EL AGUA EN LA ÁTMOSFERA
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EL AGUA EN LA ÁTMOSFERA
Programa Regional de Meteorología / IANIGLA - CONICET
www.prmarg.org
E-mail: [email protected]
Av. Ruíz Leal s/n Parque General San Martín. Mendoza - ArgentinaTel. (+54 - 261 ) 428 6010
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.
El agua en la atmósfera
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
Ciclo hidrológico
• 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
• 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 térmicanecesaria para evaporarla.
• El calor recibido del sol queda almacenado en el propio vapor como
calor latente
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
Calor latentePara cambiar de estado hay un calor latente
particular
• Caloríacantidad de calor que hay que entregar a 1gr de agua para elevar su temperatura en 1°C
• Calor latente de evaporaciónCantidad de calor que hay que entregar a 1gr de agua para evaporarla + 597.3 cal/gr
• Calor latente de condensaciónCantidad de calor que hay que quitarle a 1gr de agua para condensarla – 597.3 cal/gr
• Calor latente de fusiónCantidad de calor que hay que entregar a 1gr de agua sólida para licuarla + 79.7 cal/gr
• Calor latente de solidificaciónCantidad de calor que hay que quitarle a 1gr de agua para condensarla – 79.7 cal/gr
• SobrefusiónEl agua se puede enfriar a temperaturas algo inferiores a 0°C si solidificar. Engelamiento en nubes.
• Calor latente de sublimaciónCantidad de calor que hay que entregar a 1gr de hielo o nieve para transformarlo en vapor + 677 cal/gr
Calor latente de sublimación
= 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
• HUMEDADCantidad 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.
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.