Curso de Hidrología - Corfo Río Colorado

Hidrometeorología
La meteorología es el estudio de todos los
fenómenos atmosféricos .
El estudio relacionado con el agua
atmosférica que son los que interesan en la
hidrología, se denomina hgidrometeorología
Hidrologia Gral - Ing. J R Vergara
Definiciones y conceptos necesarios para el planteamiento
de algunos modelos simples de lluvia
Presión atmosférica: Es el peso de la columna de aire que gravita sobre una
unidad de área, dividido entre dicha unidad de área.
Recordar unidades:
1 bar = 760 mm Hg,
1 atm = 1033 Kg/cm2,
1 bar = aprox 1 atm
Esquema………………….
Presión de vapor: La atmósfera esta formada por una gran cantidad de
elementos, como son el hidrogeno, oxigeno, dioxido de carbono, etc.
Desde el punto de vista hidrológico lo mas importante es el agua en forma
sólida liquida y gaseosa. En promedio el volumen de agua solida y liquida no
representa mas del 1 % del volumen de la atmosfera y el vapor de agua no
representa mas del 4 %.
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Definiciones y conceptos necesarios para el
planteamiento de algunos modelos simples de
lluvia
La cantidad de vapor de agua contenida en el aire se expresa como la presión
que ejercería si todos los otros gases estuvieran ausentes, esto es, como el
peso de una columna de vapor por unidad de área, al cual se conoce como
presión de vapor.
Para una temperatura de aire dada, existe un máximo contenido de humedad
que el aire puede tener y la presión de vapor correspondiente se denomina la
presión de vapor de saturación es
La temperatura a la cual el aire se satura para una humedad especifica dada es
la temperatura del punto de rocío.
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Definiciones y conceptos necesarios para el
planteamiento de algunos modelos simples de
lluvia
Humedad relativa: Es la relación entre la presión de vapor real y la de
saturación, expresada en porcentaje Hr = 100 * Pvr/Pvsat
Humedad absoluta: Es la masa de vapor de agua contenida en una unidad de
volumen de aire Habs = masa de vapor / vol de aire.
Humedad espesifica: Se define como la relación entre la masa de vapor y la del
aire húmedo ( aire + vapor) Hesp = Mvap/(Mvap+Maireseco)
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Contenido de vapor de la atmósfera. Agua precipitable
Para que se formen las nubes, el agua que se evapora de
la superficie terrestre debe elevarse hasta que la presión y
la temperatura sean las necesarias para que exista
condensación, es decir, hasta que pueda alcanzar el punto
de rocío.
Cuando una masa de aire asciende, se ve sujeta a una
presión gradualmente decreciente, entonces se expande y
al expandirse en virtud de las leyes de los gases, disminuye
su temperatura.
Si disminuye la temperatura lo suficiente para quedar
debajo del punto de rocío, puede comenzar la
condensación.
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Contenido de vapor de la atmósfera. Agua precipitable
La condensación tiene lugar al unirse varias de las pequeñas
gotas que forman las nubes, sin embargo para que esta union se
verifique en cantidades significativas sin la intervencion de otros
elementos, es necesario que la supersaturacion sea mayor de la
que normalmente se produce en la atmosfera, en esas
condiciones se tendran nucleos de condensacion uniforme.
En realidad estos nucleos se forman con las condiciones de
supersaturacion comunes, alrededor de corpusculo de naturaleza
mineral u orgánica presentes en la atmósfera y provenientes de
la erosión orografica, humos de combustiones naturales o
artificiales, polen y en algunos lugares cristales de sal marina .
De esta forma se forman gotas mas grandes que tienen ya
suficiente peso para caer bajo la acción de la fuerza de
gravedad.
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Contenido de vapor de la atmósfera. Agua precipitable
En hidrologia interesa la cantidad de vapor de agua
contenida en la atmósfera sobre un lugar determinado y en
especial la cantidad de lluvia que puede generarse de ese
vapor.
La masa total de vapor de agua existente en una columna
de aire de área unitaria y altura z se llama agua
precipitable y se puede calcular a través de un modelo
matemático
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Precipitación
Desde el punto de vista de la ingeniería hidrológica, la
precipitación es las fuente primaria del agua de la
superficie terrestre y sus mediciones forman el punto de
partida de la mayor parte de los estudios concernientes
al uso y el control del agua.
