Agrometeorología Francisco Elías Castillo y Francesc Castellvi Sentis

1. LA ATMOSFERA. COMPOSICIÓN Y DISTRIBUCIÓN VERTICAL .. 1.1. Principales características de la atmósfera 1.2. Composición de la atmósfera 1.2.1. Variaciones en el tiempo y en el espacio del dióxido de carbono y del ozono 1.2.2. Variaciones del vapor de agua 1.2.3. Composición e importancia del aire cerca del suelo 1.3. Estructura vertical de la atmósfera 2. TERMODINÁMICA DE LA ATMOSFERA2.1. Termodinámica de la atmósfera 2.2. Ecuación de estado de un gas perfecto 2.2.1. Ley de Dalton: Mezcla de gases 2.3. Transformaciones cíclicas. Trabajo 2.4. Primer principio de la termodinámica 2.4.1. Ley de Joule. Calores específicos 2.4.3. Variación de la temperatura de las partículas atmosféricas en sus desplaza- mientos 2.5. Diagramas termodinámicos meteorológicos 2.5.1. Diagrama de Stüve 2.5.2. Emagramas 2.5.3. Diagrama oblicuo T-Lnp 2.6. Las principales transformaciones del aire atmosférico 2.7. El vapor de agua en la atmósfera 2.7.1. Vapor saturante 2.8. El aire atmosférico: Mezcla de aire seco y de vapor de agua 2.8.1. El aire húmedo 2.8.2. El aire saturado 2.8.3. La saturación sobre el diagrama oblicuo 2.8.4. Gradientes adiabáticos 2.9. Los procesos de condensación 2.9.1. Saturación y condensación por enfriamiento isobárico 2.9.2. Saturación y condensación por expansión adiabática 2.9.3. Saturación por aporte de vapor de agua 2.9.4. Mezcla y convección o turbulencia 3. EQUILIBRIO VERTICAL EN LA ATMOSFERA 3.1. Ecuaciones básicas 3.2. La ecuación de movimiento 3.2.1. Fuerza de presión 3.2.2. Fuerzas de rozamiento 3.2.3. La ecuación de movimiento simplificada 3.3. Noción de geopotencial 3.4. Equilibrio estático y balance hidrostático 3.5. Ecuaciones barométricas 3.5.1. El modelo de Laplace 3.5.2. La atmósfera con gradiente vertical de temperatura constante 3.5.3. La atmósfera estándar 3.5.4. La atmósfera real 3.6. Estabilidad e inestabilidad vertical 3.6.1. Estabilidad de estratificación del aire seco 3.6.2. Criterios de estabilidad para el aire húmedo 3.6.3. Convección térmica y estabilidad 4. CAMPO HORIZONTAL DE PRESIONES Y CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA 4.1. Campo horizontal de presiones 4.2. Presiones y vientos 4.2.1. Viento térmico 4.2.2. Variación diaria de la velocidad del viento 4.3. Vientos locales 4.3.1. Vientos de montaña y de valle 4.3.2. Brisas 4.4. Efecto foehn 4.5. Circulación general de la atmósfera 5. MASAS DE AIRE. FRENTESY DEPRESIONES EXTRATROPICALES. PREDICCIÓN 5.1 Masas de aire. Frentes y depresiones 5.2. Predicción del tiempo 5.2.1. Predicción a corto y medio plazo 5.2.2. Predicciones a largo plazo 5.3. Predicciones meteorológicas generales y especiales para la agricultura 6. PRECIPITACIÓN 6.1. Procesos macrof??sicos de precipitación 6.2. Variabilidad y distribución de la precipitación 6.3. Densidad de redes pluviométricas y análisis espacial de la precipitación 6.4. Sequías. Evaluación 6.5. Intercepción de las precipitaciones por una cubierta vegetal 6.6. La erosividad de la lluvia. El índice EI30 7. RADIACIÓN SOLAR. FOTOSÍNTESIS 7.1. Espectro solar. Movimientos de la tierra. Constante solar 7.1.1. Espectro solar 7.1.2. Movimientos de la tierra 7.1.3. Constante solar 7.2. Balance radiativo del sistema Tierra-Atmósfera ... 7.3. Leyes de la radiación. Balances de energía y de calor. Radiación neta 7.3.1. Leyes de la radiación 7.3.1.1. Ley de Stefan-Boltzman 7.3.1.2. Ley de desplazamiento de Wien 7.3.1.3. Ley de absorción de Beer 7.3.1.4. Ley del coseno de Lambert 7.3.2. Balances de energía y de calor. Radiación neta .. 