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Departamento de Ambiente y Recursos Naturales
Climatología y Fenología Agrícola
Prof. Marcelo D. Asborno
Fundamentación Teórica
HUMEDAD DEL AIRE
CONDENSACIÓN
NUBES
Curso 2011
Contenido:
 El agua en la atmósfera.
 Ciclo Hidrológico.
 La humedad del aire: importancia meteorológica y
agrícola.
 Medición y formas de expresión del vapor de agua.
 Variación anual, diaria y zonal de la humedad del aire.
 Condensación del vapor de agua, causas.
 Nubes: características y clasificación.
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Contenido medio de agua en la atmósfera (en cm equivalentes de lluvia)
Lugar / Mes
Hemisferio NORTE
Hemisferio SUR
Mundial
Enero
1.9
2.5
2.2
Julio
3.4
2.0
2.7
CICLO HIDROLÓGICO
Ingreso del vapor de agua a la atmósfera
PP mundial anual media: 857 mm
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El concepto de ciclo se basa en el permanente movimiento o transferencia de las
masas de agua, tanto de un punto del planeta a otro, como desde un estado
físico a otro diferente (líquido - gaseoso - sólido).
Este ciclo del agua se produce en la naturaleza por dos causas principales:
La energía Solar y la gravedad.
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Movimiento del agua en la biósfera
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El Agua en el Planeta: Distribución
El agua dulce superficial representa sólo una exigua fracción y aún menor el agua
atmosférica (vapor y nubes).
Depósito
Volumen
(millones de km3)
Porcentaje
Océanos
1370
97.25
Casquetes y glaciares
29
2.05
Agua subterránea
9.5
0.68
Lagos
0.125
0.01
Humedad del suelo
0.065
0.005
Atmósfera
0.013
0.001
Arroyos y ríos
0.0017
0.0001
Biomasa
0.0006
0.00004
TASAS de RENOVACIÓN del AGUA (tiempo de residencia)
El agua de los océanos se renueva lentamente, una vez cada 3.000 años.
El vapor atmosférico lo hace rápidamente, cada 10 días aproximadamente.
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Importancia del Vapor de Agua en la atmósfera
A.- Meteorológica:
El Vapor de Agua absorbe fácilmente las radiaciones
térmicas, por ello un volumen de aire húmedo se
calentará más que el mismo volumen de aire seco.
Al condensarse o sublimarse en la atmósfera produce
variaciones en la temperatura del aire, provocando
cambios en el estado del tiempo. Formación de nubes,
nieblas, precipitaciones, nieve, granizo, rocío.
La cantidad de Vapor de Agua en la atmósfera regula
la intensidad de evaporación y evapotranspiración (EVT)
de los mares y de la superficie terrestre,
respectivamente.
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B.- Importancia Agrícola:
Regula la desecación de los suelos.
Influye en la velocidad de transpiración de las plantas:
•Aire saturado
menor intensidad de EVT
•Aire seco
mayor intensidad de EVT
Favorece o no la aparición de enfermedades y plagas:
Sarna del peral
Royas del trigo
Se manifiestan con tiempo húmedo
Arañita roja de alfalfa: Requiere tiempo seco
La cantidad de VA determina el tipo de helada
(blanca o negra) cuando éstas se producen.
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Medición de la Humedad del aire
La medición de la humedad relativa (HR) puede ser
hecha por sensores de distintos tipos, basados en:
Psicometría: El instrumento se compone de dos termómetros,
colocados uno al lado del otro; uno mide la temperatura del aire y el
