HUMEDAD Y PRECIPITACIONES

HUMEDAD Y PRECIPITACIONES.
Humedad atmosférica.
Ciclo Hidrológico: el agua se presenta en la naturaleza en los 3 estados de la
materia. Las moléculas de agua pueden pasar de un estado a otro por
evaporación/condensación, fusión/congelación y sublimación. De hecho las
moléculas de agua están en constante movimiento, su velocidad depende de su
energía que está relacionada con la temperatura.
Para pasar de estado líquido a gaseoso las moléculas de agua deben incrementar su
energía cinética que normalmente absorbe a partir de la energía solar. Las
moléculas que posean más energía (las más rápidas) serán las que antes se
evaporen. De este modo la energía media del agua restante disminuye y por tanto
también desciende su temperatura.
El agua de la tierra está en un constante proceso de transformación entre estados y
de transferencias de unos componentes a otros del sistema climático. El conjunto
de estos procesos, recibe el nombre de ciclo hidrológico.
La cantidad de agua presente en la atmósfera resulta un porcentaje muy reducido
del volumen total, y además su reparto es muy variable. El aire frío apenas puede
contener humedad, mientras que el aire caliente puede almacenar gran cantidad de
vapor de agua. La mayor parte del vapor de agua se encuentra en las capas
inferiores de la atmósfera. El aire siempre contiene algo de humedad. La cantidad
de vapor de agua presente en el aire húmedo puede expresarse según una serie de
índices higrométricos:
 Humedad absoluta: masa total de agua/volumen de aire (g/m3)
 Humedad relativa: Humedad absoluta/Humedad absoluta máxima del
mismo volumen de aire a la misma temperatura (%). Cuando r alcanza el
100% se dice que el aire está “saturado” y se inicia la condensación.
Evaporación y evapotranspiración
Evapotranspiración a la unión de dos procesos: evaporación y transpiración. En el
océano no aparece la transpiración y la evaporación se produce en condiciones de
agua libre. En tierra la transpiración puede llegar a ser muy importante mientras
que sólo pueda evaporarse el agua presente en la capa superficial de suelo que está
retenida por una serie de potenciales en el suelo, pudiéndose dar el caso de que no
exista agua que evaporar.
La evapotranspiración se produce siempre que se comunica energía a una superficie
capaz de evaporar agua si la humedad relativa del aire está por debajo del 100%.
La energía necesaria para evaporar un gramo de agua se denomina calor latente de
vaporización.
PRECIPITACIONES
Condensación: Es el paso del agua de estado gaseoso a líquido. Ello se produce
cuando la presión de vapor de agua (PV) es mayor que la presión de vapor de
saturación (PVS). Esto es resultado de que aumente PV o por que descienda PVS.
La causa fundamental de un descenso en PVS son los descensos de temperatura.
Los mecanismos de enfriamiento de la atmósfera pueden ser varios:
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Mezcla de masas de aire húmedo a diferente temperatura,
Contacto con una superficie fría,
Enfriamiento adiabático, que es el más efectivo.
Para que el vapor de agua se condense es necesario que existan núcleos de
condensación sobre los que puedan formarse las gotas, son las denominadas
partículas higroscópicas por su capacidad para absorber humedad. En caso de que
no existan partículas de este tipo, el agua puede permanecer en forma de vapor.
Los núcleos de condensación son aerosoles de muy diversos tipos. Los mejores son
las partículas de sal, procedentes del océano, y los productos de la combustión
(volcanes o actividad industrial). Los peores son los procedentes del polvo
terrestre, mientras que los de origen vegetal dan mejores resultados.
Formas de condensación
Existen dos formas fundamentales de condensación: las nieblas que se ligan a
condiciones de estabilidad y por tanto falta de turbulencia y las nubes que aparecen
en condiciones de inestabilidad.