7.4. Fotosíntesis 7.4.1. La fotosíntesis en relación con la intensidad de la luz y temperatura 7.4.2. Fotosíntesis en relación con la concentración de CO2 7.4.3. Respiración y fotosíntesis 7.4.4. Indice de área foliar 7.4.5. Utilización de la radiación por los cultivos 7.4.6. Distribución de la radiación dentro de una cubierta vegetal 7.5. Duración de la luz. Fotoperiodismo. Vernalización. Plantas criófilas y no criófilas 7.6. Calidad de la luz 8. TEMPERATURA 8.1. Calor y temperatura 8.1.1. Temperatura de la superficie de la Tierra en función de la latitud 8.1.2. Efecto de los mares y continentes sobre la distribución de las temperaturas en la superficie terrestre 8.1.3. Variación anual de la temperatura 8.1.4. Variación diaria de la temperatura 8.1.5. Distribución de la temperatura con la altitud. Gradientes de la temperatura 8.1.6. Procesos de calentamiento y enfriamiento de las capas de aire próximas al suelo 8.1.7. Ciclo diario y anual de la temperatura en las capas inferiores del aire 8.1.8. Temperatura del suelo 8.1.9. Influencia de las características del material de superficie sobre el microclima 8.2. Influencia del relieve y topografía en las temperaturas 8.2.1. Bolsas de aire frío 8.2.2. Temperatura nocturna en los valles 8.2.3. Vientos de ladera y de valle 8.2.4. Variación de la insolación con la latitud, orientación y pendiente 8.2.5. Observaciones representativas de las temperaturas 8.3. Calor y temperatura en relación con el crecimiento y desarrollo de las plantas 8.3.1. Temperaturas letales, umbrales y óptimas 8.3.2. Estación de crecimiento 8.3.3. Sistema de unidades de calor, grados-día y unidades fototérmicas críticas al sistema de unidades de calor 8.3.4. Distribución de las plantas en función de las temperaturas 8.3.5. Termoperiodicidad estacional 8.3.6. Frío invernal. Horas-frío 8.3.6.1. Concepto 8.3.6.2. Efectos provocados por la falta de reposo invernal 8.3.6.3. Cálculo de horas-frío 8.3.6.4. Delimitación del período de acumulación de horas-frío 9. HELADAS Y PROTECCIÓN CONTRA HELADAS 9.1. Protección mediante la modificación del ambiente 9.2. Tipos de heladas 9.2.1. Heladas de radiación 9.2.2. Heladas de advección 9.2.3. Helada de evaporación 9.3. Métodos de protección 9.3.1. Métodos de protección pasiva 9.3.1.1. Elección del emplazamiento de la plantación 9.3.1.2. Elección de especies y variedades 9.3.1.3. Retraso de la floración 9.3.1.4. Técnicas de cultivo 9.3.2. Riego antiheladas 9.3.2.1. Aspersión por encima de la cubierta vegetal 9.3.2.2. Aspersión por debajo de la cubierta vegetal 9.3.2.3. Riego por inundación 9.3.3. Calentamiento del aire y las plantas 9.3.3.1. Homogeneización del aire mediante ventiladores 9.3.3.2. Aislamiento térmico Anejos I y II 10. VIENTO. CORTAVIENTOS 10.1. Introducción 10.2. Perfil de la velocidad del viento 10.3. Perfil de la velocidad del viento dentro de la cubierta vegetal 10.4. Variaciones diarias de la velocidad del viento 10.5. Protección contra el viento 10.6. Microclima en el cortavientos 10.6.1. Velocidad y turbulencia 10.6.2. Radiación 10.6.3. Temperatura 10.6.4. Humedad del aire 10.6.5. Concentración de dióxido de carbono 10.7. Respuestas de las plantas a la protección del cortavientos 10.8. Establecimiento de defensas contra el viento 10.8.1. Consideraciones generales 10.8.2. Diseño del cortavientos arbóreo 11. EVAPOTRANSPIRACIÓN 11.1. Introducción 11.2. Intercambio de masa y energía 1 1 .2. 1 . Intercambio de vapor desde un cultivo 1 1 .2.2. Intercambio de vapor desde el suelo 1 1.2.3. Factores que afectan a la evaporación de un cultivo o un bosque 1 1.2.4. Evaporación de superficies de agua libre 11.3. Evapotranspiración potencial y evapotranspiración de referencia 11.4. Métodos de estimación de la evapotranspiración 11.4.1. Método del balance de agua en el suelo 11.4.2. Lisímetros 11.4.3. Cámaras técnicas 11.4.4. Medida del flujo de agua en plantas individuales utilizando el método de balance de calor 1 1.4.5. Métodos climatológicos 11.4.5.1. Fórmulas basadas en la temperatura del aire 11.4.5.2. Fórmulas basadasen la radiación 11.4.5.3. Fórmulas basadas en la combinación del balance energético y del transporte turbulento de vapor 11.4.6. Métodos micrometeorológicos 11.4.6.1. Método de la relación de Bowen-Balance de energía 11.4.6.2. Método del Balance de energía, basado en la medida de la temperatura de la cubierta vegetal 11.4.6.3. Método de Penman-Monteith 11.4.6.4. Método de la correlación por turbulencia 11.4.6.5. Método del Balance de energía. basado en determinar el flujo de calor sensible por correlación por turbulencia 11.4.7. Tanques de evaporación 11.5. Análisis comparativo de los diferentes métodos 11.6. Las estaciones agrometeorológicas automatizadas 12. CLASIFICACIONES CLIMÁTICAS 12.1. Introducción 12.2.

