Artículos
Análisis del comportamiento de la actividad de rayos y sus variables meteorológicas en ciudades de montañosas. Caso Manizales, Colombia
Diego Fernando Del Río-Trujillo- Camilo Younes-Velosa
- Jeannette Zambrano-Nájera
Publicado 2021-09-23
Palabras clave
- rayos,
- presión de superficie,
- temperatura superficial del aire,
- temperatura de punto de rocío,
- razón de mezcla
- viento,
- día tormentoso ...Más
Cómo citar
Del Río-Trujillo, D. F., Younes-Velosa, C., & Zambrano-Nájera, J. (2021). Análisis del comportamiento de la actividad de rayos y sus variables meteorológicas en ciudades de montañosas. Caso Manizales, Colombia. Revista UIS Ingenierías, 21(1), 29–42. https://doi.org/10.18273/revuin.v21n1-2022003
Resumen
El presente artículo muestra el comportamiento diurno y estacional de la actividad de rayos y su relación con las variables meteorológicas que intervienen en la formación de las tormentas, en una ciudad de montaña. Los resultados muestran que Manizales tiene en promedio 69 días tormentosos, es decir, son los días donde al menos un rayo es detectado. Dentro de los resultados, también se puede apreciar que los meses con mayor actividad son marzo y noviembre. El análisis se realizó para los dos periodos lluvioso y seco que se presentan en la zona andina de Colombia. Los resultados muestran que durante los periodos de lluvia la actividad de rayos es más intensa y que obedece principalmente a vientos locales y al desplazamiento de la Zona de Confluencia Intertropical. Dentro del análisis de las variables meteorológicas fue utilizado el ciclo diurno promedio para observar el comportamiento de estas durante los días con actividad de rayos y los que no tuvieron actividad, las variables analizadas fueron presión de superficie, temperatura superficial del aire, temperatura de punto de rocío, razón de mezcla, vientos zonal y meridional.
Descargas
Los datos de descargas todavía no están disponibles.
Referencias
[1] H. Torres-Sánchez, El rayo: mitos, leyendas, ciencia y tecnología. Colombia: Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, 2002.
[2] H. J. Christian et al., “Global frequency and distribution of lightning as observed from space by the Optical Transient Detector”, J. Geophys. Res. Atmos., vol. 108, no. D1, pp. ACL 4-1--ACL 4-15, 2003, doi: https://doi.org/10.1029/2002JD002347.
[3] C. Younes, H. Torres-Sánchez, Caracterización de los parámetros del rayo en Colombia. Universidad Nacional De Colombia, Sede Manizales, 2010.
[4] R. I. Albrecht, S. J. Goodman, D. E. Buechler, R. J. Blakeslee, H. J. Christian, “Where are the lightning hotspots on Earth?”, Bull. Am. Meteorol. Soc., vol. 97, no. 11, pp. 2051-2068, 2016, doi: https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00193.1.
[5] A. S. Cruz-Bernal, H. Torres-Sánchez, H. Aranguren-Fino, J. C. Inampués-Borda, “Lightning mortality rate in Colombia for the period1997 –2014”, Rev. UIS Ing., vol. 17, no. 2, pp. 65-74, 2018, doi: https://doi.org/10.18273/revuin.v17n2-2018006.
[6] H. Torres-Sánchez, L. Barreto, “Estimate of Ground Flash Density and Lightning Peak Current with One Station Direction Finder”, en International Lightning Detection Conference, 1995.
[7] W. Briceno, D. Rondon, “Modelo de la Corriente de Retorno del Rayo a Partir del Campo Eléctrico Vertical”, trabajo de grado, Universidad Nacional de Colombia, 1996.
[8] H. D. Aranguren, “Estudio del Fenómeno Eléctrico Atmosférico a través del Campo Eléctrico Ambiental”, trabajo de maestría, Universidad Nacional de Colombia, 2006.
[9] H. D. Aranguren, “Desempeno de Sensores de Campo Electrostático en Sistemas de Alerta de Tormentas”, tesis de doctorado, Universidad Nacional de Colombia, 2011.
