Balance de calor e interacción agua-nutrientes-cadena alimenticia en el lago de Zapotlán, México

Ortiz-Jiménez, Mario A.; Anda, José de; Ortiz-Jiménez, Mario A.; Anda, José de

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versão On-line ISSN 2521-9766versão impressa ISSN 1405-3195

Agrociencia vol.41 no.4 Texcoco Mai./Jun. 2007

Matemáticas aplicadas, estadística y computación

Balance de calor e interacción agua-nutrientes-cadena alimenticia en el lago de Zapotlán, México

Mario A. Ortiz-Jiménez¹

José de Anda²

^¹Instituto Tecnológico de Tepic. Avenida Tecnológico 2595. 63175. Tepic, Nayarit. México (ojimez@nayar.uan.mx).

^²Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, A. C. Normalistas 800. 44270. Guadalajara, Jalisco, México.

Resumen

Se presenta un balance de calor del Lago de Zapotlán que fue resuelto numéricamente mediante el método de Runge-Kutta de cuarto orden con un incremento de tiempo de un día. A semejanza de otros lagos tropicales, el presupuesto anual de calor es muy bajo. La temperatura del lago (correlacionada con la radiación atmosférica y la radiación de fondo), la acción del viento (correlacionada con la radiación solar), y los escurrimientos (correlacionados con la radiación atmosférica, la radiación de fondo, la precipitación sobre el lago y la temperatura del lago), producen el mezclado del lago durante las estaciones de invierno, primavera y verano. Pero en el inicio del otoño, al disminuir el flujo neto de calor superficial y terminar las lluvias, el hipolimnión se enfría levemente debido a que esta capa es ocupada por escurrimientos más fríos y más densos. Esta pequeña diferencia térmica provoca que la columna de agua se estratifique de manera inestable. Los episodios alternados de mezclado y estratificado afectan significativamente el ciclo de nutrientes y la dinámica de la cadena alimenticia del lago.

Palabras clave: Estratificación; método de Runge-Kutta de cuarto orden; mezclado; radiación atmosférica; radiación de fondo

Abstract

This paper presents a heat balance for Lake Zapotlán, which was solved numerically using the fourth-order Runge-Kutta method with a step size of one day. Like other tropical lakes, the annual heat budget of Lake Zapotlán is very low. Lake temperature (correlated with both atmospheric longwave radiation and water back radiation), wind strength (correlated with solar shortwave radiation, and runoffs (correlated with atmospheric longwave radiation, water back radiation, precipitation on lake and lake temperature) produce lake mixing during three seasons: winter, spring and summer. When fall begins, as the net surface heat flux diminishes and rainfall ends, the epilimnion is slightly cooled since this layer receives colder, denser runoff. This small difference in temperature causes the water column to stratify in an unstable manner. The alternating episodes of mixing and stratification significantly affect the nutrient cycle and the dynamics of the food chain.

Key words: Stratification; fourth-order Runge-Kutta method; mixing; atmospheric radiation; water back radiation

Texto completo disponible sólo en PDF.

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Recibido: Febrero de 2005; Aprobado: Diciembre de 2006

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