cátedra de climatología y fenología agrícolas el agua en la naturaleza el ciclo del agua

Cátedra de Climatología y Fenología Agrícolas

El Agua en la naturaleza

El Ciclo del Agua

ELEMENTOS DEL TIEMPO

• Radiación solar

• Temperatura del aire

• Presión atmosférica

• Viento

• Humedad del aire

• Nubosidad

• Precipitación

• Evaporación

ELEMENTOS DEL CLIMA

Estas variables meteorológicas analizadas a través de una serie larga de años (30 años o más) caracterizan el clima de un determinado lugar.

Molécula de agua: bipolaridad y características

PROPIEDADES E IMPORTANCIA DEL AGUA

Aptitud para formar puentes Hidrógeno

Gran calor específico de fusión y vaporización

Adherencia a micelas coloidales

Destacada acción solvente

Densidad máxima a 4ºC

Incolora

Alto grado de viscosidad, conductividad térmica y tensión superficial

Componente de tejidos vivos (90% ó más)

Estructura funcional de la célula dependiente del contenido de agua

Vehículo de nutrientes para las plantas

Responsabilidad en la turgencia celular

Participación en reacciones metabólicas

Medio propicio para reacciones de azúcares, proteínas y aminoácidos

Fuente de átomos de Hidrógeno para la fotosíntesis

PROPIEDADES E IMPORTANCIA DEL AGUA

Hemisferio NORTE (izq), y SUR visto desde sus polos

•Calentamiento y enfriamiento de las aguas es más lento que el de los suelos, menor oscilación térmica

•En zonas con influencia terrestre, mayor oscilación térmica.

Predominan climas terrestres

Predominan climas con influencia oceánica

Factores intervinientes en el balance de humedad del suelo

Equilibrio Hídrico de una planta

Ciclo del agua

Demanda y Oferta de Agua

ComponenteSuperficie

(km2)Precipitación

(km3)Evaporación

(km3)Diferencia

(km3)

Océanos y mares

361 x 106 41.3 x 104 44.9 x 104 -3,6 x 104

Tierra 149 x 106 9,8 x 104 6,2 x 104 3,6 x 104

Total 510 x 106 51,1 x 104 51,1 x 104 -

Valores estimados del equilibrio natural entre pérdida y ganancia de agua en el Planeta

Distribución en el mundo de las regiones según sus características hídricas y centros de población.

Esquema de los megaproyectos en estudio en EEUU y la ex URRSS

Montañas árticas de agua dulce

600 cal g80 cal g

Los Estados del Agua en el Ciclo Hidrológico y sus Componentes

Sólido Líquido Gaseoso

Proceso endotérmico

Proceso exotérmico

Fusión

Solidificación

Evaporación

Condensación

Sublimación

El vapor de agua en la atmósfera

Importancia de la humedad atmosférica:

1. Es fuente de todo fenómeno hidrometeorológico;

2. Regulador térmico de la atmósfera;

3. Factor decisivo en el “efecto invernáculo” ;

4. Genera variaciones considerables de la temperatura del aire;

5. Regula la pérdida de agua de la tierra a la atmósfera;

6. Da lugar a una clasificación de heladas: helada blanca helada negra

7. Tiene gran influencia en los rendimientos;

8. Se ha encontrado una alta relación entre diferentes niveles de humedad del aire con la aparición de numerosas enfermedades;

9. Puede provocar “aborto” en las flores por falta de fecundación;

10.Producen rajaduras en frutas;

11.Es de gran importancia en la situación de confort de los animales homeotermos;

12. Altos niveles de humedad acompañados de alta temperatura del aire son inadecuados para la

formación de sacarosa de la caña de azúcar.

Temperatura del aire ºc

Humedad absoluta de saturación (gr/m3)

Tensión de saturación (mb)

0 4.85 6.10

4 6.37 8.13

8 8.29 10.73

12 10.69 14.03

16 13.65 18.16

20 17.31 23.37

24 21.80 29.82

28 27.30 37.78

30 30.40 42.43

40 51.45 73.78

50 83.10 123.40

Sobre agua Sobre hielo Sobre agua

Sobre hielo

-4 4.54 4.37

-8 3.35 3.09

-10 2.36 2.14 2.86 2.60

-12 2.44 2.17

-16 1.76 1.51

-20 1.07 0.89 1.25 1.03

Relación entre temperatura del aire y humedad atmosférica

30282624222018161412108 642

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------20 -10 0 10 20 30 tº C-20 -10 0 10 20 30 tº C

Curva de saturación

*

mA

Fase gaseosa

BQ

q

Fase acuosaFase sólida

Capa de cristales de hielo

-22ºC

superficie de suelo

Nube característica de zonas templadas

Contenido máximo de vapor sobre agua líquida y sobre hielo

Capa de cristales de hielo

y gotas sobreenfriadas

0ºC

Capa de gotitas de agua

Psicrómetro Común

Psicrómetro de Assmann

¿Cómo medimos la Humedad Atmosférica?

