Download Diapositiva 1 - Aula Virtual - FCAyF
Document related concepts
no text concepts found
Transcript
Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica HUMEDAD DEL AIRE CONDENSACIÓN NUBES Curso 2011 Contenido: El agua en la atmósfera. Ciclo Hidrológico. La humedad del aire: importancia meteorológica y agrícola. Medición y formas de expresión del vapor de agua. Variación anual, diaria y zonal de la humedad del aire. Condensación del vapor de agua, causas. Nubes: características y clasificación. 1 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Contenido medio de agua en la atmósfera (en cm equivalentes de lluvia) Lugar / Mes Hemisferio NORTE Hemisferio SUR Mundial Enero 1.9 2.5 2.2 Julio 3.4 2.0 2.7 CICLO HIDROLÓGICO Ingreso del vapor de agua a la atmósfera PP mundial anual media: 857 mm 2 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica El concepto de ciclo se basa en el permanente movimiento o transferencia de las masas de agua, tanto de un punto del planeta a otro, como desde un estado físico a otro diferente (líquido - gaseoso - sólido). Este ciclo del agua se produce en la naturaleza por dos causas principales: La energía Solar y la gravedad. 3 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Movimiento del agua en la biósfera 4 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica El Agua en el Planeta: Distribución El agua dulce superficial representa sólo una exigua fracción y aún menor el agua atmosférica (vapor y nubes). Depósito Volumen (millones de km3) Porcentaje Océanos 1370 97.25 Casquetes y glaciares 29 2.05 Agua subterránea 9.5 0.68 Lagos 0.125 0.01 Humedad del suelo 0.065 0.005 Atmósfera 0.013 0.001 Arroyos y ríos 0.0017 0.0001 Biomasa 0.0006 0.00004 TASAS de RENOVACIÓN del AGUA (tiempo de residencia) El agua de los océanos se renueva lentamente, una vez cada 3.000 años. El vapor atmosférico lo hace rápidamente, cada 10 días aproximadamente. 5 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Importancia del Vapor de Agua en la atmósfera A.- Meteorológica: El Vapor de Agua absorbe fácilmente las radiaciones térmicas, por ello un volumen de aire húmedo se calentará más que el mismo volumen de aire seco. Al condensarse o sublimarse en la atmósfera produce variaciones en la temperatura del aire, provocando cambios en el estado del tiempo. Formación de nubes, nieblas, precipitaciones, nieve, granizo, rocío. La cantidad de Vapor de Agua en la atmósfera regula la intensidad de evaporación y evapotranspiración (EVT) de los mares y de la superficie terrestre, respectivamente. 6 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica B.- Importancia Agrícola: Regula la desecación de los suelos. Influye en la velocidad de transpiración de las plantas: •Aire saturado menor intensidad de EVT •Aire seco mayor intensidad de EVT Favorece o no la aparición de enfermedades y plagas: Sarna del peral Royas del trigo Se manifiestan con tiempo húmedo Arañita roja de alfalfa: Requiere tiempo seco La cantidad de VA determina el tipo de helada (blanca o negra) cuando éstas se producen. 7 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Medición de la Humedad del aire La medición de la humedad relativa (HR) puede ser hecha por sensores de distintos tipos, basados en: Psicometría: El instrumento se compone de dos termómetros, colocados uno al lado del otro; uno mide la temperatura del aire y el otro la temperatura del termómetro húmedo. Psicrómetros. 8 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Desplazamiento: Es quizás el tipo de sensor más antiguo y de uso común, utiliza un mecanismo para medir la expansión o contracción de un cierto material que es proporcional a los cambios en el nivel de humedad relativa. Higrógrafos y termohigrógrafos. 9 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Resistivos: Están compuestos de un sustrato cerámico aislante sobre el cual se deposita una grilla de electrodos. Estos electrodos se cubren con una sal sensible a la humedad embebida en una resina (polímero). Capacitivos: Los sensores capacitivos (polímero orgánico capacitivo) constan de electrodos porosos o con filamentos entrelazados. El material dieléctrico absorbe o elimina vapor de agua del ambiente con los cambios de el nivel de humedad 10 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Formas de expresión del vapor de agua (VA) El VA presente en la atmósfera puede expresarse de distintas formas, en estudios climáticos se utilizan principalmente: A.