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Asunto:NoticiasdelCeHu 755/03 - Concepción y Metodología del Proyecto "MEND OCLIMA"
Fecha:Martes, 17 de Junio, 2003  15:16:59 (-0300)
Autor:Humboldt <humboldt @............ar>

Bebida de limón

NCeHu 755/03

Concepción y Metodología del Proyecto

 "MENDOCLIMA"

 

 

 Prof. Dr. Wilfried Endlicher

 

Miembro Honorario del Centro Humboldt

 Docente e Investigador del Instituto de Geografía de la Universidad Humboldt, Berlin, Alemania

 

Resumen:  Se describe la concepción y la metodología de un proyecto de clima urbano y contaminación atmosférica realizado en Mendoza (33° S, 69° O). Ademas se presenten resultados seleccionados de 2 años de mediciones son presentados. Se discuten especialmente la formación de la isla de calor urbano y el sistema de brisas locales.

 

 

Abstract: The design of a proyect about urban climate and air pollution carried out during two years in Mendoza (33° S, 69° E) is  described. The results of measurements are presented. The formation of the urban heat island and of the local wind systems are discussed.

 

 

1 Introducción

El rápido crecimiento de muchas metrópolis de paises umbrales conduce a una acelerada acumulación de problemas relacionados con el clima local, la pureza del aire y en general con la ecología urbana (Oke 1990, 1983 y 1984). Desde los años sesenta se realizan en Europa y América del Norte proyectos sobre clima urbano y metropolitano de muchas ciudades y aglomeraciones, que han conducido a nuevos puntos de vista en la ecología urbana.

 

 

En los paises de America Latina, sin embargo, se carece todavía de series de datos y de información (Oke 1986). El incremento de la problación obliga a una expansión prácticamente incontrolada tanto horizontal como vertical del paisaje urbano. Los problemas que eso produce al sus habitantes, han quedado sin ser investigada en profundidad. La escasez financiera impide muchas veces la adquisición de modernos instrumentos de medición. Sin embargo, la buena voluntad, la confianza mutua y el entusiasmo de los científicos interesados, ha permitido encontrar soluciones previas a problemas instrumentales y de know how en varios paises (incluyendo a la Argentina).

 

 

Ejemplos característicos son el proyecto de clima urbano desarrollado en Bahía Blanca con la cooperación de geógrafas y meteorólogas (Capelli De Steffens 1987/88), el proyecto argentíno-alemán PROCUT de Tucumán (Endlicher y Würschmidt 1995) y a un nivel mucho más amplio, el proyecto MENDOCLIMA que se desarrolló entre los años 1996 y 1998 en el Gran Mendoza.


2 Concepto de la investigación

La aglomeración del Gran Mendoza se encuentra ubicada en el glacis de piedemonte, a una altura de 750 m.s.n.m.,  que la hace especialmente adecuada para llevar a cabo campañas de mediciones del clima urbano. Es importante resaltar que la mitad de la población total de la provincia (1.500.000 habitantes), viven y trabajan en el Gran Mendoza. Una característica climática a una latitud de 33°S es el predominio de situaciones anti-ciclónicas, y en el caso de Mendoza su situación de abrigo contra las depresiones invernales provenientes del Océano Pacífico.

 

Por lo tanto, a nivel de superficie, las inversiones térmicas juegan un papel importante en el clima urbano durante todo el año, salvo en los pocos días con viento  "Zonda“ o con sudestada. Los dias con lluvia que limpian la atmósfera urbana, son raros en Mendoza, en general se cuenta solamente con 52 días de lluvia al año. Por lo tanto el contenido de polvo en el aire tendría que ser especialmente alto durante todo el año. Las temperaturas máximas pueden alcanzar valores de hasta 40°C.

 

Por eso, las brisas locales nocturnas y diurnas, juegan un papel muy importante en el bioclima de la ciudad, así como también en la contaminación atmosférica. Lamentablemente la mayoría de los datos climatológicos disponibles provienen de la estación climatológica del aeropuerto "El Plumerillo“ o de la estación ubicada en el Parque "General San Martín“, las cuales se encuentran bastante alejadas del centro.