Índices fitoclimáticos 12.2.1. Índices basados en la precipitación y temperatura 12.2.1.1. Factor de pluviosidad de Lang 12.2.1.2. Índice de aridez de Martonne 12.2.1.3. Índice de Emberger 12.2.1.4. Índice termopluviométrico de Dantín-Revenga 12.2.2. Índice basado en el déficit de presión de vapor 12.2.3. Índices fitoclimáticos de productividad agraria 12.2.3.1. Índice de Patterson 12.2.3.2. Índice de Patterson modificado 12.2.3.3. Índice de potencialidad agrícola de Turc 12.3. Atlas mundial de climodiagrama de Walter y Lieth 12.4.Clasificación climática de Kóppen 12.4.1 Tipos climáticos principales 12.4.2. El continente ideal de Kóppen 12.5. Clasificación climática de Thornthwaite 12.5.1 .Índice de humedad 12.5.2. Variación estacional de la humedad efectiva 12.5.3. Índice de eficacia térmica 12.5.4. Concentración de la eficacia térmica en verano 12.5.5. Componentes de la clasificación climática de Thornthwaite 12.6. . Clasificación bioclimática UNESCO-FAO 12.6.1.. Temperatura 12.6.2. Aridez 12.6.3. Índice xerotérmico 12.6.4. Clasificación bioclimática 12.6.5. Climas de España 12.7. Clasificación agroclimática de Papadakis 12.7.1. Tipos de invierno 12.7.2 Tiposde verano y sus límites en términos de temperaturas 12.7.3. Regímenes de temperatura 12.7.4. Regímenes de humedad 12.7.5 Clasificaciones climáticas según los regímenes térmicos e hídrico 13.FENOLOGÍA 13.1 Aspectos generales 13.2 Investigación fenológica: Teoría del desarrollo fásico 13.3 Información fenológica: Mapas de isófanas 13.4.Acontecimientos fenológicos y elementos climáticos 13.5. Fenología y cambio global 14. NECESIDADES CLIMÁTICAS DE LOS CULTIVOS 14.1. Cereales de invierno-primavera 14.2. Cereales de verano 14.3.Plantas oleaginosas 14.4. Plantas textiles 14.5. Plantas forrajeras y pratenses 14.5.1. Leguminosas 14.6. Patata 14.7. Plantas raíces 14.8. Planta tabaco 14.9. Plantas hortícolas 14.9.1. De hoja o tallo 14.9.2. De fruto 14.9.3.. De flor 14.9.4. Raíces y bulbos 14.9.5Leguminosas 14.10. Frutales y cultivos de baya 14.11. Cultivos tropicales 14.12.Cultivos ecuatoriales 15. . EL TIEMPO, LAS PLAGAS Y ENFERMEDADES DE LAS PLANTAS 15.1. Consideraciones generales 15.2. Tipos y causas de las enfermedades de las plantas 15.3. Métodos para establecer criterios de avisos de ataques de enfermedades basados en el tiempo 15.3.1 Efectos de la temperatura 15.3.2. Efectos de la luz 15.3.3. Efectosde la humedad 15.3.4. Efectos del viento 15.4. Influencia de las condiciones del tiempo sobre los hongos 15.5. Influencia del tiempo en las enfermedades bacterianas 15.6. Influencia del tiempo en las enfermedades víricas 15.7. Influencia del tiempo en los nematodos 15.8. Predicción de las enfermedades de las plantas 15.9. Efectos del tiempo sobre las plagas 15.9.1. Lucha integrada contra las plagas 15.10.Modificación del microclima mediante prácticas de cultivo 15.11. Los tratamientos y el tiempo 15.12. La aviación en agricultura 16. CLIMA EN LOS INVERNADEROS 16.1. Conceptos fundamentales 16.1.2. Tipologías constructivas 16.1.3. Balance energético en el invernadero 16.2. . Condiciones climáticas de los cultivos en invernadero 16.2.1. Temperatura del suelo 16.2.2. Temperatura de las plantas 16.2.3.Humedad ambiental 16.2.4. Evapotranspiración 16.2.5. Anhídrido carbónico 16.2.6. La luz 16.3. Diseño de invernaderos 16.3.1 Elementos de consideración en la implantación 16.3.2.Elección de materiales y tipología 16.3.3. Sistemas de control y regulación de temperatura, luz y humedad 16.3.4. Algunas técnicas de ahorro energético en