REPORTE-COMPLEMENTARIO-Nº-1226-17MAY2019-PRECIPITACIONES-PLUVIALES-EN-LAS-PROVINCIAS-DEL-DEPARTAMENTO-DE-LIMA-04

Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas
Hidrología e Ingeniería de los Recursos Hidráulicos
Unidad 1. Introducción al Estudio del Agua, la
cuenca y meteorología
Dra. Ada Arancibia S
¿De dónde viene el agua?
¿De dónde viene el agua?
Introducción al estudio del agua
y meteorología
CONTENIDO
•
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LA HIDROLOGÍA Y EL CICLO HIDROLÓGICO
RECURSOS HÍDRICOS Y SU IMPORTANCIA
LA ATMÓSFERA, METEOROLOGÍA,
PARÁMETROS SU MEDICIÓN Y ANÁLISIS.
CLIMATOLOGÍA
ENSO, EFECTO INVERNADERO, CAMBIO
CLIMÁTICO
La Hidrología y el Ciclo hidrológico
 Hidrología

Según Chow V.T.(1964): “Hidrología es la ciencia natural que
estudia al agua, su ocurrencia, circulación y distribución
en la superficie terrestre, sus propiedades químicas y físicas y
su relación con el medio ambiente, incluyendo a los seres
vivos” (apud Aparicio, 1987 p.13).

“La hidrología es la ciencia que trata de la aparición y
distribución de las aguas de la Tierra en el tiempo y el
espacio, tanto encima como debajo de la superficie de la tierra,
incluidas sus propiedades químicas, biológicas y físicas, y su
interacción con el medio físico” (OMM / UNESCO , 1992).
La Hidrología y el Ciclo hidrológico
 Ciclo hidrológico
Proceso de circulación del agua entre los distintos compartimientos
de la hidrósfera.
Ciclo biogeoquímico con mínima intervención de reacciones
químicas, el agua solo se traslada de unos lugares a otros o cambia
de estado físico.
La Hidrología y el Ciclo hidrológico
EL CICLO HIDROLOGICO
Otros autores señalan que el
ciclo hidrológico es un proceso
que describe el movimiento y
almacenamiento de agua entre
diversos componentes
(Atmósfera, Criósfera,
Biósfera, Litósfera e
Hidrósfera).
Fuente: Sociedad Geográfica de Lima (2011)
La Hidrología y el Ciclo hidrológico

EL CICLO HIDROLÓGICO
El agua existe en la Tierra en tres estados:
solido (hielo, nieve) , gas (vapor de agua),
liquido,
(océanos,
ríos
y
lluvia),los
cuales están en constante cambio. El agua
de la superficie se evapora, el agua de las
nubes precipita, la lluvia se filtra por
la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad
total de agua en el planeta no
cambia. La circulación y conservación de
agua
en
la
Tierra
se
hidrológico, o ciclo del agua.
llama
ciclo
El Ciclo Hidrológico / Hidrología

La fase terrestre del ciclo hidrológico, es el ámbito de estudio de la hidrología. Fuente: Sociedad Geográfica de Lima (2011)
El Ciclo Hidrológico / Procesos
El Ciclo Hidrológico / Principales procesos
 1. Precipitación: Se produce cuando las gotas de agua que forman las
nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de
agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la
superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser
sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia).
El Ciclo Hidrológico / Principales procesos
 2. Evaporación: El agua se evapora en la superficie
oceánica, sobre la superficie terrestre. También se
puede considerar la sublimación, cuantitativamente
muy poco importante, que ocurre en la superficie
helada de los glaciares.
El Ciclo Hidrológico / Principales procesos

3. Infiltración: Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de
sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que
circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la
pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera
por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con
raíces más o menos extensas y profundas.
El Ciclo Hidrológico /
Principales procesos
4. Escorrentía. Este término
se refiere a los diversos
medios por los que el agua
líquida se desliza cuesta abajo
por la superficie del terreno.
El Ciclo Hidrológico / Principales procesos
 5. Flujo subsuperficial y subterráneo: El flujo subsuperficial es
el agua que se mueve en las capas poco profundas del suelo. El
flujo subterráneo es el agua agua que se mueve en capas más
profundas (acuifero).
El Ciclo Hidrológico / Principales procesos
 6. Condensación: El agua en forma de vapor se eleva y se condensa
formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas.
 7. Fusión: este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a
estado líquido al producirse el deshielo.
El Ciclo Hidrológico / Energía

El ciclo del agua emite una gran cantidad de energía, la cual procede de la que aporta
la insolación. La evaporación es debida al calentamiento solar y animada por la circulación
atmosférica, que renueva las masas de aire y que es a su vez debida a diferencias de
temperatura igualmente dependientes de la insolación. Los cambios de estado del agua
requieren o disipan mucha energía, por el elevado valor que toman el calor latente de fusión y
el calor latente de vaporización. Así, esos cambios de estado contribuyen al calentamiento o
enfriamiento de las masas de aire, y al transporte neto de calor desde las latitudes tropicales o
templadas hacia las frías y polares, gracias al cual es más suave en conjunto el clima.
El Ciclo Hidrológico / Principales procesos