 

Mendoza cuenta además con un clima local especial, debido a la acción del hombre, que ha originado un oasis artifícial al pie de la Cordillera de los Andes. Pero cómo y donde se manifestan las ventajas y desventajas del clima urbano? MENDOCLIMA tendría que dar una primera respuesta a las preguntas e inquietudes de la ciudadanía. Esa es la tarea pricipal sin olvidar, que el clima depende no solo de aspectos locales, sino tambien regionales, hemisféricos y globales. El cambio climático se manifiesta en todas estas escalas.

 

3 Cooperación internacional

Hoy en día, los proyectos de investigación deben estar estrechamente vinculados con diversas instituciones, personas y paises. MENDOCLIMA p.ej., esta relacionado con las siguientes instituciones:

 

 

En Alemania:

 

-         la Facultad de Geografía de la Universidad de Marburg (GEOGRUM)

-         la Oficina Internacional del Centro de Investigación Científica, Forschungs-zentrum Geesthacht (GKSS)

-         la Comunidad Científica de Alemania, Bonn (DFG)

-         la Sociedad de Cooperación Técnica, Eschborn (GTZ)

-         el Servicio de Intercambio Académico, Bonn (DAAD)

-         el Centro de Investigación en Meteorología Medicinal del Servicio Meteorológico Alemán, Freiburg (GFMM)

 


En Argentina:

 

-         Instituto y Departamento de Geografía Fac. de Filosofía y Letras Universidad Nac. de Cuyo Mendoza (UNC)

-         el Servicio Meteorológico Nacional (SMN)

-         el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICYT).

 

Además existe una vinculación estrecha con otras instituciones nacionales e internacionales que permiten la sinergía necesaria para un completo éxito. El intercambio de datos, ideas y personas existe con el

 

-         Instituto de Estudios del Medio Ambiente Universidad de Mendoza (IEMA)

-         Instituto de Geografía Universidad Nacional de Tucumán (UNT)

-         Instituto de Geografía Universidad Nacional del Sur Bahía Blanca (UNS)

-         Institut fuer Experimentelle Expositionsforschung Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle (UFZ)

-         Comisión de Climatología Union Geográfica International (UGI)

 

Las actividades del grupo de trabajo empezaron con la organización del Congreso Internacional sobre „Clima y Contaminación Amosférica“ que se desarrolló en el mes de Agosto de 1995 en la Universidad de Cuyo. El workshop de este congreso fue dedicado al ensayo de concepto e instrumental de MENDOCLIMA.

                           

4 Fases del proyecto

La tarea principal del proyecto fue  demostrar las interrelaciones y dependencias entre diferentes aspectos de la ecología urbana, como topografía, clima regional y local, estructura morfológica de la ciudad, de sus barrios y suburbios, y finalmente, contaminación atmosférica y riesgos de inundación.

4.1 Complejo termo-anemométrico

El conocimiento sobre las condiciones de temperatura de las ciudades en comparación con su „umland" es de fundamental importancia, pero lo es también la diferenciación intraurbana en relación con los cuerpos de la estructura urbana. Esto es válido principalmente para condiciones meteorológicas con temperaturas extremas. Las altas temperaturas producen una sensación de carga en el pesadez humano, cuando están ligadas a una alta radiación solar, a una reducida velocidad del viento y a una alta humedad del aire. Qué valores máximos se alcanzaron en las diferentes calles y plazas? Qué temperatura hay en las casas de planta baja con patio interno? Cual es el efecto del arbolado en las calles de Mendoza? Qué papel juegan los 512 hectáres del parque General San Martín? Se forma una isla o un archipélago de calor urbano en el área del centro, donde se encuentran edificios altos?

 

Para responder se requieren datos detallados de la estructura térmica dentro del Gran Mendoza. Además, se deben tomar datos sobre las condiciones de radiación, viento y humedad, ya que éstos son de decisiva significación para el cálculo del „bochorno“. Pero no solamente es necesario el conocimiento de las temperaturas máximas diarias, sino también se deben realizar mediciones de la distribución de las temperaturas mínimas nocturnas. Qué sitios del Gran Mendoza son los más frescos durante el período de calor estival? Dónde y mediante qué material de construcción se almacena mejor el calor?


En este contexto es particularmente interesante el papel que juegan el glacis y el Parque General San Martín como generadores de aire fresco. En conexión con esto, surge la pregunta respecto al sistema de brisas nocturnas de montaña.

