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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