UNIVIM METEOROLOGIA Y CLIMATOLOGIA Unidad 2 Precipitación P recipitación y Humedad Atmosférica Introducción
La precipitación y la humedad forman una parte esencial en el ciclo del agua. Su repercusión sobre el planeta es de vital importancia ya que define el comportamiento de los seres vivos y su distribución. Las distintas regiones de la tierra nos muestran características particulares en relación a las lluvias y sus ciclos locales. De esta forma estudiaremos los conceptos básicos de estos temas tan importantes para el clima. Actividades de aprendizaje 2.1 Formación y características de la precipitación
Para procesos de corto plazo, el balance del agua de la atmósfera puede asumirse en equilibrio, sin embargo, sobre periodos de varios años, el calentamiento global puede incrementar su capacidad de almacenar agua y terminar con dicho equilibrio. Debido a su gran capacidad calorífica, el transporte global del agua está estrechamente relacionado con la energía global. El vapor de agua atmosférico es responsable de l a pérdida total de la energía global hacia el espacio por medio de la radiación infrarroja. El 75 por ciento de la energía entrante de la superficie hacia la atmósfera es el resultado de la liberación liberaci ón de calor latente por condensación y, principalmente, la producción de lluvia. El almacenaje aproximado de vapor de agua en la atmosfera, llamado contenido agua precipitable (alrededor de 25 mm), es suficiente para solo diez días de lluvia sobre toda la tierra. Sin embargo, intensa afluencia de humedad dentro del aire sobre una región dada hace posible lluvias de corto plazo de hasta 30 mm. La humedad atmosférica comprende vapor y gotas de agua y cristales cri stales de hielo en nubes. El contenido de la humedad se determina por la evaporación local, temperatura del air e y el transporte horizontal atmosférico de la humedad. Las nubes de agua, en promedio, solo aportan un 4 por ciento de la humedad atmosférica. El contenido de humedad puede expresarse en varias formas. La masa total de agua en un volumen dado de aire es una de dichas medidas. Esto es llamado la humedad absoluta (r u) y es medida en gramos por metro cúbico (g m -1). Las mediciones volumétricas son usadas en meteorología y es más conveniente el ratio de mezcla de masa (x). Esto es la masa del vapor de agua en gramos por kilogramo de aire seco. La humedad específica (q) es idéntica, siendo la masa del vapor por kilogramos de aire, incluyendo su humedad.
Figura 2.1 humedad a través del tiempo a diversas alturas Tomada de: http://3.bp.blogspot.com/IQWPlJ9KHsM/TyRFr3AAJRI/AAAAAAA IQWPlJ9KHsM/TyRFr3A AJRI/AAAAAAAAA80/cKfpX7BGa AA80/cKfpX7BGa8o/s1600/humitat+relativa 8o/s1600/humitat+relativa+global+1980-201 +global+1980-2011.gif 1.gif
Más del 50 por ciento de la humedad atmosférica está por debajo de 850 mb y más del 90 por ciento por debajo de 500 mb. Otra medida importante es la humedad relativa (r), que expresa la humedad actual de una muestra de aire como el porcentaje contenido en el mismo volumen de aire saturado a la misma temperatura. La humedad atmosférica puede ser medida al menos por cinco tipos de instrumentos. Para mediciones de rutina se utiliza el termómetro de bulbo húmedo. La atmósfera transporta la humedad en forma vertical y horizontal. La humedad también tambi én puede transportarse en forma meridional de tal forma que se mantenga el balance en una latitud dada. Es importante mencionar que las precipitaciones locales no se deben totalmente a la humedad local sino también al transporte de humedad desde otras regiones. La evaporización (incluyendo la transpiración de las plantas) provee la humedad hacia la atmósfera, los océanos proveen el 87 por ciento y los continentes c ontinentes el 13 por ciento. La evaporación requiere una fuente de energía en la superficie que le provea con humedad, la presión del vapor en el aire debe estar por debajo del valor saturado (e), y el movimiento del aire remueve la humedad transferida hacia la superficie de la capa de aire. El calor latente de evaporización necesario para evaporar 1 kg de agua a 0 ºC es de 2.5 x 106 J. Este calor es devuelto por la condensación, la temperatura de una masa de aire en la cual ocurre la condensación se incrementa conforme el vapor de agua se vuelve líquido.
Características de la precipitación
Estrictamente, precipitación se refiere a toda forma líquida y congelada del agua. Entre ellas la lluvia, la nieve, granizo, aguanieve, rocío, escarcha, etc. En general solo la lluvia y la nieve contribuyen de forma importante a la precipitación. Las características climatológicas de la precipitación pueden describirse en términos de la precipitación media anual, variabilidad anual y tendencias anuales. Tenemos tres características principales de las precipitaciones: 1. Intensidad de la lluvia. 2. Área de extensión de la tormenta. 3. Frecuencia de la tormenta.
Figura 2.2 Porcentaje de vapor de agua en la atmósfera por latitudes Tomado de: http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSah8klp7ZYUDNa7SL6HGShvy1IGaBr8xKLT90Zfleo0WaWm0ZrypmAmkx8
Globalmente, el 79 por ciento de la precipitación total cae sobre los océanos y el 21 por ciento sobre la tierra. El incremento de la precipitación media con la altura sobre las montañas es una característica de latitudes medianas donde el incremento vertical en la velocidad del viento aumenta la humedad del flujo.