Nieblas:
-Radiación, por descenso de la temperatura del aire en contacto con el aire frío
por una inversión térmica en superficie. Primero se origina rocío o escarcha y a
continuación niebla. Cuando avanza el dia, el suelo se calienta por radiación y
calienta el aire por conducción por lo que la niebla se disipa desde la base hacia
arriba (la niebla “se levanta”).
-Advección, por enfriamiento de las capas de aire cuando se desplazan
horizontalmente sobre una superficie generalmente marina. Puede ser aire frío
moviéndose sobre una superficie cálida o aire cálido sobre una superficie fría. En el
primer caso el agua caliente se evapora y se condensa en contacto con el aire más
frío formando columnas de niebla, similares a humo, que muestran la turbulencia
del aire. En el segundo caso, el aire cálido es enfriado por conducción en sus capas
bajas dando lugar a una inversión térmica y condensación.
-Industrial, la adición al aire de partículas higroscópicas de origen industrial
facilita la presencia de nieblas densas con humedades relativas inferiores al 100%.
Cuando se mezclan con humo se forma una niebla muy densa que es el smog.
Nubes
Son las principales formas de condensación. Se trata de un volumen de aire que se
hace visible por contener muchas y minúsculas gotas de agua y cristales de hielo
(unas 1.000 por cm3) que flotan en el aire. Se originan por condensación y
sublimación que se produce en la atmósfera sobre ciertas partículas sólidas
microscópicas que se denominan núcleos de condensación y sublimación.
Por su constitución física, las nubes se clasifican en: líquidas, de cristales de hielo,
heladas (formadas por gotas de agua congeladas) y mixtas
Por su evolución se denominan locales o emigrantes. En las primeras todas sus
etapas tienen lugar a la vista de un observador fijo sobre la superficie terrestre
(son las de origen convectivo en verano), en las segundas se desarrollan al mismo
tiempo que se desplazan de un punto a otro del horizonte.
Por su altitud se clasifican en altas (5-13 Km.), medias (2-7 Km.) y bajas (menos
de 2Km).
Atendiendo a la relación entre su dimensión vertical y su extensión horizontal, se
pueden clasificar en estratiformes y cumuliformes. En las primeras la dimensión
vertical es muy reducida con respecto a la horizontal. Las cumuliformes tienen una
dimensión vertical semejante a las estratiformes o mayor.
Existe una clasificación internacional de nubes basada en la existencia de diez tipos
principales denominados géneros, estos se pueden dividir en especies, Los diez
géneros son:
 Cirros (Ci): Nubes filamentosas blancas y brillantes situadas entre 7 y 9 Km.
de altitud. Formadas por cristales de hielo.
 Cirroestratos (Cs): Velo nuboso traslúcido de color blanco brillante y aspecto
fibroso. Cubren total o parcialmente el cielo apareciendo fenómenos de halo.
Entorno a 8 Km. de altitud. Formadas por cristales de hielo.
 Cirrocúmulos (Cc): Banco de nubes blancas formadas por elementos muy
pequeños en forma de gránulos u ondas y dispuestos regularmente.
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Altostratos (As): Manto nuboso gris-azulado de aspecto estriado, fibroso o
uniforme que cubre total o parcialmente el cielo dejando partes lo
suficientemente delgadas como para poder ver el sol. No presenta
fenómenos de halo. Mixta
Altocúmulos (Ac): Nubes blancas o grises generalmente con sombra propia
compuestos por láminas o pequeñas cúmulos de aspecto fibroso o difuso
que pueden aparecer soldados o no. Formada por agua líquida.
Nimbostratos (Ns): Capa nubosa gris sombría de aspecto borroso debido a
las precipitaciones que produce. Por su espesor suele ocultar el sol. Por
debajo aparecen nubes bajas desgarradas. Puede considerarse como un
estrato muy espeso.
Precipitación
Expresa todas las formas de humedad caídas en estado sólido o líquido sobre el
suelo. Las nubes son la fuente principal de precipitación aunque la mayoría de ellas
no originen precipitación.