otro la temperatura del termómetro húmedo. Psicrómetros.
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Desplazamiento: Es quizás el tipo de sensor más antiguo y de uso común,
utiliza un mecanismo para medir la expansión o contracción de un cierto
material que es proporcional a los cambios en el nivel de humedad relativa.
Higrógrafos y termohigrógrafos.
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Resistivos: Están compuestos de un sustrato cerámico aislante
sobre el cual se deposita una grilla de electrodos. Estos
electrodos se cubren con una sal sensible a la humedad
embebida en una resina (polímero).
Capacitivos: Los sensores capacitivos (polímero orgánico capacitivo)
constan de electrodos porosos o con filamentos entrelazados.
El material dieléctrico absorbe o elimina vapor de agua del
ambiente con los cambios de el nivel de humedad
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Formas de expresión del vapor de agua (VA)
El VA presente en la atmósfera puede expresarse de
distintas formas, en estudios climáticos se utilizan
principalmente:
A.- Tensión de vapor (e):
Fuerza de expansión o presión que ejerce el VA en
el seno de una masa de aire.
Para cada temperatura existe una Tensión de
Vapor Máxima, llamada Tensión de Saturación (E)
Su intensidad se expresa como la presión atmosférica en
milímetros de Hg o milibares (mb)
760 mm Hg = 1013 mb
1 mb = 1000 dinas/cm2
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B.- Humedad Relativa (HR):
Cociente porcentual entre la cantidad de VA presente en
el aire, a una determinada temperatura, y la cantidad
máxima de VA que el aire podría contener a la misma
temperatura.
Ejemplo:
1 m3 de aire a 14ºC puede contener en saturación 12g de VA
20ºC
15g de VA
40ºC
51g de VA
Si contiene realmente 6g:
Si contiene realmente 9g:
HR = 6/12 x 100 = 50%
HR = 9/12 x 100 = 75%
HR (%) = e / E x 100
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Otras formas de expresión del VA en la atmósfera:
C.- Déficit de Saturación (DS):
Indicador de la cantidad de VA que puede ingresar en la
atmósfera por evaporación de la superficie.
Diferencia entre la TV actual o real (e) y TV de saturación (E)
DS = E – e (mb)
D.- Punto de Rocío (PR):
Temperatura a la que hay que enfriar una masa de aire para
alcanzar el estado de saturación, manteniendo constante su
presión (Unidades: ºC).
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Formas físicas de expresión del Vapor de Agua:
Humedad absoluta =
Humedad específica =
Razón de mezcla =
gramos de VA
m3 de aire
(g / m3)
gramos de VA
(g / kg)
masa de aire húmedo
gramos de VA
masa de aire seco
(g / kg)
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Curva de Saturación
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Variación Diaria y Estacional
de Humedad del Aire
Relación Temperatura – Humedad del aire:
o
Aire
Agua
El aire caliente puede contener mayor cantidad de vapor de agua
que el mismo volumen de aire frío.
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Variación Zonal, latitudinal de la
Tensión de Vapor
Localidad
Latitud Sur
Tensión de
Vapor (mm)
Normal
anual
Posadas
27° 19' S
14.3
Buenos Aires
34° 28' S
Carmen de
Patagones
40° 47' S
Comodoro
Rivadavia
45° 51' S
Ushuaia
54° 48' S
11.6
7.5
6.6
5.0
Fuente: Estadísticas Climatológicas SMN. Argentina
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Procesos de cambio de estado del agua
Condensación del
Vapor de Agua

