LITOSFERA En los sólidos el transporte de calor, se da solo por conducción molecular. No hay convección, turbulencia ni radiación como mecanismos eficientes.

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1 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 ∂Z 2 En suelos homogéneos, λ 1= λ 2 ΔG = - λ ( ∂T ∂T ) ∂Z ∂Z2 - Representa el flujo neto de energía calórica fuera de la capa 1

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3 Por otra parte ΔG*A*Δt = ΔQ ΔQ diferencia de calor en la capa
Por definición C = ΔQ / ΔT y 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 ∂Z2 ΔT = λ ( ∂T - ∂T ) 1 Δt Cv ρ ∂Z 2 ∂Z 1 ΔZ ΔZ  0 ∂T = λ ∂ 2T [1] ∂t Cv ρ ∂ Z 2 3

4 ΔG = Cv ρ ΔT ΔZ haciendo Z 1 = 0 Δt y designando a Z 2 = Z y G 2 = G
Retornando a [0] ΔG = Cv ρ ΔT ΔZ haciendo 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. 4

5 Cs = capacidad calorífica por unidad de volumen de sólido
Si se considera que los suelos son conglomerados de aire, sólido y líquido Cv = 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. 5

6 Valores de C para distintos suelos y humedad
Proporción agua en suelo/suelo seco arena arcilla carbón 6

7 G > 0 ↓ T decrece con Z 7

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9 9

10 10

11 Balance hídrico ¿ Por qué es importante ? 71% Total superficie
Porcentaje de área cubierta por océano, en bandas de 10º latitud. ¿ Por qué es importante ? 71% Total superficie Cubierta por océanos

12 Porcentaje de agua almacenada
TIERRA OCÉANO ATMÓSFERA 97.6 % 0.1 % 2.3 % Glaciares ~ 74.4 % Agua subterránea ~ 25 % Lagos –ríos ~ 0.6 % Biósfera < 0.01 %

13 Disponibilidad de agua Tipo de vegetación/suelo
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

14 Ciclo hidrológico Ramas Atmosférica Terrestre
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.

15 Balance de agua de la superficie de la tierra
Precipitación P (incluye la transpiración) Evaporación E Rocío R H Flujos horizontales de humedad Ganancia Fe Flujos horizontales de humedad Escurrimiento ES Escurrimiento Pérdida Fs Sin intercambio de humedad

16 Balance de agua de la superficie de la tierra
H = P + R + Fe – E – Fs P Precipitación E Evaporación H = P + R – ES – E R Rocío H Fe Fs Escurrimiento ES

17 Balance de agua de la superficie de la tierra
H = P + R + Fe – E – Fs P Precipitación E Evaporación H = P + R – ES – E R Rocío H Cambio nivel del agua Redistribución horizontal de agua Escurrimiento ES

18 Balance de agua de la superficie de la tierra
H = P + R + Fe – E – Fs P Precipitación E Evaporación H = P + R – ES – E despreciable R Rocío H = P – ES – E H Cambio nivel del agua Período de un año  H  0 Redistribución horizontal de agua Escurrimiento ES P = E + ES

19 Balance de agua en la atmósfera
Tope de la atmósfera Advección horizontales de vapor Ae As Advección horizontales de vapor Ha Precipitación P Evaporación E Rocío R

20 Balance de agua en la atmósfera
Ha= E + Ae – P – As – R P Precipitación Advección horizontales de vapor Ae Ha As Fa Flujo neto de humedad saliente Evaporación E R Rocío

21 Balance de agua en la atmósfera
Ha= E + Ae – P – As – R P Precipitación Ha = E – Fa – P – R Ha Ha = E – Fa – P Fa Flujo neto de humedad saliente despreciable Evaporación E Período de un año  Ha  0 R Rocío E = P + Fa

22 Balance de agua: tierra - atmósfera
Resumiendo E = P + Fa P – E = – Fa P = E + ES P – E = ES – Fa = ES Anualmente  escurrimiento de cualquier región es balanceado por un ingreso de humedad en la columna de aire sobre la región.

23 Balance de agua anual. Distribución latitudinal
Superficie de la tierra ECUADOR mm/año Precipitación HN: 1009 mm/año HS: 1000 mm/año

24 Balance de agua anual. Distribución latitudinal
Superficie de la tierra mm/año ECUADOR Evaporación Precipitación HN: 1009 mm/año HS: 1000 mm/año HN: 944 mm/año HS: 1065 mm/año HN: 65 mm/año HS: -65 mm/año P - E

25 Balance de agua anual. Distribución latitudinal
Superficie de la tierra P = E + ES ECUADOR mm/año Escurrimiento Evaporación Precipitación

26 Balance de agua anual. Continentes y océanos.
mm/año 360 600 390 610 490 270 240 160 220 60 30 400 670 510 670 860 1350 410 470 CONTINENTES - - + + 30 Precip-Evap Evaporación Precipitación

27 Balance de agua anual. Continentes y océanos.
mm/año 120 240 120 70 -370 -260 1380 1010 1140 1210 1040 780 OCÉANOS + + - - Precip-Evap Evaporación Precipitación

28 Balance de agua anual. Continentes y océanos.
R0 = transporte agua de ríos, continentes rodean mm/año 1380 1010 1140 1210 197 70 -370 1040 780 -260 OCÉANOS + + - - Atlántico Precip-Evap Evaporación Precipitación

29 Balance de agua anual. Continentes y océanos.
R0 = transporte agua de ríos, continentes rodean mm/año 1380 1010 72 1140 1210 70 -370 1040 780 -260 Índico OCÉANOS + + - - Precip-Evap Evaporación Precipitación

30 Balance de agua anual. Continentes y océanos.
mm/año 120 240 360 600 390 610 400 670 510 670 860 1350 1380 1010 1140 1210 410 470 1040 780 OCÉANOS CONTINENTES + + - - 30 - - + + Evaporación Precipitación

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