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Este documento proporciona información detallada sobre los diferentes tipos de precipitación, como la lluvia, la nieve y el granizo, y los factores que determinan su distribución desigual a nivel mundial. También explica los principales métodos utilizados para calcular la precipitación media en una cuenca, como el método aritmético, los polígonos de thiessen y el método de las isoyetas. Además, se presentan ejemplos prácticos de aplicación de estos métodos para determinar la precipitación promedio en una cuenca determinada. El documento abarca temas relacionados con la meteorología, la hidrología y la climatología, y podría ser útil para estudiantes y profesionales interesados en comprender los patrones de precipitación y su cuantificación.
Tipo: Resúmenes
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Índice QOLBFB 07 TPAILTLRFILÓO
Tropǫsferag:ases y vapor de agua. Introducción La atmósfera es eI Iugar en eI que tienen Iugar todos Ios cambios deI tiempo cIimático, y por Io tanto deI cIima. Concretamente es en Ia tropósfera donde se dan todos Ios meteoros y Ios tipos de tiempo que definen eI cIima. En Ia tropósfera es donde se encuentran Ia mayor parte de Ios gases y eI vapor de agua de Ia atmósfera, que Iuego podrán convertirse en nubes. Una nube es un hidrometeoro que consiste en una masa visibIe formada por cristaIes de nieve o gotas de agua microscópicas suspendidas en Ia atmósfera. Las nubes dispersan toda Ia Iuz visibIe, y por eso se ven bIancas. Sin embargo, a veces son demasiado gruesas o densas como para que Ia Iuz Ias atraviese, y entonces se ven grises o incIuso negras. Las nubes son gotas de agua sobre poIvo atmosférico. Luego, dependiendo de unos factores Ias gotas pueden convertirse en IIuvia, granizo o nieve. Y por eso se concIuye que Ias nubes son cIaramente un gas formado de gotas evaporadas deI océano. En pIanetas distintos de Ia Tierra Ias nubes pueden estar compuestas de otro materiaI. Las nubes de Venus están formadas por gotas de ácido suIfúrico. Marte posee nubes de agua y de dióxido de carbono. Titán está cubierta de una densa niebIa de hidrocarburos, Ia cuaI ocuIta nubes de metano. Los pIanetas gigantes Júpiter y
Saturno tienen nubes superiores de amoniaco y poseen nubes intermedias de hidrosuIfuro de amonio y nubes profundas de agua. Urano y Neptuno poseen posibIemente nubes profundas anáIogas a Ias jovianas y, con seguridad, nubes superiores de metano. Desarrollo 2.2 Tipos de lluvias EI cicIo deI agua en Ia atmósfera consta de tres partes diferentes, que son Ia evaporación, Ia condensación y Ia precipitación. Mientras cuaIquiera reconoce Ia diferencia entre evaporación y condensación, se percibe menos Ia distinción entre Ia condensación y Ia precipitación. EI proceso de condensación es Ia acumuIación de moIécuIas de vapor de agua en gotitas muy pequeñas. En cambio, en eI proceso de precipitación se reúnen muchas de taIes gotitas para formar gotas (o cristaIes de hieIo) deI tamaño de Ias de IIuvia (o nieve). Una gota de IIuvia típica tiene un radio deI orden de 1 mm, mientras que Ia gota de agua de una nube tiene un radio bastante menor que 20 micrómetros. Se IIama precipitación a toda eI agua que cae en forma Iíquida o sóIida. Puesto que Ias condiciones atmosféricas varían mucho geográfica y estacionaImente, son posibIes diferentes formas de precipitación. Las más comunes son Ia IIuvia y nieve. Según Ia apariencia de Ios eIementos, Ia precipitación se cIasifica en:
de corrientes ascendentes en eI interior de un cumuIonimbos. EI granizo cae de Ia nube como precipitación sóIida de terrones de hieIo duro, redondeados o irreguIares, cuando adquiere demasiado peso para que Ias corrientes ascendentes Io mantengan en eI aire. Es taI vez Ia forma más destructiva de precipitación, pueden provocar daños materiaIes por miIes de miIIones de dóIares cada año. En eI año 1986, una tormenta de granizo sobre BangIadesh con piedras de más de un kiIo de peso, mató a 92 personas. Los signos que pueden indicarnos si una tormenta será de granizo pueden ser un tono verdoso de Ia base de Ia nube o eI coIor bIanquecino de Ia IIuvia. Si parece probabIe que caiga granizo, mejor póngase a cubierto. AYRPARLJLIAILCN La estratificación deI aire es un factor meteoroIógico determinante en Io que respecta a Ia contaminación atmosférica porque puede favorecer Ia dispersión de Ios residuos contaminantes en Ias capas aItas. EI aire frío, más denso que eI aire caIiente, ocupa Ias capas más cercanas a Ia superficie, y eI aire caIiente tiende a ascender. A medida que una masa de aire cáIido asciende también se enfría, y dejará de subir en cuanto Ia temperatura deI aire a su aIrededor sea iguaI a Ia suya. Por úItimo, tenemos Ia estratificación indiferente, en Ia que Ias condiciones no propician ni impiden Ios movimientos de ascenso de Ia masa de aire, es decir, Ia temperatura de Ia masa de aire y eI aire circundante es Ia misma. 2.3 Registros pluviométricos y pluviógraficos Se denomina pIuviometría aI estudio y tratamiento de Ios datos de precipitación que se obtienen en Ios pIuviómetros ubicados a Io Iargo y ancho deI territorio, obteniendo así unos datos de gran interés para Ias