Sobre el suelo: ROCÍO

Baja altura: NIEBLA, NEBLINA, BRUMA

Sobre los 500 m: NUBES
Condensación: cambio de fase desde el estado de vapor al estado líquido.
Sublimación del
Vapor de Agua

Sobre el suelo: ESCARCHA

En altura: CRISTALES de HIELO
Sublimación: cambio de fase desde el estado de vapor al estado sólido.
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Intercambio de Energía,
en los procesos de cambio de estado del agua
VAPOR de AGUA - - - - - - - - - - - - - - - - - - Evaporación
Sublimación
677 Cal.g-1
Condensación
597.3 Cal.g-1
AGUA LÍQUIDA - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fusión
79.7 Cal.g-1
Solidificación
HIELO - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Requiere energía (absorbe calor).
Libera energía (cede calor).
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CONDENSACIÓN EN LA ATMÓSFERA
Depende en gran medida de la presencia y acción de ciertos elementos
higroscópicos no gaseosos que tienen la particularidad de acelerar el
proceso:
Núcleos de condensación
Tipo
Diámetro
Composición
Abundancia
Aitken
<0,4 micrones
Silicatos
grande
Grandes
0,4 a 1 micrón
NO3H-SO4H2
escasa
Gigantes
> 1 micrón
Sal marina
muy escasa
Núcleos: Sus concentraciones varían entre 1 y 10 millones de partículas por cm3.
Los más pequeños provienen de procesos de combustión, los de mayor tamaño
corresponden a partículas de sal generadas en el rompimiento de las olas en los
océanos o en polvo levantado por el viento.
Bruma: Núcleos de condensación hidratados de 0,1 a 5 micrones de diámetro.
Niebla y nube en equilibrio: Partículas con diámetro entre 5 a 150 micrones.
Precipitación: Gotas de diámetro mayor a 150 micrones.
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NUBES: Características y clasificación
•Nefología (del griego nephos 'nube'): es una rama de la Meteorología
Que abarca el estudio de las nubes y su formación.
•Nubosidad: Elemento meteorológico de apreciación visual,
es la proporción del cielo cubierto con nubes, se expresa en octavos
de cielo cubierto u “octas”.
Definición
Octas
Categoría
0
Despejado
Buen tiempo
1
1/8 de cielo cubierto o menos, pero no cero
Buen tiempo
2
2/8 de cielo cubierto
Buen tiempo
3
3/8 de cielo cubierto
Parcialmente nuboso
4
4/8 de cielo cubierto
Parcialmente nuboso
5
5/8 de cielo cubierto
Parcialmente nuboso
6
6/8 de cielo cubierto
Nuboso
7
7/8 de cielo cubierto o más, pero no 8/8
Nuboso
8
8/8 de cielo cubierto, sin claros
Cubierto
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TIPOS de NUBES

Desarrollo Horizontal: Formadas en condiciones de baja o

Desarrollo vertical: Formadas en condiciones de gran
moderada inestabilidad atmosférica.
inestabilidad atmosférica.
54% del globo terrestre está permanentemente cubierto de nubes
Líneas ISONEFAS: Unen puntos de la superficie cubiertos con igual nubosidad.
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Clasificación de las Nubes
Familia
Nubes altas
>6000m
Nubes Medias
2000 a 6000m
Nubes Bajas
0 a 2000m
Nubes con
Desarrollo Vertical
Altura de la Base de las Nubes
Tipo de Nubes
(Notación)
Trópicos: 6000-18000m
Latitudes medias: 5000-13000m
Región polar: 3000-8000m
Cirrus (Ci)
Cirrostratus (Cs)
Cirrocúmulus (Cc)
Trópicos: 2000-8000m
Latitudes medias: 2000-5000m
Región polar: 2000-4000m
Altostratus (As)
Altocúmulus (Ac)
Trópicos: superficie-2000m
Latitudes medias: superficie-2000m
Región polar: superficie-2000m
Trópicos: hasta los 12000m
Latitudes medias: hasta los 12000m
Región polar: hasta los 12000m
Stratus (St)
Stratocúmulus (Sc)
Nimbostratus (Ns)
Cúmulus (Cu)
Cumulonimbus (Cb)
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Tipos de Nubes según altura
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Los diez géneros de nubes, en orden decreciente de altura
CASTELLANO
LATIN
SIMBOLO
Cirrus
Ci
Cirroestratos
Cirroestratus
Cs
Cirrocúmulos
Cirrocumulus
Cc
Altoestratos
Altoestratus
As
Altocúmulos
Altocumulus
Ac
Estratocúmulos
Stratocumulos
Sc
Nimboestratos
Nimboestratus
Ns
Estratos
Estratus
St
Cúmulos
Cumulus
Cu
Cumulunimbus
Cb
Cirros
Cumulonimbos
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CIRRUS (Ci) – Nubes altas
STRATUS (St) – Nubes Bajas
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ALTO CUMULUS (Ac) – Nubes medias
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BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA
De Fina A.L. y A.C. Ravelo. “Climatología y Fenología Agrícola”. Editorial EUDEBA. 1973. 281 p. Buenos
Aires, