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Huancayo - 2015Hidrometeorologa

Meteorologa La ciencia Meteorolgica, que estudia la atmosfera, es una disciplina que trata de establecer la relacin existente entre los parmetros del Ciclo Hidrolgico en base al anlisis fsico y matemtico.La Hidrometeorologa, es considerado como parte fundamental de la hidrologa, que liga el conocimiento fundamental del meteorlogo con las necesidades del hidrlogo .

2Hidrometeorologa La Hidrometeorologa es una rama de la ciencias de la atmsfera (Meteorologa) y de la Hidrografa que estudia la transferencia de agua y energa entre la superficie y la atmsfera.

(Investiga la presencia de agua en la atmsfera en sus diferentes fases).

34Los diversos procesos meteorolgicos que ocurren continuamente en la atmosfera, los ms importantes para la hidrologa son la Precipitacin (pp) y Evaporacin (ev).

La mayor parte del agua que se pp sobre la superficie terrestre proviene de la humedad de la ev ocenica.Las dos fuerzas bsicas para la circulacin atmosfrica resultan de la rotacin de la tierra y la transferencia de energa calrica entre el ecuador y los polos.

45Esta formada por una capa aprox. de 100 km. de espesor sobre la Tierra, donde la presin (mb) y la densidad (g/cm3) del aire decrecen rpida y continuamente con el incremento de la altitud (km. - msnm).La temperatura varia de una forma irregular y caracterstica, cuyo perfil define las diferentes capas de la atmosfera.1.- LA ATMOSFERA

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61.1 Presin Atmosfrica y La densidad Es el peso de la columna de aire por unidad de rea considerando desde le nivel de medicin hasta el tope de la atmosfera (fuerza hacia abajo, resultante de la accin de la gravedad sobre la masa de aire sobre un rea horizontal) A nivel del mar, la presin atmosfrica promedio es:

1bar (105 N/m2 Pascales) equivalente 760 mm de mercurio.1 atm = 101 325 Pa = 760 mmHg = 760 torr = 14,6 lb/pulg2 = 14,7 PSI

6Presin atmosfrica: Es la fuerza que ejerce el aire atmosfrico sobre la superficie terrestre.Si sobre una mesa se coloca un objeto pesado, el peso de ese cuerpo ejerce sobre la superficie de la mesa una cierta presin. Del mismo modo, aunque el aire no es un material muy pesado, la enorme cantidad de aire atmosfrico que existe sobre un punto de la Tierra hace que su peso total sea lo suficientemente grande como para que la presin que ejerce sobre ese punto tenga una gran magnitud.Ese valor de la presin sobre cualquier punto de la superficie terrestre, que ejerce toda la masa de aire atmosfrico, recibe el nombre de presin atmosfrica.

Presin Atmosfrica

Algo importante que debemos considerar. Ya vimos, por el ejemplo inicial, que todo cuerpo genera una presin, pero esta presin que ejerce depende de su estado (slido, lquido o gaseoso).

Los slidos generan presin solo hacia abajo. Los lquidos generan presin hacia todos sus costados y hacia abajo. Y los gases generan presin por todo su alrededor; o sea, hacia arriba, hacia todos sus costados y hacia abajo, por la propiedad ms importante que los caracteriza: tienden a ocupar todo el espacio que los contiene.

La existencia de la presin atmosfrica es evidente, por ejemplo, cuando se utiliza una ventosa: al comprimirla contra el vidrio eliminando el aire de su interior al soltarla recobra su forma, pero ahora la presin atmosfrica la mantiene apretada contra la superficie del vidrio.

11Presin atmosfrica y alturaComo la presin atmosfrica se debe al peso del aire sobre un cierto punto de la superficie terrestre, es lgico suponer que cuanto ms alto est el punto, tanto menor ser la presin, ya que tambin es menor la cantidad de aire que hay en su cima.

1112Presin atmosfrica y alturaPor ejemplo, en una montaa la cantidad de aire que hay en la parte ms alta es menor que la que hay sobre una playa, debido a la diferencia de nivel.

