se completó con el análisis de los perfiles verticales de temperatura y viento en la capa cercana al suelo en el valle del río Neuquén. Las fluctuaciones en la dirección del viento en los valles de los ríos Neuquén y Negro ponen de manifiesto la existencia de un ciclo diurno que podría indicar un efecto térmico. En el valle del río Limay este efecto no fue observado. La distribución de frecuencias de direcciones de viento presenta una alineación del viento en superficie a lo largo de las direcciones de los ejes de los valles. El valle del Río Negro en Allen, no presenta un sólo proceso sino que se observa canalización forzada y transporte de cantidad de movimiento desde el viento en escala sinóptica. En el valle del río Limay se presentan dos giros en la dirección del viento, el primero se ajustaría a procesos producidos por el gradiente de presión y el segundo se asociaría a la canalización forzada. De manera similar a lo obtenido en el análisis de la temperatura, los valores de energía cinética varían entre la meseta y el interior de los valles, observándose mayores valores sobre la barda y valores en disminución hacia el interior de los valles. Los transportes horizontales de temperatura en Neuquén Aero, Allen y colonia Valentina Sur son mayores en la dirección N-S, mientras que en Centenario barda y Centenario valle los transportes son mayores en la dirección W-E. Esto significa que en todos los casos los transportes son mayores en la dirección transversal a los valles. El perfil del viento dentro del valle presentó una capa de calma y a mayor altura un aumento abrupto de la velocidad del aire. Esta configuración y la estratificación que se da en la capa de inversión nocturna, bajo condiciones propicias podrían provocar ondas de Kelvin- Helmholtz.

Abstract:
The fertile soil and available quantity of water made valleys wanted for population settlement and productive enterprices. The study of air flow and transport of heat between the plain and the valley are decisive results for practical aplications. The Neuquén, Limay and Negro river valleys located in Northern Patagonia are one of the most important fruit production region. The fruit crops ocupies the 60% of total Río Negro river valley surface (41671 has). The behaviour of meteorological factors acts in a decisive way over fruit production. In Alto Valle the mean influence is between 5 and 6%. During winter fruit trees need low temperatures, but in spring time low temperatures might cause extreme damage to crops. Late freeze affects fruit production during September and October and are one of the dangerous risks for production that could generate important economical losts. The mean number of freeze days in September and October is 10 days in Villa Regina, 8.7 days in Alto Valle, 8.3 days in Cinco Saltos, 5.4 days in Neuquén and 3.5 days in Cipolletti, showing the spatial variability of freeze occurrence. In this job the spatial and temporal characteristics of air temperature and wind in Neuquén, Limay and Negro rivers valleys in September and October are analyzed. A great density of data was included in this work because of the variety of scales involved in late freeze fenomena. Air temperature and wind in some points in the valley and the plain obtained by 1 min, 15 min or an hour were considered. Some data was obtained during MECIN field experiment (Nocturnal Inversion Layer Measurements) from 1992 to 1998. The variety of scales involved in temperature and wind fluctuations determined the use of different methodologies in the analysis. The first point of view is the analysis of climatic characteristics of Neuquén, Limay and Negro river valleys zone by studying 30 years climatic statistics in Neuquén Aero, Cipolletti, Alto Valle y Villa Regina and a synoptic climatology from NCEP/NCAR reanalysis from 1982-1994 for September and October. The spectrum of hourly, 15 minutes and 1 minute series of air temperature and wind were obtained using Fast Fourier Transform technique (Cooley and Tukey, 1965) in meteorological stations over the plain and in the valley, to identify physical processes connected with spectrum maxima in synoptic, meso and micro scale. Air temperature cross spectrum (coespectrum and quadrature spectrum) in different locations were calculated. Temperature and momentum estimations of the fluxes were obtained from air temperature and wind components cross spectrum. The interaction of winds in a valley with winds above the valley produces micro scale processes. Several authors made papers concerning this topic in different countries. Whiteman y Doran (1993) present a conceptual model of four different forcing mechanisms of valley winds. They determined the type of forcing that occurs at a site from a scatterplot of the synoptic winds versus the ambient winds. This analysis and standard deviation of temperature and wind inferred the channelling forcing within valleys. The wind direction fluctuations in Neuquén, and Negro river valley shows a diurnal cycle from thermal forcing. Limay river valley does not show evidences of diurnal cycle. The micrometeorology study was completed with vertical air temperature and wind soundings in Neuquén river valley. The surface wind direction distribution evidence directions aligned with valley axis. Neuquén river valley present forced channelling (Whiteman and Doran 1993), Río Negro valley present forced channelling and downward momentum transport influences and Limay valley present two shifts in wind direction: the first process was pressure driven channelling and the second forced channelling. Horizontal temperature transport in Neuquén Aero, Allen and Colonia Valentina Sur are important in N-S direction and in Centenario in W-E both in the cross valley direction. Wind profile in the valley shows a calm layer and an abrupt increase above. This pattern and nocturnal inversion layer temperature stratification could produce Kelvin Helmholtz waves.

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Registro:
Título : Estudio térmico y del flujo del aire en septiembre y octubre en los Valles de los Ríos Limay, Neuquén y Negro    
Autor : Cogliati, Marisa Gloria
Director : Mazzeo, Nicolás Antonio
Consejero : Venegas, Laura
Jurados : Goldberg, S.  ; Bischoff, S.  ; de Garín, A.
Año : 2001
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Grado obtenido : Doctor en Ciencias de la Atmósfera
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3394_Cogliati
Idioma : Español
Area Temática : Ciencias de la Atmósfera / Procesos en la Escala Sinóptica o Mesoescala
Palabras claves : HELADAS; VALLES; DISTRIBUCION DE TEMPERATURA Y VIENTO; DENSIDAD ESPECTRAL; FREEZE; VALLEYS; TEMPERATURE AND WIND PATTERN; SPECTRAL DENSITY
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