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Precipitación
• Formas
–
–
–
–
Llovizna o garúa
Lluvia
Granizo
Nieve
• Precipitación es la
fuente primaria del
agua de la superficie
terrestre
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Clasificación de la precipitación
• Atendiendo al factor
que provoca la
elevación del aire en
la atmósfera, la
precipitación se
clasifica en:
– Convectiva
– Orográfica
– Ciclónica
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Medición de la precipitación
• Se mide en función de
la altura de la lámina
de agua que cae por
unidad de área
Si
hp= 1mm
Entonces:
Volumen= 0.001 m3
o igual a 1 litro
Area= 1 m2
hp
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Medición de la precipitación
• Pluviómetro
– Aparato destinado a medir la
cantidad de agua caída, ya sea en
forma de lluvia, nieve o granizo,
expresada a través de la cantidad
de litros o milímetros caídos por
metro cuadrado.
– Cualquier recipiente de boca
ancha, cuya superficie sea
conocida puede servir como
pluviómetro; para efectuar las
medidas, se utilizará una probeta
graduada que dará los cc. de
precipitación caídos en el
pluviómetro.
– El pluviómetro tipo Hellmann es el
instrumento meteorológico más
generalizado.
20 cm Φ
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Capítulo 3
3.4 Medición de la precipitación
• Pluviógrafo
– Es un instrumento
registrador que mide la
cantidad de precipitación e
indica la intensidad caída.
– Constituidos por recipientes
dobles de medida conocida
(vaciado automático)
– El movimiento se transmite
a una plumilla que inscribe
sobre la banda registradora
el número de vuelcos que
se han producido
– El gráfico que se genera se
conoce como pluviograma.
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Pluviograma
Medición de la precipitación
• Estaciones automáticas
– Registran parámetros hasta
cada minuto
– Bajo costo
– Pueden verse los datos en
tiempo real
– Proceso se hace mediante
un programa especializado
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Medición de la precipitación
• Radar
–
–
–
–
Puede determinar dónde están la lluvia
y el granizo .
El rada rebota ondas de radio en las
gotas de lluvia de las nubes.
Una computadora mide cuánto tiempo
le toma a las ondas reflejarse de vuelta
y utiliza ese tiempo para determinar
cuán lejos está la lluvia.
La computadora también mide cuánta
energía se refleja de vuelta hacia el
radar y calcula cuanta lluvia contienen
las nubes.
• Radar Doppler
–
–
No sólo puede determinar cuán lejos
están las gotas de lluvia, también
puede calcular si se están moviendo en
dirección o lejos del radar.
Los metereólogos saben que si la lluvia
se está moviendo, el viento debe estar
empujándola. Es así como saben hacia
dónde sopla el viento dentro de las
nubes.
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Cálculo de la precipitación media
• Los métodos pueden ser utilizados para
calcular precipitación media anual o de
una tormenta
• Metodologías:
– Promedio aritmético
– Polígonos de Thiessen
– Isoyetas
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Promedio aritmético
• Promedio aritmético, de
•
las alturas de
precipitaciones
registradas, de las
estaciones localizadas
dentro de la zona
Precisión depende de:
– Cantidad de estaciones
– Distribución de estaciones
– Distribución de lluvias
• Es un método bueno si
hay un gran número de
pluviómetros
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Polígonos de Thiessen
• Se necesita conocer la
localización de las
estaciones dentro y
fuera del área de
estudio.
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Isoyetas
• Se necesita de un plano
•
•
•
de isoyetas para el área
de estudio
Este solía ser el método
más exacto.
Se necesita de un buen
criterio para el trazado de
isoyetas
Precipitación orográfica
sigue el patrón de curvas
a nivel
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Interpolación espacial
• Procedimiento matemático utilizado para predecir el
valor de un atributo en una locación precisa a partir de
valores del atributo obtenidos de puntos vecinos
ubicados al interior de la misma región. A la predicción
del valor de un atributo en lugares fuera de la región
cubierta por las observaciones se le llama extrapolación.
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