Tomando como referencia el nivel del mar, donde la presin atmosfrica tiene un valor de 760 mm, se comprueba que, al medir la presin en la cumbre que se encuentra a unos 1.500 metros sobre el nivel del mar, la presin atmosfrica vale aproximadamente 635 mm; es decir, la presin disminuye con la altura.

1213Factores del ClimaEsta constituida por una mezcla compleja de gases que varia en funcin al:- Tiempo, - Localizacin Geogrfica, - Altitud, - Estaciones del Ao.

1314Composicin Qumica En general esta constituido por tres partes principales: Aire Seco, (Nitrgeno y Oxigeno, 99%; Argn, dixido de carbono; nen, helio, criptn, hidrogeno, xenn, ozono, radn y otros)Vapor de Agua y (aire seco + vapor) Partculas Solidas en Suspensin se llaman aerosoles. Si vienen de origen inorgnica por la condensacin y formacin de nubes, es importante para la hidrologa.

1415Circulacin General de la Atmosfera y VientosPara el hidrlogo, la Troposfera es la capa mas importante porque contiene casi el 75% del peso de la atmosfera y virtualmente toda la humedad.El meteorlogo, en cambio est cada vez mas interesado en la Estratosfera y Mesosfera, ya que en estas capas tiene origen algunos de los disturbios que afectan la Troposfera y la Superficie de la Tierra.En promedio la T decrece desde la superficie de la Tierra hasta la Tropopausa en una razn de 6.5 C/km.

15LA TEMPERATURALa temperatura Es un factor importante del ciclo hidrolgico pues interviene en todas sus etapas. Desde el punto de vista prctico, la temperatura interviene como parmetro en las frmulas para calcular la evaporacin y en las frmulas para calcular las necesidades de agua de riego de las plantas. Como prcticamente en todas partes hay registros de temperatura, su empleo est plenamente justificado.Gradiente vertical de temperatura

La temperatura disminuye en la tropsfera, en una cantidad que vara segn las condiciones locales, pero que en promedio es de alrededor de 0.6 C por cada 100 m. de ascenso.Esto es lo que constituye el gradiente vertical de temperatura.

Inversin de temperatura

Se llama as al fenmeno que se presenta bajo ciertas condiciones locales y que consiste en lo siguiente. En las primeras horas del da, la tierra se encuentra a baja temperatura debido a que en la noche ha perdido gran cantidad de calor; en ausencia de vientos y con el cielo despejado, las capas inferiores de la tropsfera son ms fras que las inmediatas superiores; como consecuencia la temperatura sube con la altura, en un espesor de algunos centenares de metros.Esta inversin de temperatura tiende a ser destruida por la mezcla que producen los vientos fuertes prximos al suelo, y desde luego el calentamiento que sigue a la salida del sol termina por restablecer el gradiente normal de temperatura.

LA TEMPERATURAMedicin de la temperatura del aire. Las estaciones meteorolgicas disponen de un termmetro de mxima, un termmetro de mnima y algunas veces de un termgrafo. Estos aparatos estn situados a 1,50 m del suelo, en una cubierta de madera provista de persianas que permiten la libre circulacin del aire, pero que protegen los termmetros de la radiacin solar directa.

Por convencin, la temperatura media diaria se calcula tomando la media aritmtica de la temperatura mxima y mnima, ledas en los termmetros de mxima y de mnima, respectivamente.

La temperatura media mensual o anual es la media aritmtica de las temperaturas medias diarias en el perodo considerado. De la rnisma manera se calculan las temperaturas medias de las mximas y de las mnimas.LA TEMPERATURALa radiacin solar es la fuente de energa del ciclo hidrolgico. La radiacin solar debe ser considerado como el factor ms importante del ciclo hidrolgico. Produce variaciones de calor que se traducen en una mayor o menor evaporacin. La tendencia actual en Hidrologa es que la radiacin solar vaya sustituyendo a la temperatura como parmetro en el clculo de la evaporacin y de la transpiracin.