Calor latente (sólido a líquido)
334 kJ/kg (79,7 kcal/kg) a 0 °C
 Calor de vaporización (líquido a gaseoso)
2257 kJ/kg (539,4 kcal/kg) a 100 °C.
El Ciclo Hidrológico / Efectos químicos
 El agua, al desplazarse a través del ciclo hidrológico, transporta sólidos y
gases en disolución. El carbono, el nitrógeno y el azufre, elementos todos
ellos importantes para los organismos vivientes, son volátiles y solubles,
y por lo tanto, pueden desplazarse por la atmósfera y realizar ciclos
completos, semejantes al ciclo del agua.
 La lluvia que cae sobre la superficie del terreno contiene ciertos gases y
sólidos en disolución. El agua que pasa a través de la zona
insaturada de humedad del suelo recoge dióxido de carbono del aire y
del suelo y de ese modo aumenta de acidez. Esta agua ácida, al llegar en
contacto con partículas de suelo o roca madre, disuelve algunas sales
minerales. Si el suelo
Los recursos hídricos y su importancia
 Los Recursos hídricos



Si se pudiera poner toda el
agua de la tierra en una
esfera, esta tendría 1500 km
de diámetro.
Un 3% de agua en el mundo
es de agua fresca, este
volumen de agua
representaría una esfera de
233 km de diámetro.
Sólo la tercera parte del
volumen de agua fresca es
fácilmente accesible para
uso humano.
21
Fuente: FAO (2015). 22
SITUACIÓN HÍDRICA EN EL PERÚ
Meteorología
 Ciencia del estudio de la atmósfera, de sus propiedades y de los
fenómenos que en ella tienen lugar.
 El estudio de la atmósfera se basa en el conocimiento de una serie de
magnitudes, o variables meteorológicas, como la temperatura, la
presión atmosférica o la humedad, las cuales varían tanto en el espacio
como en el tiempo. Cuando se describen las condiciones atmosféricas
en un momento y lugar concretos, se esta hablando del tiempo
atmosférico.
Climatología
 Se ocupa del estudio del tiempo pasado
en los diferentes lugares de la Tierra,
utiliza las herramientas de las
estadísticas para determinar los valores
centrales, particularmente la Media o
Promedio de las diferentes variables
meteorológicas con las cuales se
pueden clasificar los Climas.
 Se ayuda de la meteorología. Los datos
atmosféricos obtenidos en múltiples
estaciones meteorológicas durante
largo tiempo se usan para definir el
clima, predecir el tiempo, comprender
la interacción de la atmósfera con otros
subsistemas, etc.
Clima y tiempo
 Clima
 Tiempo
Condiciones promedio del
estado del tiempo para un
determinado lugar.
Factores: corriente de aire,
marítimas, altitud, latitud,
estaciones, orientación del
relieve.
El clima de Lima es árido
(sin lluvia) con humedad
elevada y nubosidad
constante.
Conjunto de circunstancias
meteorológicas como:
temperatura, presión de
aire, humedad, viento.
Controladores del Clima
 Factores diversos que
interactúan entre sí y
dan como resultado el
clima de una
determinada zona.
 Externos o factores
astronómicos:



Distancia entre la Tierra y el
Sol,
Inclinación del eje de
rotación de la Tierra
Actividad solar.
Controladores del Clima
 Internos, como son las
características geográficas:




Latitud, al aumentar la latitud, la
radiación solar que es absorbida por la
superficie terrestre por metro
cuadrado es menor y por tanto, en
igualdad de condiciones, la
temperatura media de esas regiones
también será menor
Distribución tierra-mar, propiedades
termodinámicas tierra y agua. Agua
termorregulador.
Orografía,
Corrientes oceánicas.
Meteorología: Perfil vertical de la atmósfera
Meteorología - Parámetros
 Parámetros meteorológicos de interés para la
hidrología






