LITOSFERA En los sólidos el transporte de calor, se da solo por conducción molecular. No hay convección, turbulencia ni radiación como mecanismos eficientes de transporte. En esas condiciones, el flujo de calor G es proporcional al gradiente de temperatura. (conductividad: λ) G = -λ ∂T/∂z Entre dos niveles el aumento de calor ΔG por unidad de área y tiempo es ΔG = G1 – G2 = -λ 1 ∂T + λ 2 ∂T ∂Z 1 ∂Z 2 En suelos homogéneos, λ 1 = λ 2 ΔG = - λ ( ∂T - ∂T ) ∂Z 1 ∂Z 2 - Representa el flujo neto de energía calórica fuera de la capa
Por otra parte ΔG*A*Δt = ΔQ ΔQ diferencia de calor en la capa Por definición C = ΔQ / ΔTy además C = Cv m m = masa V = volumen C = Cv ρ V = Cv ρ A ΔZ C ΔT = ΔQ = ΔG A Δt ó Cv ρ A ΔZ ΔT = ΔG A Δt[0] y Cv ρ ΔT ΔZ = -λ ( ∂T - ∂T ) Δt ∂Z 1 ∂Z 2 ΔT = λ ( ∂T - ∂T ) 1 Δt Cv ρ ∂Z 2 ∂Z 1 ΔZ ΔZ 0∂T = λ ∂ 2 T [1] ∂t Cv ρ ∂ Z 2
Retornando a [0] ΔG = Cv ρ ΔT ΔZhaciendo Z 1 = 0 Δt y designando a Z 2 = Z y G 2 = G - G = -G 0 + Cv ρ ΔT ΔZ [2] Δt Cuando G = 0, para todo t se llega a la profundidad en que se amortigua la onda diurna o anual de temperatura. Así definida la profundidad [2] se puede simplificar a G 0 = Cv ρ ΔT ΔZ = C ΔT ΔZ Δt Δt ó ΔT = G 0 Δt / ( C ΔZ) Recordando que G 0 es el flujo de calor en superficie y Cv ρ = C donde ahora C es el calor especifico por unidad de volumen.
Si se considera que los suelos son conglomerados de aire, sólido y líquido C v = Xs Cs + Xw Cw + Xa Ca Cs = capacidad calorífica por unidad de volumen de sólido Cw = capacidad calorífica por unidad de volumen de agua Ca = capacidad calorífica por unidad de volumen de aire Y X i es la fracción de volumen de la fase i.
arcilla carbón arena Proporción agua en suelo/suelo seco Valores de C para distintos suelos y humedad
G > 0 ↓ T decrece con Z
71% Total superficie Cubierta por océanos Balance hídrico ¿ Por qué es importante ? Porcentaje de área cubierta por océano, en bandas de 10º latitud.
TIERRA OCÉANO ATMÓSFERA Porcentaje de agua almacenada Glaciares ~ 74.4 % Agua subterránea ~ 25 % Lagos –ríos ~ 0.6 % Biósfera < 0.01 % 97.6 % 0.1 % 2.3 %
TIERRA OCÉANO ATMÓSFERA TRANSPIRACIÓN EVAPORACIÓN EVAPOTRANPIRACIÓN Radiación entrante Longitud del día Temperatura Humedad Estabilidad del aire Velocidad del viento Disponibilidad de agua Tipo de vegetación/suelo
Ciclo hidrológico Atmosférica Terrestre Ramas El complejo sistema de transporte del “agua” (en sus distintas fases/estados) constituye el ciclo hidrológico y es una consecuencia de la conservación del agua.
Balance de agua de la superficie de la tierra Sin intercambio de humedad Flujos horizontales de humedad HH Precipitación P (incluye la transpiración) Evaporación E Rocío R Flujos horizontales de humedad Ganancia FeFe FeFe Pérdida FsFs FsFs Escurrimiento ES Escurrimiento
Precipitación Rocío Evaporación HH P E R Escurrimiento ES H = P + R – ES – E FeFe FsFs Balance de agua de la superficie de la tierra H = P + R + F e – E – F s
Redistribución horizontal de agua Precipitación Rocío Evaporación HH P E R H = P + R + F e – E – F s Escurrimiento ES H = P + R – ES – E / agua Cambio nivel del agua Balance de agua de la superficie de la tierra
Precipitación Rocío Evaporación HH P E R H = P + R + F e – E – F s Escurrimiento ES H = P + R – ES – E despreciable H = P – ES – E Período de un año H 0 P = E + ES Balance de agua de la superficie de la tierra Redistribución horizontal de agua / agua Cambio nivel del agua
Precipitación P Evaporación E Rocío R Advección horizontales de vapor AeAe Tope de la atmósfera AsAs Advección horizontales de vapor HaHa Balance de agua en la atmósfera
Precipitación P Evaporación E Rocío R FaFa Flujo neto de humedad saliente HaHa Balance de agua en la atmósfera Advección horizontales de vapor AeAe AsAs H a = E + A e – P – A s – R
Precipitación P Evaporación E Rocío R FaFa Flujo neto de humedad saliente HaHa H a = E + A e – P – A s – R H a = E – F a – P – R Período de un año H a 0 E = P + F a despreciable H a = E – F a – P Balance de agua en la atmósfera
E = P + F a P = E + ES P – E = – F a P – E = ES – F a = ES Anualmente escurrimiento de cualquier región es balanceado por un ingreso de humedad en la columna de aire sobre la región. Balance de agua: tierra - atmósfera Resumiendo
ECUADOR Superficie de la tierra Precipitación Balance de agua anual. Distribución latitudinal HN: 1009 mm/añoHS: 1000 mm/año mm/año
ECUADOR Superficie de la tierra EvaporaciónPrecipitación Balance de agua anual. Distribución latitudinal HN: 1009 mm/añoHS: 1000 mm/año HN: 944 mm/añoHS: 1065 mm/año HN: 65 mm/añoHS: -65 mm/año P - E mm/año
ECUADOR EvaporaciónEscurrimientoPrecipitación P = E + ES Balance de agua anual. Distribución latitudinal Superficie de la tierra mm/año
EvaporaciónPrecipitación mm/año CONTINENTES Balance de agua anual. Continentes y océanos Precip-Evap
Balance de agua anual. Continentes y océanos. Precip-Evap Precipitación OCÉANOS + - Evaporación mm/año
Balance de agua anual. Continentes y océanos. Precip-EvapPrecipitación OCÉANOS + - Evaporación mm/año R 0 = transporte agua de ríos, continentes rodean 197 Atlántico
Balance de agua anual. Continentes y océanos. Precip-EvapPrecipitación OCÉANOS + - Evaporación mm/año 72 Índico R 0 = transporte agua de ríos, continentes rodean
EvaporaciónPrecipitación OCÉANOS + - CONTINENTES Balance de agua anual. Continentes y océanos. mm/año