Cátedra de Climatología y Fenología Agrícolas

El Agua en la naturaleza El Ciclo del Agua

ELEMENTOS DEL TIEMPO • Radiación

solar

• Temperatura del aire

• Presión atmosférica • Viento • Humedad del aire

• Nubosidad • Precipitación • Evaporación ELEMENTOS DEL CLIMA

Estas variables meteorológicas analizadas a través de una serie larga de años (30 años o más) caracterizan el clima de un determinado lugar.

Propiedades e importancia del agua  Aptitud

para formar puentes Hidrógeno

 Gran calor específico de fusión y vaporización  Adherencia a micelas coloidales  Destacada acción solvente

 Densidad máxima a 4ºC  Incolora  Alto grado de viscosidad, conductividad térmica y tensión superficial  Componente de tejidos vivos (90% ó más)

Propiedades e importancia del agua  Estructura funcional de la célula dependiente del contenido de agua

 Vehículo de nutrientes para las plantas  Responsabilidad en la turgencia celular  Participación en reacciones metabólicas  Medio propicio para reacciones de azúcares, proteínas y aminoácidos Fuente de átomos de Hidrógeno para la fotosíntesis

•El calentamiento y enfriamiento de las aguas es más lento que el de los suelos T° + Regular Menor oscilación térmica •En zonas con influencia terrestre tienen mayor oscilación térmica.

Predominan climas terrestres

Predominan climas con influencia oceánica

Ciclo del agua

Demanda y Oferta de Agua Valores estimados del equilibrio natural entre ganancia de agua en el Planeta

pérdida y

Superficie (km2)

Precipitación (km3)

Evaporación (km3)

Diferencia (km3)

361 x 106

41.3 x 104

44.9 x 104

-3,6 x 104

Tierra

149 x 106

9,8 x 104

6,2 x 104

3,6 x 104

Total

510 x 106

51,1 x 104

51,1 x 104

-

Componente

Océanos mares

y

Distribución en el mundo de las regiones según sus características hídricas y centros de población.

Esquema de los megaproyectos en estudio en EEUU y la ex URRSS

Montañas árticas de agua dulce

Los estados del agua en el ciclo hidrológico y sus componentes

Proceso endotérmico 80 cal g

Sólido

600 cal g

Líquido

Gaseoso

Proceso exotérmico

Fusión

Evaporación

Solidificación

Condensación Sublimación

El vapor de agua en la atmósfera Importancia de la humedad atmosférica: 1. Es fuente de todo fenómeno hidrometeorológico; 2. Regulador térmico de la atmósfera; 3. Factor decisivo en el “efecto invernáculo” ;

4. Genera variaciones considerables de la temperatura del aire; 5. Regula la pérdida de agua de la tierra a la atmósfera;

6. Da lugar a una clasificación de heladas: helada blanca helada negra

7. Tiene gran influencia en los rendimientos; 8. Se ha encontrado una alta relación entre diferentes niveles de humedad del aire con la aparición de numerosas enfermedades; 9. Puede provocar “aborto” en las flores por falta de fecundación; 10.Producen rajaduras en frutas;

11.Es de gran importancia en la situación de confort de los animales homeotermos; 12. Altos niveles de humedad acompañados de alta temperatura del aire son inadecuados para la formación de sacarosa de la caña de azúcar.

Relación entre temperatura del aire y humedad atmosférica

Temperatura del aire ºc

Humedad absoluta de saturación (gr/m3)

Tensión de saturación (mb)

0

4.85

6.10

4

6.37

8.13

8

8.29

10.73

12

10.69

14.03

16

13.65

18.16

20

17.31

23.37

24

21.80

29.82

28

27.30

37.78

30

30.40

42.43

40

51.45

73.78

50

83.10

123.40

Sobre agua

Sobre agua

Sobre hielo

-4

4.54

4.37

-8

3.35

3.09

2.86

2.60

-12

2.44

2.17

-16

1.76

1.51

1.25

1.03

-10

-20

2.36

1.07

Sobre hielo

2.14

0.89

Curva de saturación Tv (mb) 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2

Fase sólida

Fase acuosa B

A Fase gaseosa

*

Q

m q

----------------------------------------------------------------------------------------20 -10 0 10 20 30

tº C

Contenido máximo de vapor sobre agua líquida y sobre hielo

superficie de suelo

Capa de cristales de hielo

-22ºC Capa de cristales de hielo y gotas sobreenfriadas 0ºC

Capa de gotitas de agua

Nube característica de zonas templadas

¿Cómo medimos la Humedad Atmosférica?

Psicrómetro Común

Psicrómetro de Assmann

Higrógrafo

Registra la cantidad de humedad que existe en el aire

Variaciones de la Tensión de Vapor Variación diaria de la T.V. T.V.

Zonas templadas y frías

Zonas tórridas

0

24 Horas

Variación anual de la Tensión de Vapor

Julio

Enero

Julio

Localidad

Máxima (mm)

Mínima (mm)

S. M. de Tucumán

17,2 (febrero)

7,5 (agosto)

Mendoza (cap)

13,6 (febrero)

5,3 (julio)

Bailoche (R:Negro)

9,4 (enero)

4,6 (junio)

Variación con la altura Localidad

Altitud m s.n.m.