[10] C. Younes, “Evaluación de Parámetros del Rayo con Mediciones Terrestres y Satelitales Para Colombia”, trabajo de maestría, Universidad Nacional de Colombia, 2002.
[11] C. Younes, “Metodologías Para la Correlación de Parámetros del Rayo con Características Geográficas y Meteorológicas. Caso Colombiano”, tesis de doctorado, Universidad Nacional de Colombia, 2006.
[12] C. Younes, O. Duarte, J. Pulgarin, “A Novel Fuzzy Parameter For Ground Flash Density”, DYNA, vol. 80, no. 182, pp. 41-49, 2013.
[13] J. A. López-Trujillo, “Metodología para Predicción de Tormentas Eléctricas a Partir de Mediciones de Campo Electrostático”, trabajo de maestría, Universidad Nacional de Colombia, 2011.
[14] H. Aranguren, J. López-Trujillo, H. Torres-Sánchez, I. J., H. D. Betz, M. Moehrlein, “Electrostatic Field and Lightning Detection applied to Thunderstorms Nowcasting in Colombia.”, en International Symposium on Lightning Protection (XII SIPDA), Belo Horizonte, Brazil, 2013.
[15] H. Torres-Sánchez, “Qué Rayos Sabemos?,” Rev. Acad. Colomb. Cienc, vol. 34, no. 131, pp. 193-208, 2010.
[16] H. Torres-Sánchez, El rayo en el trópico: certezas temporales de investigación sobre el fenómeno del rayo. Colombia: Universidad Nacional de Colombia, Rectoría, 2015.
[17] D. F. Del Río Trujillo, “Evaluación del efecto urbano sobre los parámetros del rayo. Caso Colombiano”, tesis de doctorado, Universidad Nacional de Colombia-Sede Manizales, 2018.
[18] D. Perez-Perez, “Eficiencia de los Sistemas de Localizacion del Rayo en Zonas Montañosas”, trabajo de maestría, Universidad Nacional de Colombia, 2014.
[19] H. Torres, E. Perez, C. Younes, D. Aranguren, J. Montaña, J. Herrera, “Contribution to Lightning Parameters Study Based on Some American Tropical Regions Observations”, IEEE J. Sel. Top. Appl. EARTH Obs. Remote Sens., vol. 8, no. 8, págs. 4086-4093, 2015, doi:https:/doi.org/10.1109/JSTARS.2015.2428217.
[20] V. A. Rakov, M. A. Uman, Lightning. Physics and Effects. USA: Cambridge University Press, 2003.
[21] H. D. Betz, U. Schumann, P. Laroche, Eds., Lightning: Principles, Instruments and Applications: Review of Modern Lightning Research. Springer, 2008.
[22] G. Diendorfer et al., “Review of CIGRE Report ‘Cloud-to-Ground Lightning Parameters Derived from Lightning Location Systems – The Effects of System Performance”, en Cigre Colloq. Harmonizing Environment, Power Qual. Power Syst., no. 376, 2009.
[23] C. A. Morales Rodriguez, R. P. da Rocha, R. Bombardi, “On the development of summer thunderstorms in the city of S??o Paulo: Mean meteorological characteristics and pollution effect”, Atmos. Res., vol. 96, no. 2-3, pp. 477-488, 2010, doi: https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2010.02.007.
[24] K. L. Cummins, M. J. Murphy, E. A. Bardo, W. L. Hiscox, R. B. Pyle, A. E. Pifer, “A combined TOA/MDF technology upgrade of the US National Lightning Detection Network”, J. Geophys. Res. Atmos., vol. 103, no. D8, pp. 9035-9044, 1998, doi: https://doi.org/10.1029/98JD00153.
[25] IDEAM, Estado de la Calidad del Aire en Colombia 2007-2010. Bogotá, DC: Publicación aprobada por el Comité de Comunicaciones y Publicaciones del IDEAM, 2012.
[26] D. S. Wilks, Statistical methods in the atmospheric sciences, vol. 100. Oxford: Academic press, 2011.