- Tensión de vapor (e): Fuerza de expansión o presión que ejerce el VA en el seno de una masa de aire. Para cada temperatura existe una Tensión de Vapor Máxima, llamada Tensión de Saturación (E) Su intensidad se expresa como la presión atmosférica en milímetros de Hg o milibares (mb) 760 mm Hg = 1013 mb 1 mb = 1000 dinas/cm2 11 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica B.- Humedad Relativa (HR): Cociente porcentual entre la cantidad de VA presente en el aire, a una determinada temperatura, y la cantidad máxima de VA que el aire podría contener a la misma temperatura. Ejemplo: 1 m3 de aire a 14ºC puede contener en saturación 12g de VA 20ºC 15g de VA 40ºC 51g de VA Si contiene realmente 6g: Si contiene realmente 9g: HR = 6/12 x 100 = 50% HR = 9/12 x 100 = 75% HR (%) = e / E x 100 12 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Otras formas de expresión del VA en la atmósfera: C.- Déficit de Saturación (DS): Indicador de la cantidad de VA que puede ingresar en la atmósfera por evaporación de la superficie. Diferencia entre la TV actual o real (e) y TV de saturación (E) DS = E – e (mb) D.- Punto de Rocío (PR): Temperatura a la que hay que enfriar una masa de aire para alcanzar el estado de saturación, manteniendo constante su presión (Unidades: ºC). 13 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Formas físicas de expresión del Vapor de Agua: Humedad absoluta = Humedad específica = Razón de mezcla = gramos de VA m3 de aire (g / m3) gramos de VA (g / kg) masa de aire húmedo gramos de VA masa de aire seco (g / kg) 14 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Curva de Saturación 15 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Variación Diaria y Estacional de Humedad del Aire Relación Temperatura – Humedad del aire: o Aire Agua El aire caliente puede contener mayor cantidad de vapor de agua que el mismo volumen de aire frío. 16 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Variación Zonal, latitudinal de la Tensión de Vapor Localidad Latitud Sur Tensión de Vapor (mm) Normal anual Posadas 27° 19' S 14.3 Buenos Aires 34° 28' S Carmen de Patagones 40° 47' S Comodoro Rivadavia 45° 51' S Ushuaia 54° 48' S 11.6 7.5 6.6 5.0 Fuente: Estadísticas Climatológicas SMN. Argentina 17 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Procesos de cambio de estado del agua Condensación del Vapor de Agua Sobre el suelo: ROCÍO Baja altura: NIEBLA, NEBLINA, BRUMA Sobre los 500 m: NUBES Condensación: cambio de fase desde el estado de vapor al estado líquido. Sublimación del Vapor de Agua Sobre el suelo: ESCARCHA En altura: CRISTALES de HIELO Sublimación: cambio de fase desde el estado de vapor al estado sólido. 18 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Intercambio de Energía, en los procesos de cambio de estado del agua VAPOR de AGUA - - - - - - - - - - - - - - - - - - Evaporación Sublimación 677 Cal.g-1 Condensación 597.3 Cal.g-1 AGUA LÍQUIDA - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fusión 79.7 Cal.g-1 Solidificación HIELO - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Requiere energía (absorbe calor). Libera energía (cede calor). 19 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica CONDENSACIÓN EN LA ATMÓSFERA Depende en gran medida de la presencia y acción de ciertos elementos higroscópicos no gaseosos que tienen la particularidad de acelerar el proceso: Núcleos de condensación Tipo Diámetro Composición Abundancia Aitken <0,4 micrones Silicatos grande Grandes 0,4 a 1 micrón NO3H-SO4H2 escasa Gigantes > 1 micrón Sal marina muy escasa Núcleos: Sus concentraciones varían entre 1 y 10 millones de partículas por cm3. Los más pequeños provienen de procesos de combustión, los de mayor tamaño corresponden a partículas de sal generadas en el rompimiento de las olas en los océanos o en polvo levantado por el viento. Bruma: Núcleos de condensación hidratados de 0,1 a 5 micrones de diámetro. Niebla y nube en equilibrio: Partículas con diámetro entre 5 a 150 micrones. Precipitación: Gotas de diámetro mayor a 150 micrones. 