el agua en la naturaleza el ciclo del aguaecaths1.s3.amazonaws.com/clima/270374418.ciclo del...

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.

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

•El calentamiento y enfriamiento de las aguas es más lento

que el de los suelos

T° + Regular

Menor oscilación térmica

•En zonas con influencia terrestre tienen mayor oscilación

térmica.

Predominan climas

terrestres

Predominan climas

con influencia

oceánica

Ciclo del agua

Demanda y Oferta de Agua

Componente Superficie

(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 g 80 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

30

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

----------------------------------------------------------------------------------------

-20 -10 0 10 20 30 tº C

Curva de saturación

*

m A

Fase gaseosa

B Q

q

Fase acuosa Fase sólida

Tv

(mb)

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?

Higrógrafo

Registra la cantidad de humedad que existe en el aire

T.V.

Zonas

templadas y

frías

Zonas tórridas

0 24 Horas

Variación diaria de la T.V.

Variaciones 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 diaria

H. R. %

Variaciones de la Humedad Relativa

H.R.%

Mínimo

67% enero

Máximo

84% junio

Variación anual de la Humedad Relativa

Régimen isohigro de lluvias

Buenos Aires

JL E JL

JL E JL

H.R.%

Variación anual de la Humedad Relativa

Régimen monzónico de lluvias

Mínimo 60% sept

Máximo 79% abr S. M. de Tucumán

Variación anual de la Humedad Relativa

Régimen mediterráneo de lluvias

JL E JL

H.R.%

Bariloche

Condensación atmosférica

Igual tºC

Aire

filtrado

Aire

impuro

Niebla

5-20

Nubes

20-40

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 de agua

de las nubes

Nucleo

10 -6 cm

Familias de nubes

Tipo de

nubes

Géneros Contenido Altura (km)

Altas Cirrus,

cirrostratus,

cirrocumulus

Hielo 6-12

Medias Altocumulos,

altostratus

Hielo y gotas

sobreenfriada

s

2-6

Bajas Stratocumulus,

nimbostratus,

stratus

Gotas 0-2

Desarrollo

vertical

Cumulonimbus

,cumulos

Hielo y gotas

sobreenfriada

s

0-12

Clasificación de las nubes

Nube de tormenta con granizo

Las flechas indican la dirección de las corrientes de

aire dentro de la nube

Otoño y primavera

invierno

verano

Diferentes tipos de fajas del heliofanógrafo

Medición de la nubosidad

L

D A

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 nubes

Temperatura de las gotas

Movimiento de las gotas

Tamaño de las gotas

Presencia 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

Erosión de la gota de lluvia en el suelo

Precipitación efectiva

No toda el agua de lluvia que cae sobre la superficie del suelo puede realmente ser utilizada por las plantas. Parte del agua de lluvia se infiltra a través de la superficie y parte fluye sobre el suelo en forma de escorrentía superficial debido a la diferencia entre la velocidad de caída de las gotas y la velocidad de infiltración. Cuando la lluvia cesa, parte del agua que se encuentra en la superficie del suelo se evapora directamente a la atmósfera, mientras que el resto se infiltra lentamente en el interior del suelo. Del total del agua que se infiltra, parte percola por debajo de la zona de raíces, mientras que el resto permanece almacenada en dicha zona y podría ser utilizada por las plantas.

El agua de lluvia evaporada, la de percolación profunda y

la de escorrentía superficial no pueden ser utilizadas por

el cultivo, a la porción restante, almacenada en la zona

de raíces se le denomina “precipitación efectiva” y

resulta de gran importancia pues define el rendimiento

del cultivo implantado. Si fuese necesario regar es la

precipitación efectiva y no la precipitación total la que

debe considerarse en el cálculo de necesidad de riego

En otras palabras, el término "precipitación efectiva" es

utilizado para definir esa fracción de la lluvia que estará

realmente disponible para satisfacer al menos parte de

las necesidades de agua de las plantas.

Precipitación efectiva= P ½ mensual x % de efectividad

100

% Efect

Precipitación ½mensual (mm)

25

95

100

50

Gráfico para obtener el % de efectividad pluvial en el cálculo de la

lluvia efectiva

50 75 100 150 180

Curva de Retención de Agua de Suelo

Retención (atm)

Contenido de Hº de

Suelo (%)

15

0,3

CM HEq

Agua útil

Agua Higroscópica Agua Gravitacional

Contenido de humedad de suelo

Medición: Gravimetría, Tensiómetro, Bouyoucos

Estimación: Balance Hidrológico

Tensiómetro

Bouyoucos