[27] Instituto de Hidrologia, Atlas climatológico de Colombia. Colombia: Ideam (Instituto de Hidrologia, Meteorologia y Estudios Ambientales), 2005.
[28] J. A. Pachón-Gómez, F. Mejía-Fernández, J. Zambrano-Nájera, “Sistema Integrado de Monitoreo Ambiental de Caldas – SIMAC”, Repositorio Universidad Nacional de Colombia, Manizales, 2018.
[29] G. Poveda, O. Mesa, “La corriente de chorro superficial del Oeste (‘ Del Chocó’) y otras dos corrientes de chorro en Colombia: Climatología y variabilidad durante las fases del ENSO”, Rev. Académica Colomb. Cienc., vol. 23, no. 89, pp. 517-528, 1999.
[30] L. Jaramillo, G. Poveda, J. F. Mejía, “Mesoscale convective systems and other precipitation features over the tropical Americas and surrounding seas as seen by TRMM”, Int. J. Climatol., vol. 37, pp. 380-397, 2017, doi: https://doi.org/10.1002/joc.5009.
[31] J. Yepes, G. Poveda, J. F. Mejía, L. Moreno, C. Rueda, “CHOCO-JEX: A Research Experiment Focused on the Chocó Low-Level Jet over the Far Eastern Pacific and Western Colombia”, Bull. Am. Meteorol. Soc., vol. 100, no. 5, pp. 779-796, 2019, doi: https://doi.org/10.1175/BAMS-D-18-0045.1.
[32] C. Dominguez, J. M. Done, C. L. Bruyère, “Easterly wave contributions to seasonal rainfall over the tropical Americas in observations and a regional climate model”, Clim. Dyn., vol. 54, no. 1, pp. 191-209, 2020, doi: https://doi.org/10.1007/s00382-019-04996-7.
[33] A. Jaramillo, Clima andino y café en Colombia. Bogotá, Colombia: CENICAFE, 2005.
[34] C. M. González Duque, “Dinámica e impacto de emisiones antrópicas y naturales en una ciudad andina empleando un modelo euleriano de transporte químico on-line. Caso de estudio: Manizales, Colombia”, tesis de doctorado, Universidad Nacional de Colombia-Sede Manizales, 2017.
[35] E. R. Williams, “Lightning and climate: A review”, Atmos. Res., vol. 76, no. 1-4, pp. 272-287, 2005, doi: https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2004.11.014.
[36] E. Williams, “Contrasting convective regimes over the Amazon: Implications for cloud electrification”, J. Geophys. Res., vol. 107, no. D20, pp. 1-19, 2002, doi: https://doi.org/10.1029/2001JD000380.
[37] C. Price, “Thunderstorms, lightning and climate change”, en Lightning: Principles, Instruments and Applications, Springer, 2009, pp. 521-535, doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9079-0_24.
[38] C. D. Ahrens, Essentials of meteorology: an invitation to the atmosphere. USA: Cengage Learning, 2014.
[39] E. Brisson, B. Ahrens, U. Blahak, “Lightning climate prediction: Added value of convection permitting simulations”, en Geophysical Research Abstracts, 2019, vol. 21, pp. 1.
[2] H. J. Christian et al., “Global frequency and distribution of lightning as observed from space by the Optical Transient Detector”, J. Geophys. Res. Atmos., vol. 108, no. D1, pp. ACL 4-1--ACL 4-15, 2003, doi: https://doi.org/10.1029/2002JD002347.
[3] C. Younes, H. Torres-Sánchez, Caracterización de los parámetros del rayo en Colombia. Universidad Nacional De Colombia, Sede Manizales, 2010.
[4] R. I. Albrecht, S. J. Goodman, D. E. Buechler, R. J. Blakeslee, H. J. Christian, “Where are the lightning hotspots on Earth?”, Bull. Am. Meteorol. Soc., vol. 97, no. 11, pp. 2051-2068, 2016, doi: https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00193.1.
[5] A. S. Cruz-Bernal, H. Torres-Sánchez, H. Aranguren-Fino, J. C. Inampués-Borda, “Lightning mortality rate in Colombia for the period1997 –2014”, Rev. UIS Ing., vol. 17, no. 2, pp. 65-74, 2018, doi: https://doi.org/10.18273/revuin.v17n2-2018006.