La base de datos que se necesita para responder a estas preguntas, debe construirse con:

 

-         la evaluación de los datos de las estaciones ya existentes de la red de mediciones regulares,

-         la instalación de una red estacionaria temporal

-         la realizacíón de mediciones móviles durante temperies seleccionadas.

4.1.1 Evaluación de datos existentes

La fig. 3 muestra diagramas elaborados con datos climáticos de la estación „Observatorio Meteorológico“ ubicada en el parque „General San Martín“. Se destacan los valores extremos de temperatura, el régimen de pluviosidad con un maximum estival, el escaso número de días con lluvia y la baja velocidad del viento. En el verano predominan las direcciones del viento este y sureste, en el invierno las direcciones oeste, suroeste y sur. Sin embargo, estos datos no son representativos del centro de la ciudad y tampoco de los suburbios residenciales. Por lo tanto se necesitan otros datos de comparación con la estación de la red permanente del Servico Meteorológico Nacional (SMN).

4.1.2 Instalación de una red estacionaria temporal

La red de mediciones permanentes fue densificada mediante una red especial de mediciones con estaciones climáticas fijas. Se instalaron 4 estaciones automáticas con  instumentos para la medición de radiación global, temperatura, humedad del aire, precipitación, asi como dirección y velocidad del viento. Además se sumaron otras 3 estaciones climáticas, pero con menos instrumentos.

 

Los siguientes localidades fueron elegidas:

 

(1)   Campus de la Facultad de Filosofía y Letras de la Universidad Nacional de Cuyo sobre el glacis al  oeste de la ciudad de Mendoza

(2)   Jardín meteorológico del observatorio ubicado en el Parque General San Martín al oeste

(3)   Patio interior al cruce de las calles San Juan/Alem al centro (solamente contaminación)

(4)   Suburbio Las Heras al norte  (solamente contaminación)

(5)   Paseo Sarmiento (Peatonal) al centro

(6)   Bodega Santa Ana en medio de viñedos al este

(7)   Techo de la casa del maestro al cruce de las calles San Juan/Alem en el centro de la ciudad

(8)   Camping en Chacras de Coria al sur

(9)   Ruinas de la iglesia San Francisco al norte del centro (4a sección)

 

La red de medición fija fue instalada en noviembre de 1995 y funcionó durante 2 años. Se analizaron por separado los elementos climáticos mencionados, pero tambien en forma integral durante temperies selecionadas y características del clima mendocino en las diferentes estaciones del año. La comparación de los datos de los diferentes barrios dió como resultado una primera aproximación a grosso modo de la isla de calor urbano del Gran Mendoza.


4.1.3 Mediciones ambulantes

La evaluación de los datos de la red de medición fija no ofrece todavía una imagen suficientemente exacta de la diferenciacíon térmica intraurbana. Para ello se realizaron campañas de mediciones bajo temperies seleccionadas a lo largo de itinerarios prefijados a través de la ciudad. Para estas mediciones ambulantes se utilizaron dos vehículos y se midió temperatura, humedad del aire, dirección y velocidad del viento.

 

Las campañas se diferencian en

 

-         mediciones matutinas antes de la salida del sol,

-         mediciones de siesta en las primeras horas de la tarde y

-         mediciones nocturnas después de la puesta del sol.

 

Se tuvieron en cuenta también criterios de estabilidad atmosférica y situaciones tempéricas (nubosidad, masas de aire, campo de la presión, precipitación). Las campañas fueron realizadas en todas las estaciones del año. Como itinerarios se han seleccionados dos perfiles Oeste - Este (A) y Norte - Sur (B) a través del Gran Mendoza. Para permitir la comparación de las mediciones fue utilizado un factor de corrección dependiendo del tiempo nescesario para la realización de las mediciones. En todo caso, la medición de un perfil no necesitó más de 1,5 a 2 horas.

 

4.1.4 Mediciones microclimáticas

Aparte de las mediciones ambulantes en automotores se realizaron mediciones ambulantes a pie por zonas de centro y del Parque San Martín que formaron también parte del proyecto MENDOCLIMA. Se midió la temperatura de la radiación en ciertas superficies durante el día. Especialmente significativa resultó el siguiente estudio: Análisis de la estructura microclimática, especialmente de la temperatura de superficie y del aire en las calles peatonales según su exposición, lados sombreados y soleados, material de construcción y espacios verdes, además en parques, galerias y grandes espacios. El instrumento utilizado fue un termómetro infrarrojo.