Figura 2.3 Serie de tiempo de la precipitación media de la estación Morelia (1947-2008) Tomado de: http://www.scielo.cl/fbpe/img/rgeong/n47/art03_f5.jpg
Figura 2.4 Diagrama del ciclo del agua Tomado de: http://www.voyagesphotosmanu.com/Complet/images/ciclo_agua_precipitacion.jpg
Acción 2.1. Formacion y caracteristicas de la precipitacion En base al material revisado en esta sección, resuelve el Ejercicio 2.1. Formación y características de la precipitación donde debes contestar un cuestionario y hacer una investigación. Entrega tu trabajo en el espacio de tareas 2.1 precipitación antes de las 23:59 horas del día 9 del curso
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Entregar Ejercicio 2.1. Formación y características de la 40 puntos en precipitacióncontestado. Entrega individual. Sube tu archivo al espacio la calificación de tareas 2.1 precipitación antes de las de la unidad. 23:59 horas del día 9 de iniciado el curso.
2.2 El ciclo hidrológico
La hidrosfera global consiste de una serie de reservorios interconectados por ciclos de agua en varias fases. Estos reservorios son los océanos, placas de hielo y glaciares, agua terrestre (ríos, lagos, etc.), la biosfera (agua en plantas y animales) y la atmósfera. Los océanos, con una profundidad media de 3.8 km y cubriendo el 71 por ciento de la superficie terrestre, contiene el 97 por ciento de toda el agua de la tierra. El 70 por ciento del total del agua fresca está encerrada en placas de hielo y glaciares, mientras el resto está en la tierra. El ciclo del agua está compuesto por la evaporación, el transporte de vapor de agua en la atmósfera, la condensación, la precipitación y las corrientes de agua terrestres.
Figura 2.4 El ciclo del agua y todos sus elementos atmosféricos Tomado de: http://educasitios.educ.ar/grupo094/files/central4.jpg
2.1.1 Transpiración y evapotranspiración
La pérdida de agua en la superficie de las plantas es un proceso complejo llamado transpiración. Este ocurre cuando la presión del vapor en las células es mayor que la presión del vapor atmosférico. Este proceso es vital ya que causa producción de nutrientes desde el suelo. La pérdida de agua por transpiración y la evaporación se ha denominado evapotranspiración. Sobre la tierra, la evaporación anual es 52 por ciento debido a la transpiración, 28 por ciento a la evaporación del suelo y 20 por ciento a la intercepción. Las pérdidas por evapotranspiración no se pueden medir directamente.
Figura 2.5 Diagrama de Transpiración y evaporación en una planta Tomado de: http://info.elriego.com/wp-content/uploads/2012/03/necesidades_agua.jpg
Acción 2.2. El ciclo hidrologico Resuelve el Ejercicio 2.2, donde hay que resolver un cuestionario de evaluación y comprensión del tema 2.2 de esta unidad. Sube tu archivo en el espacio de tareas 2.2 el ciclo hidrológico.
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Sube de manera individual el ejercicio 2.2. El ciclo hidrológico contestado en el espacio de 30 puntos en tareas 2.2 el ciclo hidrológico antes de las la calificación. 23:59 horas del día 10 del curso.
2.3 Condensación y sus formas
La condensación es la causa directa de todas las formas de precipitación. Ocurre como resultado de los cambios en el volumen, temperatura, presión o humedad en el aire. Cuatro mecanismos pueden llevar a la condensación: 1. El aire se enfría pero su volumen permanece constante 2. El volumen del aire se incrementa sin adición de calor 3. Un cambio de temperatura y volumen reduce la capacidad de contener humedad del aire por debajo de su contenido de humedad. 4. Evaporación agrega humedad al aire.
Figura 2.6 diagrama de condensación del agua en la tierra Tomado de: http://www.loseskakeados.com/joomla/images/stories/condensacion.jpg
Las circunstancias más comunes que favorecen la condensación son las que producen un cambio en la temperatura del aire: enfriamiento por contacto, enfriamiento por radiación, mezcla de masas de aire de diferentes temperaturas y enfriamiento dinámico de la atmósfera. Acción 2.3 condensación y sus formas Resuelve el Ejercicio 2.3. Condensación y sus formas y súbelo al espacio de tareas 2.3 condensación antes de las 23:59 horas del día 11 del curso.
Producto Evaluación Sube de manera individual el Ejercicio 2.3. Condensación y sus formascontestado al espacio 30 puntos de la de tareas 2.3 condensación antes de las 23:59 calificación. horas del día 11 de iniciado el curso.
Bibliografía recomendada • Atmosfera, tiempo y clima. R. G. Barry, R. J. Chorley, Omega
Espacios de interacción Tipo de herramienta N° actividad Esp. Nombre de la herramienta para identificación Foro Wikis Glosario Scorm Tareas
2.1 2.2 2.3
x x x
Espacio de tareas 2.1 precipitación Espacio de tareas 2.2 el ciclo hidrológico Espacio de tareas 2.3 condensación