Radiación solar y terrestre
Circulación general
Temperatura
Humedad
Vientos
Precipitación (requiere un tratamiento mas profundo)
Radiación solar y terrestre
Formas de transmisión del calor.
Conducción. Convección. Radiación.
Todo el calor que proviene del sol, del cual dependen todos los
fenómenos meteorológicos, llega por radiación.
La radiación solar en el exterior de la atmósfera es constante e igual
a 1.94 langleys/min (langley = 1 caloría gramo/cm2).
Albedo. Cociente entre la radiación reflejada por un objeto y la
radiación total que llega a él.
 La intensidad de la radiación solar varía inversamente proporcional a
la distancia, por lo que varía debido a la órbita elíptica de la Tierra
alrededor del sol.
 El ecuador (zona de la Linea ecuatorial) recibe mucha más radiación
que los polos, debido a la forma y a la posición de la Tierra con
respecto al Sol.
Medición de la radiación solar
Se mide la radiación que llega al suelo.
Heliógrafo. Es una esfera de vidrio que
actúa como lente convergente en
cualquier dirección que reciba los rayos
solares.
El foco se forma sobre una banda
estrecha
de
cartulina
ubicada
concéntricamente con la esfera y
sostenida por dos ranuras en un soporte
que tiene tres ranuras para tres bandas
que se utilizan según la época del año.
Presión atmosférica
Es el peso del aire que gravita sobre una unidad de área
de un lugar.
Medición de la presión atmosférica.
La medida estándar corresponde al nivel del mar y
equivale a una columna de 760 mm de Hg, que es igual
a 1.033 g/cm2.
En meteorología se emplea como unidad el milibar,
equivalente a mil dinas por cm2 y la atmósfera estándar
es igual a 1.3332 milibares.
La presión atmosférica varía con la altura y de un sitio a
otro sobre la superficie por el peso de aire por la distinta
proporción de los componentes del aire.
Barómetro de mercurio
Barógrafo
Vientos
El viento es el aire en movimiento ocasionado por el
desigual calentamiento y enfriamiento de la superficie
terrestre.
Los vientos transportan energía y vapor de agua y otros
elementos a través de la atmósfera.
Medición del
viento
La velocidad del viento se mide
anemómetro y su dirección con veleta.
con
Variación de la velocidad del viento en la capa
de fricción (≈ 600 m).
_
_
v =v
k
z 
 
1  z1 
ṽ velocidad promedio ubicada a la altura z.
ṽ1 -> velocidad medida a la altura z1.
K є [0.1, 0.6], k=0.143 para z1 <= 10 m
Humedad Relativa
La humedad relativa (H.R.) es el porcentaje de la presión de
vapor con respecto a la presión de vapor de saturación a la
temperatura observada o también se define como el
porcentaje de la cantidad de vapor que el aire soporta con
respecto a la cantidad de vapor máxima que podría soportar
la atmósfera a la misma temperatura.
La presión parcial (e) puede ser estimada en base a la presión
atmosférica y a las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo.
e
H .R. = x100
es
Temperatura.
La temperatura es un índice de la cantidad de energía
que posee un cuerpo en forma de calor.
En el interior de la Tierra se tienen temperaturas
elevadas, pero la temperatura de la superficie depende
solo de la radiación solar debido a la poca capacidad de
las rocas para conducir calor.
Factores que determinan la temperatura.




Latitud.
Altitud.
Características de la superficie terrestre.
Circulación atmosférica.
ENSO
"ENSO" se refiere a El Niño /
Oscilación del Sur, la interacción
entre la atmósfera y el océano en
el Pacífico tropical que resulta en
una variación algo periódica entre
las temperaturas de la superficie
del mar por debajo de lo normal y
por encima de lo normal y las
condiciones secas y húmedas en
el transcurso de unos años.
Mientras que el océano tropical
afecta a la atmósfera por encima
de él, también la atmósfera
influye en el océano por debajo de
él. Una capa del Océano Pacífico
que está influenciada por ENOS
es la termoclina.
EL NIÑO/OSCILACIÓN SURENOS
Impactos hídricos asociados al ENOS
• Colapso de sistemas de
abastecimiento y de alcantarillado
•Contaminación de las aguas por
residuos.
• Problemas de saneamiento ambiental
•Reducción de la capacidad útil de los
embalses por acelerada sedimentación.
•Daños en los sistemas hidráulicos.
• Inundación áreas de cultivo, daño a la
producción.
• Aparición de plagas y enfermedades en
cultivos .
1997-98 : 3 500 millones de dólares
ANOMALÍA:
Diferencia del valor observado, respecto al promedio mensual 1981- 2010.
Efecto Invernadero
Cambio climático
IPCC. Informe de Evaluación 5 - 2014
Cambio Climático
 IPCC: Intergovernmental
Panel on Climate Change.
creado en 1988.
 Funciones: Facilitar
evaluaciones integrales del
estado de los conocimientos
científicos, técnicos y
socioeconómicos sobre el
cambio climático, sus causas,
posibles repercusiones y
estrategias de respuesta.
Cambio climático
Impacto Cambio climático en Perú
• El 71 % de los glaciares de los Andes tropicales
se encuentra en el Perú.
• Las 20 cordilleras andinas de Perú cubren una
superficie glaciar de 2 596 km2 . (USGS,1999).
• Entre 1963 y 1978, el glaciar del nevado
Quelccaya (cordillera de Vilcanota) se redujo en
un 20 %.
• La cordillera Blanca ha perdido 15 % de su
cobertura glaciar en 25 años. IRD-FRANCIA.
Cordillera Blanca
Cierre
 ¿Qué aprendimos hoy?
RESUMEN
 Hidrología. Estudio del agua, circulación,






distribución espacio temporal
Ciclo hidrológico
Los recursos hídricos y su importancia
Diferencia entre clima y tiempo
Diferencia entre meteorologia y climatología
ENSO
Efecto invernadero y Cambio climático.