LA RADIACIN SOLARRadiacin directa y difusa

La intensidad de la energa radiante en los confines de la atmsfera es de unos 2 cal gr/cm2/min.

Durante su recorrido a travs de la atmsfera terrestre, la radiacin se debilita por dispersin, en las molculas de aire seco, y por absorcin, por el agua, el polvo y los gases.

El resto de radiacin solar que llega a la Tierra constituye la radiacin directa.Radiacin difusa, es la que proviene de la radiacin solar previamente dispersa en la atmsfera. Puede, a veces, exceder en intensidad a la radiacin directa.Cuando ambas radiaciones inciden sobre los objetos, una parte se refleja nuevamente al aire donde a su vez vuelve a reflejar.

LA RADIACIN SOLAR20Radimetros

El radimetro, es un instrumento para detectar y medir la intensidad de energa trmica radiante, en especial de rayos infrarrojos. En vista de la importancia que tiene la radiacin solar se podra pensar que existe una amplia red de radimetros en el pas, pero esto no es as.

LA RADIACIN SOLAR2122Circulacin General de la Atmosfera y VientosVelocidad del Viento - Senamhi

ESTACINMESESANUALENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSEPOCTNOVDICHuancalpi4,673,004,755,865,603,674,004,633,673,945,383,864,42Laive5,215,004,083,904,324,704,194,905,205,396,735,874,69Promedio4,944,004,424,884,964,194,104,774,444,676,064,874,56La troposfera se caracteriza por constantes movimientos del aire tanto en sentido horizontal (viento), como vertical (corriente de aire).

22El viento no es otra cosa que el aire en movimiento. Es un factor importantedel ciclo hidrolgico porque influye en el transporte del calory de la humedad y en el proceso de la evaporacin.El viento produce olas en los embalses, olas cuya altura es necesario calcular para determinar la altura de las presas.El viento es muy susceptible a la influencia del relieve y de la vegetacin, por lo que se tiende a estandarizar su medida a algunos metros sobre el suelo. Del viento interesa su velocidad (se mide con los anemmetros) y su direccin (se mide con las veletas). La "direccin del viento" es la direccin de donde sopla. La velocidad se expresa en m/s, Km/h o en nudos ( 1 nudo = 0.514 m/sg = 1.85 Km/h).A fin de tener una idea del orden de magnitud de la velocidad de los vientos, se reproduce la escala de Beaufort que consta de 13 grados:

Los VientosDurante el invierno existe la tendencia de los vientos de soplar desde las reas interiores ms fras hacia el ocano que permanece a mayor temperatura.

Durante el verano es al revs, los vientos tienden a soplar desde los cuerpos de agua que se mantienen a baja temperatura hacia la superficie caliente de las masas continentales. De manera similar, debido a las diferencias de temperatura entre la masa continental y el agua, se producen brisas diurnas hacia la playa o el mar.

Variacin de los vientos25Humedad Atmosfrica La cantidad de vapor de agua en la atmosfera es muy pequea comparada con la cantidad de otros gases presente, pero es excesivamente importante y es el responsable de las condiciones de tiempo reinantes.La pp es derivada de esa agua atmosfrica y adems de el contenido de la humedad del aire es tambin un factor significante en los procesos de evaporacin.

25Humedad Atmosfrica La humedad atmosfrica interesa a la Hidrologa por dos motivos:a) Por ser el origen de las aguas que caen por precipitacin, yb) Porque determina en cierto modo la velocidad con que tiene lugar la evaporacin.