20 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica NUBES: Características y clasificación •Nefología (del griego nephos 'nube'): es una rama de la Meteorología Que abarca el estudio de las nubes y su formación. •Nubosidad: Elemento meteorológico de apreciación visual, es la proporción del cielo cubierto con nubes, se expresa en octavos de cielo cubierto u “octas”. Definición Octas Categoría 0 Despejado Buen tiempo 1 1/8 de cielo cubierto o menos, pero no cero Buen tiempo 2 2/8 de cielo cubierto Buen tiempo 3 3/8 de cielo cubierto Parcialmente nuboso 4 4/8 de cielo cubierto Parcialmente nuboso 5 5/8 de cielo cubierto Parcialmente nuboso 6 6/8 de cielo cubierto Nuboso 7 7/8 de cielo cubierto o más, pero no 8/8 Nuboso 8 8/8 de cielo cubierto, sin claros Cubierto 21 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica TIPOS de NUBES Desarrollo Horizontal: Formadas en condiciones de baja o Desarrollo vertical: Formadas en condiciones de gran moderada inestabilidad atmosférica. inestabilidad atmosférica. 54% del globo terrestre está permanentemente cubierto de nubes Líneas ISONEFAS: Unen puntos de la superficie cubiertos con igual nubosidad. 22 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Clasificación de las Nubes Familia Nubes altas >6000m Nubes Medias 2000 a 6000m Nubes Bajas 0 a 2000m Nubes con Desarrollo Vertical Altura de la Base de las Nubes Tipo de Nubes (Notación) Trópicos: 6000-18000m Latitudes medias: 5000-13000m Región polar: 3000-8000m Cirrus (Ci) Cirrostratus (Cs) Cirrocúmulus (Cc) Trópicos: 2000-8000m Latitudes medias: 2000-5000m Región polar: 2000-4000m Altostratus (As) Altocúmulus (Ac) Trópicos: superficie-2000m Latitudes medias: superficie-2000m Región polar: superficie-2000m Trópicos: hasta los 12000m Latitudes medias: hasta los 12000m Región polar: hasta los 12000m Stratus (St) Stratocúmulus (Sc) Nimbostratus (Ns) Cúmulus (Cu) Cumulonimbus (Cb) 23 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Tipos de Nubes según altura 24 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Los diez géneros de nubes, en orden decreciente de altura CASTELLANO LATIN SIMBOLO Cirrus Ci Cirroestratos Cirroestratus Cs Cirrocúmulos Cirrocumulus Cc Altoestratos Altoestratus As Altocúmulos Altocumulus Ac Estratocúmulos Stratocumulos Sc Nimboestratos Nimboestratus Ns Estratos Estratus St Cúmulos Cumulus Cu Cumulunimbus Cb Cirros Cumulonimbos 25 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica CIRRUS (Ci) – Nubes altas STRATUS (St) – Nubes Bajas 26 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica ALTO CUMULUS (Ac) – Nubes medias 27 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA De Fina A.L. y A.C. Ravelo. “Climatología y Fenología Agrícola”. Editorial EUDEBA. 1973. 281 p. Buenos Aires, Argentina. Barry R.G. y R.J. Chorley. “Atmósfera, tiempo y clima”. Editorial OMEGA. 1984. 395 p. Barcelona, España. Pettersen S. “Introducción a la Meteorología”. Editorial ESPASA CALPE. 1976. Garabatos M. “Temas de Agrometeorología”. Tomo 1: Naturaleza de la Agrometeorología. Unidad de Agrometeorología. Edición del Consejo Profesional de Ingeniería Agronómica. 1991. 98 p. Buenos Aires, Argentina. Garabatos M. “Temas de Agrometeorología”. Tomo 2: Elementos climáticos que incitan el crecimiento y los fenómenos periódicos de las plantas verdes. Edición del Consejo Profesional de Ingeniería Agronómica. 1991. 210 p. Buenos Aires, Argentina. Miller A.A. “Climatología”. Editorial OMEGA S.A. 1951. 376 p. Barcelona, España. Fuentes Yague J.L. “Iniciación a la Meteorología Agrícola”. Ediciones Mundi Prensa. 1989. 195 p. Madrid, España. Castillo F.E. y F. Castellvi Sentis. “Agrometeorología”. Ministerio de Agricultura, Pesca y alimentación. Ediciones Mundi Prensa. 1996. 517 p. Madrid, España. Torres Ruiz E. “Agrometeorología”. Editorial Trillas. 1985. 154 p. México. Celemín A.H. “Meteorología práctica”. Edición del autor. 1984. 313 p. Mar del Plata, Argentina. Budyko M.I., I.I. Borzenkova, G.V. Menzhulin e I.A. Shikomanov. “Cambios Antropogénicos del Clima en América del Sur”. San Petersburgo, Rusia. Editado por Academia Nacional de Agronomía y Veterinaria, N°19. 1994. 224 p. Buenos Aires, Argentina. 28 Pascale A.J. y E.A. Damario. 2004. “Bioclimatología Agrícola y Agroclimatología”. Buenos Aires, FAUBA. 550 pág. ISBN: 950-29-0822-8 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Climatología y Fenología Agrícola Prof. Marcelo D. Asborno Fundamentación Teórica Curso 2011 Muchas gracias por asistir a esta clase Marcelo Asborno masborno@.agro.unlp.edu.ar marceloasborno@hotmail.com 29