calefacción y refrigeración de inver- naderos 16.3.5. Control por ordenador 16.4. Un ejemplo de invernadero de alto rendimiento energético 16.4.1. Descripción general 16.4.2.El sistema de adquisición de datos y regulación por ordenador 16.4.3.Algunos resultados de seguimiento 17. BIOMETEOROLOGÍA ANIMAL 17.1. Introducción 17.2. Equilibrio térmico 17.2.1.. Termogénesis 17.2.2. . Cesión de calor 17.2.2.1. Mecanismos circulatorios 17.2.2.2. Pérdida de calor por evaporación 17.3. . Fenómenos meteorológicos que influyen en el equilibrio térmico 17.3.1. Temperatura 17.3.1.1. Sobre el consumo y digestión de alimento 17.3.1.2. Sobre la reproducción 17.3. 1 .3. Sobre el crecimiento 17.3.1.4 . Sobre la producción de leche 17.3.2 Humedad relativa 17.3.3. Viento 17.3.4. Radiación solar 17.3.5. Inclemencias meteorológicas 17.3.6. Fotoperíodo 17.4. Consecuencias prácticas 18. ESTACIONES METEOROLÓGICAS 18.1. Consideraciones generales 18.2. Temperatura 18.3. Humedad del aire 18.4. Viento 18.5. Insolación y radiación 18.6. Precipitación 19. TRATAMIENTO ESTADÍSTICO DE DATOS 19.1. Introducción . 19.2. Series climatológicas. Concepto de homogeneidad 19.3. Homogeneización y reducción de series climatológicas 19.3.1. Testde secuencias 19.3.2. Método de las diferencias 19.3.3. Método del cociente 19.4. Corrección de la heterogeneidad y relleno de lagunas 19.4.1. Problemas más usuales 19.4.2. Método de las dobles masas 19.4.3. Extrapolación de series cortas de datos 19.4.4. Método de las anomalías 19.4.5. Método de la correlación gráfica coaxial 19.5. Representación de datos. Funciones de distribución relevantes 19.5.1. El histograma 19.5.2. Distribución Normal 19.5.3. Distribución Gamma Incompleta 19.5.4. Cadenas de Markov 19.5.5. Distribución de Gumbel Anejos 20. TELEDETECCIÓN Y AGROMETEOROLOGÍA 20.1. Introducción. 20.2. Fundamentos físicos y técnicas de la teledetección 20.2.1. Energía electromagnética, espectro electromagnético y firma espectral 20.2.2. Sensores y plataformas 20.2.3. Técnicas de teledetección 20.2.3.1. Técnicas fotográficas 20.2.3.2. Técnicas multiespectrales 20.3. Aplicación de la teledetección a la agrometeorología 20.3.1. Tipos de superficies y firmas espectrales20.3.1.1. Cubierta vegetal 20.3.1.2. Suelo 20.3.1.3. Agua 20.3.2. Fenómenos meteorológicos 20.3.3. Evaluación del vigor y estrés de las plantas .. 20.3.4. Evaluación de producción de fitoplacton y recursos pesqueros

Este libro surge de la iniciativa y la labor del Doctor Francisco Elías Castillo, eminente agrometeorólogo que ha dedicado los muchos años de su actividad profesional al estudio de la Agrometeorología, abordando aspectos de climatología agrícola y de ecología de los cultivos y estableciendo vínculos entre el Departamento de Ecología del Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias y la Sección de Meteorología Agrícola y Fenológica del Instituto Nacional de Meteorología español. La diversidad de temas que abarca la obra aconsejaron la constitución de un equipo redactor dentro del antiguo Departamento de Meteorología y Ciencias del Suelo de la Universidad Politécnica de Catalunya, coordinando el mismo Francesc Castellví, Físico de formación y Profesor de la materia en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria de la Universidad de Lleida. La obra, ahora en segunda edición revisada, abarca desde los principios básicos de la Meteorología hasta los aplicados específicamente a la Agrometeorología y cubre un importante hueco bibliográfico en lengua española.

Ingenieria en Medio Ambiente