[6] H. Torres-Sánchez, L. Barreto, “Estimate of Ground Flash Density and Lightning Peak Current with One Station Direction Finder”, en International Lightning Detection Conference, 1995.
[7] W. Briceno, D. Rondon, “Modelo de la Corriente de Retorno del Rayo a Partir del Campo Eléctrico Vertical”, trabajo de grado, Universidad Nacional de Colombia, 1996.
[8] H. D. Aranguren, “Estudio del Fenómeno Eléctrico Atmosférico a través del Campo Eléctrico Ambiental”, trabajo de maestría, Universidad Nacional de Colombia, 2006.
[9] H. D. Aranguren, “Desempeno de Sensores de Campo Electrostático en Sistemas de Alerta de Tormentas”, tesis de doctorado, Universidad Nacional de Colombia, 2011.
[10] C. Younes, “Evaluación de Parámetros del Rayo con Mediciones Terrestres y Satelitales Para Colombia”, trabajo de maestría, Universidad Nacional de Colombia, 2002.
[11] C. Younes, “Metodologías Para la Correlación de Parámetros del Rayo con Características Geográficas y Meteorológicas. Caso Colombiano”, tesis de doctorado, Universidad Nacional de Colombia, 2006.
[12] C. Younes, O. Duarte, J. Pulgarin, “A Novel Fuzzy Parameter For Ground Flash Density”, DYNA, vol. 80, no. 182, pp. 41-49, 2013.
[13] J. A. López-Trujillo, “Metodología para Predicción de Tormentas Eléctricas a Partir de Mediciones de Campo Electrostático”, trabajo de maestría, Universidad Nacional de Colombia, 2011.
[14] H. Aranguren, J. López-Trujillo, H. Torres-Sánchez, I. J., H. D. Betz, M. Moehrlein, “Electrostatic Field and Lightning Detection applied to Thunderstorms Nowcasting in Colombia.”, en International Symposium on Lightning Protection (XII SIPDA), Belo Horizonte, Brazil, 2013.
[15] H. Torres-Sánchez, “Qué Rayos Sabemos?,” Rev. Acad. Colomb. Cienc, vol. 34, no. 131, pp. 193-208, 2010.
[16] H. Torres-Sánchez, El rayo en el trópico: certezas temporales de investigación sobre el fenómeno del rayo. Colombia: Universidad Nacional de Colombia, Rectoría, 2015.
[17] D. F. Del Río Trujillo, “Evaluación del efecto urbano sobre los parámetros del rayo. Caso Colombiano”, tesis de doctorado, Universidad Nacional de Colombia-Sede Manizales, 2018.
[18] D. Perez-Perez, “Eficiencia de los Sistemas de Localizacion del Rayo en Zonas Montañosas”, trabajo de maestría, Universidad Nacional de Colombia, 2014.
[19] H. Torres, E. Perez, C. Younes, D. Aranguren, J. Montaña, J. Herrera, “Contribution to Lightning Parameters Study Based on Some American Tropical Regions Observations”, IEEE J. Sel. Top. Appl. EARTH Obs. Remote Sens., vol. 8, no. 8, págs. 4086-4093, 2015, doi:https:/doi.org/10.1109/JSTARS.2015.2428217.
[20] V. A. Rakov, M. A. Uman, Lightning. Physics and Effects. USA: Cambridge University Press, 2003.
[21] H. D. Betz, U. Schumann, P. Laroche, Eds., Lightning: Principles, Instruments and Applications: Review of Modern Lightning Research. Springer, 2008.
[22] G. Diendorfer et al., “Review of CIGRE Report ‘Cloud-to-Ground Lightning Parameters Derived from Lightning Location Systems – The Effects of System Performance”, en Cigre Colloq. Harmonizing Environment, Power Qual. Power Syst., no. 376, 2009.