100

50

0

Haz de cabellos

100908070605040302010

Higrómetro e Higrógrafo

T.V.

Zonas templadas y

frías

Zonas tórridas

0 24 Horas

Variación diaria de la T.V.

Variaciones de la Tensión de VaporVariaciones de la Tensión de Vapor

Variación anual de la Tensión de Vapor

Julio Enero Julio

Localidad Máxima (mm) Mínima (mm)

S. M. de Tucumán 17,2 (febrero) 7,5 (agosto)

Mendoza (cap) 13,6 (febrero) 5,3 (julio)

Bailoche (R:Negro) 9,4 (enero) 4,6 (junio)

Variación con la altura

Localidad Altitud m s.n.m.T.V. media anual (mm)

S. S. de Jujuy 1.300 14,1

Humahuaca (Jujuy) 3.000 8.8

Variación por la latitud

Localidad T.V. mm

S. M. de Tucumán 12,5

C. Rivadavia (Chubut) 6,6

Ushuaia (T. del Fuego) 5,0

0 12 24 Horas

Variación diariaVariación diaria

H. R. %

Variaciones de la Humedad RelativaVariaciones de la Humedad Relativa

H.R.%Mínimo 67% enero

Máximo 84% junio

Variación anual de la H.R. Régimen isohigro de lluvias

Buenos Aires

JL E JL

JL E JL

H.R.%

Variación anual de la H.R. Régimen monzónico de lluvias

Mínimo 60% septMáximo 79% abr

S. M. de Tucumán

Variación anual de la H.R. Régimen mediterráneo de lluvias

JL E JL

H.R.%

Bariloche

Condensación atmosféricaCondensación atmosférica

Igual tºC

Aire filtrado

Aire impuro

Niebla5-20

Nubes20-40

Gotas de lluvia hasta 4.500

La velocidad de caída de las gotas en una nube es función del: * tamaño de la gota * estado físico del agua

Criterio de estabilidad de las gotas Criterio de estabilidad de las gotas de agua de las nubesde agua de las nubes

Nucleo 10 -6 cm

Familias de nubesFamilias de nubes

Tipo de nubes Géneros Contenido Altura (km)

Altas Cirrus, cirrostratus, cirrocumulus

Hielo 6-12

Medias Altocumulos, altostratus

Hielo y gotas sobreenfriadas

2-6

Bajas Stratocumulus, nimbostratus,

stratus

Gotas 0-2

Desarrollo vertical

Cumulonimbus,cumulos

Hielo y gotas sobreenfriadas

0-12

Clasificación de las nubes

Nube de tormenta con granizoNube de tormenta con granizo Las flechas indican la dirección de las corrientes

de aire dentro de la nube

Otoño y primaverainvierno

verano

Diferentes tipos de fajas del Diferentes tipos de fajas del heliofanógrafoheliofanógrafo

Medición de la nubosidad

L

DA

A = D sen

Determinación de la altura de una nube con el conjunto telémetro – eclímetro

NEFOSCOPIO

E=V.T

P P’

a e

a´

Medida de la velocidad y dirección de una nube

Precipitación

Crecimiento de la gota de lluvia por captura directa (izquierda) y captura de estela (derecha)

Precipitación

Teorías Formación de la gota de lluvia

Carga eléctrica de las nubesCarga eléctrica de las nubes Temperatura de las gotasTemperatura de las gotas Movimiento de las gotasMovimiento de las gotas Tamaño de las gotasTamaño de las gotas Presencia de los cristales de hieloPresencia de los cristales de hielo

0.02 0.4 4.0 10 Tamaño de gota

8

7

6

5

4

3

2

1

Vel de caída m/s

Pulverización de una gota de lluvia (izq.) y relación entre tamaño de la gota y su velocidad de caída (der.)

Régimen monzónico (caso típico: Tucumán)

Régimen ecuatorial o isohigro (caso típico Mar del Plata)

mm mm

mm mm

JI E JI JI E JI

JI E JI JI E JI

Régimen mediterráneo (caso típico Bariloche)

JI E JI JI E JI

mm mm