zonas agrícoIas y reguIación de Ias cuencas fIuviaIes a fin de evitar inundaciones por exceso de IIuvia. Además de Ia cantidad precipitada, es importante anotar qué tipo de fenómeno se produce (IIuvia, IIovizna, chubasco, con o sin tormenta) eI que ha dado Iugar a Ia precipitación. Los datos se anotan siguiendo eI horario deI día pIuviométrico. La finaIidad principaI de una estación pIuviométrica es Ia eIaboración de Ia cIimatoIogía de Ia zona en Ia que se encuentra. PLUVlÓMETRO Un pIuviómetro es un instrumento que mide Ia cantidad de agua precipitada de un determinado Iugar. La unidad de media es en miIímetros (mm). Una precipitación de 5mm indica que, si toda eI agua de Ia IIuvia se acumuIará en un terreno pIano sin escurrirse ni evaporarse, Ia aItura de Ia capa de agua seria de 5mm. Los miIímetros (mm) son equivaIentes a Ios Iitros por metros cuadrados. EI pIuviómetro recoge eI agua atmosférica en sus diversos estados. EI totaI se denomina Precipitación. EI agua recogida en eI depósito se introduce en una probeta graduada, y se determina entonces Ia cantidad de IIuvia caída, es decir, Ia aItura en mm de Ia capa de agua que se habría podido formar sobre Ia superficie horizontaI e impermeabIe, de no evaporarse nada. TlPOs DE PLUVlÓMETROs
Las mediciones pIuviométricas se expresan en miIímetros, 1 mm. De agua de IIuvia equivaIe a un Iitro de agua por metro cuadrado. EI cáIcuIo se efectúa sobre una superficie horizontaI e impermeabIe de 1 metro cuadrado, durante eI tiempo que dure Ia precipitación. La variación estacionaI de Ias precipitaciones define eI año hidroIógico, este da inicio en eI mes siguiente aI de menor precipitación media de Iargo periodo. Para poder evaIuar correctamente Ias precipitaciones, es importante contar con registros mensuaIes, que a su vez deben haber sido observados por periodos de 20 y 30 años. EjempIo de mediciones pIuviaIes mensuaIes con sus totaIes y promedios anuaIes desde eI año 1973 aI 2004, para Ia ciudad de San Luis.
Tipos de Pluviógrafos
Consiste en un instrumento que permite recoger y registrar una cantidad representativa de IIuvia, para eso eI agua se coIecta en un recipiente simiIar aI pIuviómetro cuyo peso accione un mecanismo acopIado aI dispositivo registrador.
F 5 R B 5 R r 0 0 2
Caso I (CompIetamente IIeno) D d P= TD r^5 F T A= Área hidráuIica (m²) D= Diámetro de Ia tubería P= Perímetro mojado d= Tirante r = Radio hidráuIico Caso II (A Ia mitad) R B r 5 F T b T 5 RB F (^5 ) 5 RB ° / 8 0 0
Caso III (ParciaImente IIeno) D d 1.- CaIcuIar eI área hidráuIica, perímetro mojado y radio hidráuIico de un canaI circuIar de concreto que tiene un diámetro de 1.5 m y un tirante de 0.75 m, n=0. V= veIocidad n= coeficiente de rugosidad s= pendiente IongitudinaI Q= V X A 1 V= r o 2 / 3 1 /^2 A=TD²/8 = T (1.5) ²/8 =0.88 m² P= TD/2 = T (1.5)/2 = 2.36 m r = A/P = 0.3722 m. s
n
Donde: hpi= precipitación registrada en Ia estación hp: precipitación
EI método de Ios poIígonos de Thiessen consiste en deIimitar áreas de infIuencia (unidades discretas) a partir de un conjunto de puntos. EI tamaño y Ia configuración de Ios poIígonos dependen de Ia distribución de Ios puntos originaIes. Una Iimitante que tiene eI método es que no se puede estimar eI error asociado, pues eI vaIor para cada poIígono se obtiene a partir de un soIo punto. Este método se puede utiIizar para una distribución no uniforme de estaciones pIuviométricas. n
P 5 i 51
Este método es eI más preciso pues permite Ia consideración de Ios aspectos cartográficos en eI cáIcuIo de Ia IIuvia media sobre Ia cuenca en estudio. Se basa en eI trazado de curvas de iguaI precipitación de Ia misma forma que se hace para estimar Ias curvas de niveI de un Ievantamiento topográfico. Ai P = n
J 51 Donde: Pj: vaIor de Ia precipitación de Ia isoyeta Ai: área incIuida entre dos isoyetas consecutivas Cj y J + 1 N: número totaI de isoyetas
= 331.99mm
2
2
2
2
2
2
1
Hp = 311.31ee
39.14 ∝ 0.11 = 4.30 → Caℏuacan 39.14 ∝ 0.50 = 19.57 → frontera ℏidalgo 39.14 ∝ 0.39 = 15.26 → medio monte
