Programa Regional de Meteorología / IANIGLA - CONICET EL AGUA EN LA ÁTMOSFERA www.prmarg.org E-mail: info@prmarg.org Av. Ruíz Leal s/n Parque General San Martín. Mendoza - Argentina Tel. (+54 - 261 ) 428 6010

El agua en la atmósfera El agua en la atmósfera cumple un rol muy importante como vehículo que transporta energía de un lugar a otro de la tierra. El vapor de agua (humedad) y la temperatura están ligados entre si y son elementos esenciales en los procesos meteorológicos.

Ciclo hidrológico Proceso natural que tiene lugar a escala mundial mediante el cual se mantiene prácticamente constante el contenido de vapor de agua en la atmósfera a través de los procesos de: evaporación directa - superficies de agua de océanos, lagos y ríos y la vegetación; transpiración - vegetación evapotranspiración - evaporación más transpiración en superficies terrestres cubiertas de vegetación

condensación - formación de nubes precipitación - lluvia o nieve que cae directamente sobre la superficie terrestre, los océanos y los ríos escorrentía - corrientes superficiales infiltración - corrientes subterráneas

El ciclo hidrológico actúa como una instalación natural de destilación agua salada → vapor de agua → agua dulce

En la tierra hay 1360 millones de km3 de agua El ciclo hidrológico funciona sólo con 470.000 km3 El proceso de evaporación requiere de gran cantidad de energía térmica Evaporar 1g de agua a 20°C requiere 585 calorías

por su movimiento energía cinética por su elevación energía potencial Del 100% del calor que llega desde el sol (constante solar) el 28% se utiliza como combustible. De ese 100%, el 18% se utiliza para evaporar agua la cual viaja y se eleva hasta cierta altura sobre el nivel del mar adquiriendo por su movimiento energía cinética por su elevación energía potencial

Estos valores de energía son muy pequeños con respecto a energía calórica – energía térmica necesaria para evaporarla. El calor recibido del sol queda almacenado en el propio vapor como calor latente

condensación-evaporación Cambio de fase condensación-evaporación congelación-fusión sublimación

T α Energía Media del Movimiento Molecular Las partículas están en constante agitación y colisión, al calentar aumenta la temperatura y la energía media, entrega energía adicional a las moléculas. El calentamiento sigue hasta la saturación de equilibrio y cesa la evaporación, calor latente de vaporización. La compresión del vapor produce la condensación, se le quita calor para que las moléculas se desplacen más lentamente

Para cambiar de estado hay un calor latente particular Caloría cantidad de calor que hay que entregar a 1gr de agua para elevar su temperatura en 1°C Calor latente de evaporación Cantidad de calor que hay que entregar a 1gr de agua para evaporarla + 597.3 cal/gr Calor latente de condensación Cantidad de calor que hay que quitarle a 1gr de agua para condensarla – 597.3 cal/gr

Calor latente de fusión Cantidad de calor que hay que entregar a 1gr de agua sólida para licuarla + 79.7 cal/gr Calor latente de solidificación Cantidad de calor que hay que quitarle a 1gr de agua para condensarla – 79.7 cal/gr Sobrefusión El agua se puede enfriar a temperaturas algo inferiores a 0°C si solidificar. Engelamiento en nubes.

= calor latente de evaporación + calor latente de fusión Calor latente de sublimación Cantidad de calor que hay que entregar a 1gr de hielo o nieve para transformarlo en vapor + 677 cal/gr = calor latente de evaporación + calor latente de fusión (597.3 + 79.7 = 677) cal/gr

Parámetros para determinar el contenido de vapor de agua en la atmósfera

HUMEDAD Cantidad de vapor o humedad en la atmósfera que depende directamente de la temperatura y puede expresarse como: Humedad relativa (HR) Relación entre la cantidad de vapor de agua que se halla en el aire y la máxima capacidad que podría tener a la misma temperatura. Humedad absoluta (HA) Peso del vapor de agua por unidad de volumen de aire gr de vapor/m3 de aire

Humedad específica (HE) Masa de vapor de agua contenida en una unidad de masa de aire húmedo gr de vapor/kg de aire húmedo Razón o proporción de mezcla (RM) Masa de vapor de agua existente en la unidad de masa de aire seco gr de vapor/kg de aire seco

Temperatura de punto de rocío (Td) Valor a que debe descender la temperatura del aire para que el vapor de agua que contiene condense. A la Td el aire siempre satura, no admite más vapor de agua y comienzan a formarse las gotitas de agua líquida (nieblas). La diferencia entre la temperatura (T) y el punto de rocío (Td) indica cuantos grados tiene que bajar la temperatura para que el aire se sature.

Presión que ejerce el peso del vapor sobre la unidad de superficie Tensión de vapor e Presión que ejerce el peso del vapor sobre la unidad de superficie

Una pequeña parte de la presión total que el aire ejerce en un determinado momento y lugar, es debida a la contribución del vapor de agua existente.

Existe un valor máximo para esa tensión y es la tensión de vapor de saturación.