Tipos de precipitación
En función del tipo de proceso que desencadena el ascenso de aire, las
precipitaciones pueden clasificarse en:
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Ciclónica o frontal. Se produce por el ascenso de masas de aire por
convergencia de masas de aire de distinta temperatura en un sistema de
bajas presiones. La masa de aire frío penetra por debajo de la de aire cálido
y la eleva con lo que se enfría adiabáticamente pudiendo producir
precipitaciones. Se producen precipitaciones moderadas o fuertes y
continuas sobre áreas muy extensas a medida que se mueven hacia el Este.
El frente polar es el responsable de la mayor parte de las precipitaciones
entre 40° y 65° de latitud Norte.
Precipitación por convergencia. Tiene su origen en el ascenso de aire por
convergencia de dos masas de aire de características similares en la Zona de
Convergencia Intertropical.
Precipitación convectiva. El intenso calentamiento del suelo en verano se
transmite a las capas de aire más cercanas a este, constituyendo el
mecanismo desencadenante de un movimiento ascendente del aire que lleva
a la formación de nubes de tipo cúmulo o incluso cumulonimbo que pueden
producir intensas precipitaciones.
Precipitación orográfica. Las montañas tienen un mecanismo propio de
producir precipitación en situaciones de inestabilidad condicional debido a su
capacidad para elevar el aire, produciendo las lluvias orográficas en sentido
estricto (llueve más en las vertientes que en las llanuras). Por otro lado
produciendo incrementar la inestabilidad del aire pueden contribuyen.
Formas de precipitación
La forma en que se produce la precipitación, junto a la estructura térmica de la
capa de aire situada bajo la atmósfera va a condicionar la forma (sólida o líquida)
de la precipitación.
Todas las formas de precipitación se conocen con la denominación general de
hidrometeoros, estos se dividen en dos categorías:
 Precipitaciones verticales: lluvia, granizo, nieve.
 Precipitaciones horizontales u ocultas: rocío, escarcha, cencellada
blanca (niebla congelada).
La forma más común es la lluvia que se clasifica dependiendo de la forma en que se
produce en: Llovizna; lluvia y chubasco. La nieve son cristales de hielo hexagonales
agrupados en copos. Se forman a temperaturas muy bajas, para que no se licuen
antes de llegar al suelo es necesario que la temperatura entre este y a nube sea
inferior a 0°. El granizo son esferas de hielo duro con diámetro variable entre 5 y
50 mm y estructura en forma de capas concéntricas. Se origina por violentos
movimientos de convección desde donde caen en intensos chaparrones. Suele
ocurrir en latitudes medias y en el interior de los continentes debido a la fuerte
inestabilidad atmosférica debida al calentamiento superficial.
Distribución mundial de la precipitación
Cada año, 973 mm de precipitación caen sobre la superficie terrestre repartidos
desigualmente en el espacio y el tiempo. La disposición de los principales centros
de acción ligados a la Circulación General Atmosférica originan una primera división
de la superficie terrestre en una serie de zonas con regímenes pluviométricos
característicos:
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Régimen ecuatorial Un cinturón de fuertes lluvias y escasa variabilidad
estacional entorno al Ecuador. La continuidad de la precipitación se debe a
que, a pesar de los movimientos estacionales, la zona de convergencia
intertropical está siempre sobre esta zona.
Régimen tropical Dos cinturones entre 10° y 20° de altas precipitaciones
concentradas en una estación lluviosa (cuando la ZCIT se sitúa en la
vertical) y una seca (cuando en la vertical se sitúan los anticiclones).
Cinturones secos alrededor de los 30° N y S debido a la presencia de las
células subtropicales de alta presión durante la mayor parte del año.
Franjas situadas en latitudes medias entre 40° y 50° con abundantes
precipitaciones ligadas a los ascensos del aire en el frente polar. Estas
precipitaciones son máximas en las fachadas occidentales de los continentes
y se reducen hacia el interior
Régimen polar.