1 HUMEDAD DEL AIRE CONDENSACIÓN NUBES Curso 2011  El agua en la atmósfera.  Ciclo Hidrológico.  La humedad del aire: importancia meteorológica y agrícola.

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1 1 HUMEDAD DEL AIRE CONDENSACIÓN NUBES Curso 2011  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. Contenido: Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

2 2 Contenido medio de agua en la atmósfera (en cm equivalentes de lluvia) Lugar / MesHemisferio NORTEHemisferio SURMundial Enero1.92.52.2 Julio3.42.02.7 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica CICLO HIDROLÓGICO Ingreso del vapor de agua a la atmósfera PP mundial anual media: 857 mm

3 3 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. Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

4 4 Movimiento del agua en la biósfera Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

5 5 El agua dulce superficial representa sólo una exigua fracción y aún menor el agua atmosférica (vapor y nubes). Depósito Volumen (millones de km 3 ) Porcentaje Océanos137097.25 Casquetes y glaciares292.05 Agua subterránea9.50.68 Lagos0.1250.01 Humedad del suelo0.0650.005 Atmósfera0.0130.001 Arroyos y ríos0.00170.0001 Biomasa0.00060.00004 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. El Agua en el Planeta: Distribución Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

6 6 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. Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

7 7 Sarna del peral Se manifiestan con tiempo húmedo Royas del trigo Arañita roja de alfalfa: Requiere tiempo seco Aire saturado menor intensidad de EVT Aire seco mayor intensidad de EVT B.- Importancia Agrícola:  Regula la desecación de los suelos.  Influye en la velocidad de transpiración de las plantas:  Favorece o no la aparición de enfermedades y plagas:  La cantidad de VA determina el tipo de helada (blanca o negra) cuando éstas se producen. Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

8 8 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. Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

9 9 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. Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

10 10 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 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

11 11 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/cm 2 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

12 12 Ejemplo: 1 m 3 de aire a 14ºC puede contener en saturación 12g de VA 20ºC 15g de VA 40ºC 51g de VA Si contiene realmente 6g: HR = 6/12 x 100 = 50% Si contiene realmente 9g: HR = 9/12 x 100 = 75% 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. HR (%) = e / E x 100 Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

13 13 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). Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

14 14 Formas físicas de expresión del Vapor de Agua: Humedad absoluta = gramos de VA (g / m3) m 3 de aire Humedad específica = gramos de VA (g / kg) masa de aire húmedo Razón de mezcla = gramos de VA (g / kg) masa de aire seco Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

15 15 Curva de Saturación Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

16 16 Variación Diaria y Estacional de Humedad del Aire Relación Temperatura – Humedad del aire: El aire caliente puede contener mayor cantidad de vapor de agua que el mismo volumen de aire frío. o Aire Agua Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

17 17 LocalidadLatitud Sur Tensión de Vapor (mm) Normal anual Posadas 27° 19' S14.3 Buenos Aires 34° 28' S 11.6 Carmen de Patagones 40° 47' S 7.5 Comodoro Rivadavia 45° 51' S 6.6 Ushuaia 54° 48' S 5.0 Variación Zonal, latitudinal de la Tensión de Vapor Fuente: Estadísticas Climatológicas SMN. Argentina Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

18 18  Sobre el suelo: ROCÍO  Baja altura: NIEBLA, NEBLINA, BRUMA  Sobre los 500 m: NUBES Condensación del Vapor de Agua Sublimación del Vapor de Agua  Sobre el suelo: ESCARCHA  En altura: CRISTALES de HIELO Procesos de cambio de estado del agua Condensación: cambio de fase desde el estado de vapor al estado líquido. Sublimación: cambio de fase desde el estado de vapor al estado sólido. Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

19 19 Intercambio de Energía, en los procesos de cambio de estado del agua VAPOR de AGUA - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Evaporación 597.3 Cal.g -1 Condensación AGUA LÍQUIDA - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fusión 79.7 Cal.g -1 Solidificación HIELO - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Sublimación 677 Cal.g -1 Requiere energía (absorbe calor).Libera energía (cede calor). Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

20 20 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 DiámetroComposición Abundancia Aitken<0,4 micronesSilicatosgrande Grandes0,4 a 1 micrónNO 3 H-SO 4 H 2 escasa Gigantes> 1 micrónSal marinamuy escasa Núcleos: Sus concentraciones varían entre 1 y 10 millones de partículas por cm 3. 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. Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

21 21 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”. OctasDefiniciónCategoría 0DespejadoBuen tiempo 11/8 de cielo cubierto o menos, pero no ceroBuen tiempo 22/8 de cielo cubiertoBuen tiempo 33/8 de cielo cubiertoParcialmente nuboso 44/8 de cielo cubiertoParcialmente nuboso 55/8 de cielo cubiertoParcialmente nuboso 66/8 de cielo cubiertoNuboso 77/8 de cielo cubierto o más, pero no 8/8Nuboso 88/8 de cielo cubierto, sin clarosCubierto Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

22 22 TIPOS de NUBES  Desarrollo Horizontal : Formadas en condiciones de baja o moderada inestabilidad atmosférica.  Desarrollo vertical : Formadas en condiciones de gran inestabilidad atmosférica. Líneas ISONEFAS: Unen puntos de la superficie cubiertos con igual nubosidad. 54% del globo terrestre está permanentemente cubierto de nubes Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

23 23 Familia Altura de la Base de las Nubes Tipo de Nubes (Notación) Nubes altas >6000m Trópicos: 6000-18000m Latitudes medias: 5000-13000m Región polar: 3000-8000m Cirrus (Ci) Cirrostratus (Cs) Cirrocúmulus (Cc) Nubes Medias 2000 a 6000m Trópicos: 2000-8000m Latitudes medias: 2000-5000m Región polar: 2000-4000m Altostratus (As) Altocúmulus (Ac) Nubes Bajas 0 a 2000m Trópicos: superficie-2000m Latitudes medias: superficie-2000m Región polar: superficie-2000m Stratus (St) Stratocúmulus (Sc) Nimbostratus (Ns) Nubes con Desarrollo Vertical Trópicos: hasta los 12000m Latitudes medias: hasta los 12000m Región polar: hasta los 12000m Cúmulus (Cu) Cumulonimbus (Cb) Clasificación de las Nubes Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

24 24 Tipos de Nubes según altura Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

25 25 Los diez géneros de nubes, en orden decreciente de altura CASTELLANO LATIN SIMBOLO Cirros 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 Cumulonimbos Cumulunimbus Cb Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

26 26 STRATUS (St) – Nubes Bajas CIRRUS (Ci) – Nubes altas Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

27 27 ALTO CUMULUS (Ac) – Nubes medias Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

28 28 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. 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 Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica

29 29 Muchas gracias por asistir a esta clase Marcelo Asborno masborno@.agro.unlp.edu.ar marceloasborno@hotmail.com masborno@.agro.unlp.edu.ar marceloasborno@hotmail.com Departamento de Ambiente y Recursos Naturales Prof. Marcelo D. Asborno Climatología y Fenología Agrícola Fundamentación Teórica Curso 2011