26Tensin de vaporEn toda mezcla de gases cada gas ejerce una presin parcial, independientemente de los otros gases; la atmsfera es una mezcla de gases; la presin parcial que ejerce el vapor de agua se llama tensin de vapor. Se puede escribir:ea = p p`ea ; tensin de vaporp; presin del aire hmedop`; presin del aire seco

La presin de vapor es la presin de la fase gaseosa o vapor de un slido o un lquido sobre la fase lquida, para una temperatura determinada

La tensin de vapor mide la tendencia de las molculas a dispersarse de una fase lquida para generar una fase vapor en equilibrio termodinmicoHumedad Atmosfrica CondensacinCondensacin es el proceso mediante el cual el vapor deagua pasa al estado lquido. Por enfriamiento, una masa de aire disminuye su capacidad para contener vapor de agua. Todo exceso de vapor de agua se condensa en pequeas gotitas (neblinas y nubes).Ejemplo.Encontrar a cuntos milibares equivale 1 mm de Hg.

Humedad Atmosfrica Humedad absoluta y relativaSon dos formas de expresar la humedad atmosfrica. Se denomina humedad absoluta a la masa de vapor de agua, medida en gramos, contenida en 1 m3 de aire.ha = 216,7 ea/T (1)Donde: ha humedad absoluta, en gr/m 3ea tensin de vapor, en milibaresT temperatura absoluta en grados Kelvin (C + 273)Deduccin para obtener (1).La densidad del aire seco viene dada por la frmula:

Donde:

La gravedad especfica del vapor de agua con respecto al aire seco es:

Por definicin de humedad absoluta:

Humedad Atmosfrica La humedad relativa es la relacin entre la tensin de vapor actual y la tensin de vapor de saturacin a la misma temperatura. Se expresa en porcentaje:hr = (ea/ es) x 100%

Lo ms frecuente es que hr sea medida. La medicin de hr se realiza mediante 'instrumentos simples llamados' sicrmetros. Entonces la frmula anterior sirve ms bien para encontrar el valor de ea La humedad relativa es el ndice que mejor refleja la sensacin de humedad que experimentan los seres vivos que se encuentran en una atmsfera hmeda.Humedad Atmosfrica 31Humedad Atmosfrica

ESTACINMESESANUALENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSEPOCTNOVDICHuayao27,027,928,926,824,021,821,423,125,527,227,629,125.9Humedad media mensual

Fuente: SENAMHI

3132Presin del VaporSegn la Ley de Dalton, en una mezcla de gases, cada gas ejerce una presin parcial independientemente de los otros gases.La presin ejercida por le vapor de agua es llamada presin de vapor y viene a ser una medida del contenido de vapor de agua o humedad del aire.

3233Punto de RocoEl punto de roco o temperatura de roco es la temperatura a la que empieza a condensarse el vapor de agua contenido en el aire y agua, produciendo roco, neblina o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha.

Para una masa dada de aire, que contiene una cantidad dada de vapor de agua (humedad absoluta), se dice que la humedad relativa es la proporcin de vapor contenida en relacin a la necesaria para llegar al punto de saturacin, expresada en porcentaje. Cuando el aire se satura (humedad relativa igual al 100%) se llega al punto de roci.

haciendo un ejemplo aplicativo:Pr = Punto de roco.T = Temperatura en grados CelsiusH = Humedad relativa.

Sin embargo la frmula ampliamente utilizada es:Pr = Punto de roco.T = Temperatura en grados CelsiusH = Humedad relativa..

3334Punto de RocoEs la temperatura, al cual una masa de aire no saturado llega a saturarse al enfriarse, a una presin constante.

3435Dficit de SaturacinLA SEQUEDAD DEL AIREEs la diferencia entre la presin de vapor de saturacin a la temperatura de aire, T, y la presin de vapor actual representado por la presin de vapor de saturacin a la temperatura de punto de roco, Tr. El dficit de saturacin (es e), representa la cantidad de vapor de agua adicional que el aire puede contener a la temperatura, T, antes de llegar a saturarse.

35Climatologa en el Per

MAPA CLIMATICO

Sistema de clasificacin de zonas de vida de HoldridgeEl sistema de zonas de vida Holdridge (en ingls, Holdridge life zones system) es un proyecto para la clasificacin de las diferentes reas terrestres segn su comportamiento global bioclimtico. Fue desarrollado por el btanico y climatlogo estadounidense Leslie Holdridge (1907-99) y fue publicado por vez primera en 1947 (con el ttulo de Determination of World Plant Formations from Simple Climatic Data) y posteriormente actualizado en 1967 (Life Zone Ecology).