 

4.2 Sondeos de la atmósfera urbana con globo cautivo

La  atmósfera sobre las ciudades esta diferenciada muchas veces en diversas capas

 

-         la capa de mezcla entre los edificios (0-50 m s.n.s., urban mixed layer)

 

-         la capa de influencia de la ciudad (50-250 m s.n.s., urban boundary layer)

 

-         la capa límite con poca influencia de la superfice terrestre (ca. 250-500/2.000 m s.n.s., boundary layer).

 

Estas diferenciaciones se forman especialmente durante noches despejadas con condiciones anticiclónicas y poco viento. La estratificación de la atmósfera es de gran importancia en la distribución de la contaminación. La altura de las capas no pudo ser medida ni en la red permanente del SMN, ni en la red especial de MENDOCLIMA asi como tampoco con las mediciones ambulantes. Tampoco el radiosondaje del aeropuerto "El Plumerillo“ permitió hacerlo, ya que el sondeo está destinado a las mediciones de las altas capas de la atmósfera hasta 30 km y no de la atmósfera urbana.

 

Por primera vez en Argentina se han desarrollado mediciones con un globo cautivo para mejorar los conocimientos sobre las inversiones térmicas, las brisas locales y el contenido de humedad en los primeros 600 metros de la atmósfera mendocina.

 

4.3 Clima urbano y contaminación atmosférica

Mendoza es un significativo emplazamiento industrial, en donde se destacan particularmente una fábrica de cemento y la distilería de petróleo. El medio de transporte público y privado, como es habitual en Latinoamérica, es el auto, muchas veces con motor diesel, ocasionando así una elevada contaminación de gases y partículas. La contaminación atmosférica es el punto central del proyecto „Ecología regional“. Este proyecto se desarrolla en este momento bajo la dirección de la Universidad de Mendoza (Puliafito et al. 1995) y del Centro de Investigación del Medio Ambiente (UFZ) en Leipzig/Alemania. Dentro de este marco, el proyecto „MENDOCLIMA“ se ha dedicado especialmente al estudio de partículas y NO2. El método usado fue desarrollado en Alemania por el Centro de Investigación Médico-Meteorológico del Servicio Meteorológico Alemán (Schultz 1994). El instrumento SIGMA II fue probado con éxito en Tucumán (Endlicher y Würschmidt 1995) y tiene la ventaja de ser eficaz y económico.

 

Con este método se puede no solamente distinguir el tamaño de las partículas, sino también el origen, sea natural o artificial. La gran ventaja de este método, es la de permitir la diferenciación de partículas inorgánicas transparentes, como minerales, emisiones industriales y del tráfico, de partículas biogénicas transparentes como polen, esporas, residuos de plantas y microoganismos; así como la selección de partículas antropogenéticas no transparentes como hollín, ceniza volátil y desprendimentos de la goma de cubiertas. A nivel mundial la contaminación con polvos parece ser el problema mas grave y dificil de solucionar.

 

Los colectores pasivos se han instalado en 8 puntos del Gran Mendoza. Después de una semana de exposición los folios pegantes de los instrumentos se enviaron al Servicio Meteorológico Alemán, donde se analizaron y se compararon los resultados con las situaciones atmosféricas locales y también con el tránsito y otras fuentes de emisión. La utilización de este mismo instrumento en el PROCUT tucumano, asi como en Alemania permitió llevar a cabo una muy útil comparación de datos.

 

 

5 Algunos resultados seleccionados

5.1 Mediciones móviles e isla de calor urbana

Las primeras mediciones ambulantes del proyecto se realizaron durante el workshop "Climate and Air Pollution“ los días 19 y 20 de agosto de 1995. Fueron dos días despejados con condiciones sinópticas postfrontales después una fuerte sudestada con masas de aire subantárticas. Las mediciones empezaron sobre los itinerarios A y B a las 12.30, 19.00 y 7.00 h y su duración fue de una hora y media.