T.V. media anual (mm)

S. S. de Jujuy

1.300

14,1

Humahuaca (Jujuy)

3.000

8.8

Variación por la latitud Localidad

T.V. mm

S. M. de Tucumán

12,5

C. Rivadavia (Chubut)

6,6

Ushuaia (T. del Fuego)

5,0

Variaciones de la Humedad Relativa Variación diaria H. R. %

0

12

24

Horas

Variación anual de la Humedad Relativa Régimen isohigro de lluvias H.R.%

Mínimo 67% enero Máximo 84% junio

Buenos Aires

JL

E

JL

Variación anual de la Humedad Relativa Régimen monzónico de lluvias H.R.%

Mínimo 60% sept Máximo 79% abr

S. M. de Tucumán

JL

E

JL

Variación anual de la Humedad Relativa Régimen mediterráneo de lluvias H.R.% Bariloche

JL

E

JL

Condensación atmosférica Aire impuro

Aire filtrado

Igual tºC

Criterio de estabilidad de las gotas de agua de las nubes La velocidad de caída de las gotas en una nube es función del: * tamaño de la gota * estado físico del agua

Nucleo 10 -6 cm

Niebla 5-20

Nubes 20-40

Gotas de lluvia hasta 4.500

Familias de nubes

Clasificación de las nubes Tipo de nubes

Géneros

Contenido

Altura (km)

Altas

Cirrus, cirrostratus, cirrocumulus

Hielo

6-12

Medias

Altocumulos, altostratus

Hielo y gotas sobreenfriada s

2-6

Bajas

Stratocumulus, nimbostratus, stratus

Gotas

0-2

Desarrollo vertical

Cumulonimbus ,cumulos

Hielo y gotas sobreenfriada s

0-12

Nube de tormenta con granizo Las flechas indican la dirección de las corrientes de aire dentro de la nube

Medición de la nubosidad Diferentes tipos de fajas del heliofanógrafo

invierno

verano

Otoño y primavera

Determinación de la altura de una nube con el conjunto telémetro – eclímetro

D A L

A = D sen

P

P’

E=V.T

NEFOSCOPIO

a

e

a

Medida de la velocidad y dirección de una nube

Precipitación Crecimiento de la gota de lluvia por captura directa (izquierda) y captura de estela (derecha)

Precipitación Teorías Formación de la gota de lluvia 

Carga eléctrica de las nubes  Temperatura de las gotas  Movimiento de las gotas  Tamaño de las gotas  Presencia de los cristales de hielo

Pulverización de una gota de lluvia (izq.) y relación entre tamaño de la gota y su velocidad de caída (der.)

Vel de caída m/s 8 7 6

5 4 3 2 1

0.02

0.4

4.0

10 Tamaño de gota

Régimen monzónico (caso típico: Tucumán)

mm

mm

JI

E

JI

JI

E

JI

Régimen ecuatorial o isohigro (caso típico Mar del Plata) mm

mm

JI

E

JI

JI

E

JI

Régimen mediterráneo (caso típico Bariloche)

mm

mm

JI

E

JI

JI

E

JI

Erosión de la gota de lluvia en el suelo

Precipitación efectiva No toda el agua de lluvia que cae sobre la superficie del suelo puede realmente ser utilizada por las plantas. Parte del agua de lluvia se infiltra a través de la superficie y parte fluye sobre el suelo en forma de escorrentía superficial debido a la diferencia entre la velocidad de caída de las gotas y la velocidad de infiltración. Cuando la lluvia cesa, parte del agua que se encuentra en la superficie del suelo se evapora directamente a la atmósfera, mientras que el resto se infiltra lentamente en el interior del suelo. Del total del agua que se infiltra, parte percola por debajo de la zona de raíces, mientras que el resto permanece almacenada en dicha zona y podría ser utilizada por las plantas.

El agua de lluvia evaporada, la de percolación profunda y la de escorrentía superficial no pueden ser utilizadas por el cultivo, a la porción restante, almacenada en la zona de raíces se le denomina “precipitación efectiva” y resulta de gran importancia pues define el rendimiento del cultivo implantado. Si fuese necesario regar es la precipitación efectiva y no la precipitación total la que debe considerarse en el cálculo de necesidad de riego

En otras palabras, el término "precipitación efectiva" es utilizado para definir esa fracción de la lluvia que estará realmente disponible para satisfacer al menos parte de las necesidades de agua de las plantas. Precipitación efectiva= P ½ mensual x % de efectividad

100

Gráfico para obtener el % de efectividad pluvial en el cálculo de la lluvia efectiva % Efect 100 95

50

25

50

75

100

150

180

Precipitación ½mensual (mm)

Curva de Retención de Agua de Suelo Retención (atm) 15

0,3

Agua Higroscópica CM

HEq

Agua útil

Agua Gravitacional

Contenido de Hº de Suelo (%)

Contenido de humedad de suelo

Medición: Gravimetría, Tensiómetro, Bouyoucos

Estimación: Balance Hidrológico

Tensiómetro

Bouyoucos