Sistema de clasificacin de zonas de vida de Holdridge

El sistema se basa en los siguientes tres parmetros principales:La biotemperatura media anual (en escala logartmica). En general, se estima que el crecimiento vegetativo de las plantas sucede en un rango de temperaturas entre los 0 C y los 30 C, de modo que la biotemperatura es una temperatura corregida que depende de la propia temperatura y de la duracin de la estacin de crecimiento, y en el que las temperaturas por debajo de la de congelacin se toman como 0 C, ya que las plantas se aletargan a esas temperaturas.La precipitacin anual en mm (en escala logartmica);La relacin de la evapotranspiracin potencial (EPT) - Que es la relacin entre la evapotranspiracin y la precipitacin media anual - es un ndice de humedad que determina las provincias de humedad (humidity provinces).Determinacin de las zonas de vidas (I):Para determinar una zona de vida se deben de obtener primero la temperatura media y la precipitacin total anuales y tambin disponer de la altitud del lugar y hacer uso de un diagrama de clasificacin de zonas de vida.Primero debe de determinarse la biotemperatura promedio anual, a partir de las temperaturas promedio mensuales, con las correcciones sealadas para los meses por debajo de cero y una correccin para los que superen los 24C en funcin de la latitud: tbio = t [3 * grados latitud/100) * (t 24)2] (donde t = es la temperatura media mensual y tbio = biotemperatura media mensual).Determinacin de las zonas de vidas (II):Despus, haciendo uso del diagrama, se debe de encontrar el punto donde se intercepten las lneas de biotemperatura y precipitacin, que seala la pertenencia a un determinado hexgono, en el que estn grafados los nombres de la vegetacin primaria que existe, o que debera existir si el medio no hubiese sido alterado, de modo que los nombres se refieren a la vegetacin natural clmax que hay o que podra haber en el lugar determinado. Despus se observa el piso altitudinal al que pertenece la zona de vida (a la derecha del diagrama) que est determinado por las diferencias en la biotemperatura. Por ltimo, se obtiene la regin latitudinal (en la escala vertical del lado izquierdo), cada una con un equivalente en el piso altitudinal del lado derecho del diagrama.Cuando se representan en un mapa, las zonas de vida se sealan mediante un color y el uso de unas siglas, formadas por dos grupos de letras separadas por un guin: el primer grupo, en minsculas, corresponde a las iniciales del nombre dado a la humedad, el segundo, en maysculas, a la inicial de la biotemperatura; por ejemplo: bosque hmedo Tropical, se rotulara como bh-T.Zonas de Vida:01Desierto polar02Tundra subpolar seca03Tundra subpolar hmeda04Tundra subpolar mojada05Tundra subpolar lluviosa06Desierto boreal07Arbustal boreal seco08Bosque boreal hmedo09Bosque boreal mojado10Bosque boreal lluvioso11Desierto fresco templado12Arbustal templado fresco13Estepa templada fresca14Bosque hmedo templado fresco15Bosque mojado templado fresco16Bosque lluvioso templado fresco17Desierto templado clido18Arbustal desrtico templado clido19Arbustal espinoso templado clido20Bosque seco templado clido21Bosque hmedo templado clido22Bosque mojado templado clido23Bosque lluvioso templado clido24Desierto subtropical25Monte desrtico subtropical26Floresta espinosa subtropical27Bosque seco subtropical28Bosque hmedo subtropical29Bosque mojado subtropical30Bosque lluvioso subtropical31Desierto tropical32Monte desrtico tropical33Floresta espinosa tropical34Selva muy seca tropical35Selva seca tropical36Selva hmeda tropical37Selva hmeda tropical38Selva lluviosa tropical (Pluvisilva)

rnunez@continental.edu.pe

GRACIAS POR SU ATENCIN