 

Tenemos así las estructuras térmicas y anemométricas sobre los 2 itinerarios en la madrugada y en la noche. En los dos casos, se presenta una isla de calor urbana de 4 a 5oC bien definida. Las temperaturas más bajas, cerca de 0oC se ubican en la mañana en el aeropuerto y en los viñedos del este. Se distinguen las zonas de los campos de Godoy Cruz y el parque San Martín caracterizados por sus temperaturas bajas debidas a la formación de inversiones térmicas nocturnas. El Cerro de la Gloria presenta temperaturas superiores a las del Parque, ya que se encuentra sobre el lago y flujo del aire frío del Parque. En el Centro se presenta una isla de calor de ca. 4 K, valor bastante alto para la estación del año. Una brisa de montaña con velocidades de 2-4 m/sec proveniente del oeste fue muy marcada. Este aporte de aire limpio parece ser de gran importancia para Mendoza. Sin embargo, ya en el centro y más hacia al este se notaban calmas, es decir, la brisa de montaña no entró en el corazón de la aglomeración, por lo menos no a nivel de las calles. Por lo tanto, las mediciones de la estructura vertical de la atmósfera urbana son de suma importancia para una mejor determinación de esta situación.

 

5.2 Isla de calor urbana y brisas locales

Para la interpretación de los  datos de las estaciones climáticas instaladas en diferentes barrios se debe tener en cuenta:

 

-         la estación del año, con mayor importancia en invierno debido a la estructura más estable de la capa límite,

-         el tipo de tiempo, diferenciando especialmente situaciones autóctonas con predominio anticiclónico y alóctonas con vientos sinópticos mas fuertes (p. ej. sudestada o zonda)

-         y la situación diurna y nocturna.

 

Fue estudiado el desarrollo de las temperaturas mínimas  en diferentes lugares de la ciudad. Las mínimas más bajas se presentan durante sudestadas, surazos y situaciones de alta presión debido a masas de aire patagónicas. Después de los episodios de viento Zonda, la diferenciación más marcada se presentó dentro de la ciudad en las noches claras y con masas de aire muy secas (1,5 g H2O/ kg proporción de mezcla) de los dias 25 al 29 de agosto. Entre la estación „Casa del Maestro“, situada en el centro y la estación „Camping“ localizada al suroeste de Gran Mendoza se presentó una diferencia de temperatura de 4-5 K.

 

El análisis de la intensidad de la isla de calor urbano muestra valores muy semejantes. Tipos de tiempo con viento norte (en el invierno masas de aire continental-seco), altas presiones y surazos débiles (aire patagónico-subantártico) favorecen la formación de una isla de calor. Tipos de tiempo con vientos de sudeste o este con masas de aire del Atlántico sur desfavorecen su desarrollo. Los episodios de viento zonda del 12 y 24 de agosto presentan ejemplos extremos con valores de 8 K! El viento Zonda, el „foehn“ de la Cordillera de los Andes de Cuyo, está presente en altura muchos días del año. Sin embargo, para llegar a la superficie, se  necesita además de una corriente fuerte en la tropósfera media, un gradiente de presión muy fuerte en superficie.

 

La marcha media diaria de la intensidad de la isla de calor en primavera y verano muestra claramente un predominio nocturno con maxima a las 20 hs. La isla de calor tiende a desaparecer entre las 9 de la mañana y las 7 de la tarde (hora local). Tomando la diferencia de temperatura entre las estaciones Casa del Maestro y Bodega se puede hablar de la formación de una pequeña isla de frescor urbano de 1 K.

 

6 Conclusión y perspectivas

El proyecto binacional MENDOCLIMA tiene como objetivo mostrar los problemas y planteamientos del clima urbano y de la pureza del aire en el Gran Mendoza. De esta manera, los colaboradores del proyecto MENDOCLIMA pretenden contribuir al crecimiento de la conciencia ambientalista en Argentina.

 

Las vinculaciones entre tipos de tiempo, masas de aire, circulaciones locales, contaminación atmosférica, estructura morfológica de los barrios y salud los seres humanos son muy estrechas y complicadas. Las comparaciones con otras ciudades argentinas y alemanas permitirán realizar la posición de Mendoza. Se espera que los resultados sirvan en la planificación urbana, así como también en el mejoramiento de la calidad de vida en esta ciudad.

 

 

 

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Artículo publicado en MERIDIANO - Revista de Geografía, Nro 7. Buenos Aires, mayo de 1999.