[23] C. A. Morales Rodriguez, R. P. da Rocha, R. Bombardi, “On the development of summer thunderstorms in the city of S??o Paulo: Mean meteorological characteristics and pollution effect”, Atmos. Res., vol. 96, no. 2-3, pp. 477-488, 2010, doi: https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2010.02.007.
[24] K. L. Cummins, M. J. Murphy, E. A. Bardo, W. L. Hiscox, R. B. Pyle, A. E. Pifer, “A combined TOA/MDF technology upgrade of the US National Lightning Detection Network”, J. Geophys. Res. Atmos., vol. 103, no. D8, pp. 9035-9044, 1998, doi: https://doi.org/10.1029/98JD00153.
[25] IDEAM, Estado de la Calidad del Aire en Colombia 2007-2010. Bogotá, DC: Publicación aprobada por el Comité de Comunicaciones y Publicaciones del IDEAM, 2012.
[26] D. S. Wilks, Statistical methods in the atmospheric sciences, vol. 100. Oxford: Academic press, 2011.
[27] Instituto de Hidrologia, Atlas climatológico de Colombia. Colombia: Ideam (Instituto de Hidrologia, Meteorologia y Estudios Ambientales), 2005.
[28] J. A. Pachón-Gómez, F. Mejía-Fernández, J. Zambrano-Nájera, “Sistema Integrado de Monitoreo Ambiental de Caldas – SIMAC”, Repositorio Universidad Nacional de Colombia, Manizales, 2018.
[29] G. Poveda, O. Mesa, “La corriente de chorro superficial del Oeste (‘ Del Chocó’) y otras dos corrientes de chorro en Colombia: Climatología y variabilidad durante las fases del ENSO”, Rev. Académica Colomb. Cienc., vol. 23, no. 89, pp. 517-528, 1999.
[30] L. Jaramillo, G. Poveda, J. F. Mejía, “Mesoscale convective systems and other precipitation features over the tropical Americas and surrounding seas as seen by TRMM”, Int. J. Climatol., vol. 37, pp. 380-397, 2017, doi: https://doi.org/10.1002/joc.5009.
[31] J. Yepes, G. Poveda, J. F. Mejía, L. Moreno, C. Rueda, “CHOCO-JEX: A Research Experiment Focused on the Chocó Low-Level Jet over the Far Eastern Pacific and Western Colombia”, Bull. Am. Meteorol. Soc., vol. 100, no. 5, pp. 779-796, 2019, doi: https://doi.org/10.1175/BAMS-D-18-0045.1.
[32] C. Dominguez, J. M. Done, C. L. Bruyère, “Easterly wave contributions to seasonal rainfall over the tropical Americas in observations and a regional climate model”, Clim. Dyn., vol. 54, no. 1, pp. 191-209, 2020, doi: https://doi.org/10.1007/s00382-019-04996-7.
[33] A. Jaramillo, Clima andino y café en Colombia. Bogotá, Colombia: CENICAFE, 2005.
[34] C. M. González Duque, “Dinámica e impacto de emisiones antrópicas y naturales en una ciudad andina empleando un modelo euleriano de transporte químico on-line. Caso de estudio: Manizales, Colombia”, tesis de doctorado, Universidad Nacional de Colombia-Sede Manizales, 2017.
[35] E. R. Williams, “Lightning and climate: A review”, Atmos. Res., vol. 76, no. 1-4, pp. 272-287, 2005, doi: https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2004.11.014.
[36] E. Williams, “Contrasting convective regimes over the Amazon: Implications for cloud electrification”, J. Geophys. Res., vol. 107, no. D20, pp. 1-19, 2002, doi: https://doi.org/10.1029/2001JD000380.
[37] C. Price, “Thunderstorms, lightning and climate change”, en Lightning: Principles, Instruments and Applications, Springer, 2009, pp. 521-535, doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9079-0_24.
[38] C. D. Ahrens, Essentials of meteorology: an invitation to the atmosphere. USA: Cengage Learning, 2014.
[39] E. Brisson, B. Ahrens, U. Blahak, “Lightning climate prediction: Added value of convection permitting simulations”, en Geophysical Research Abstracts, 2019, vol. 21, pp. 1.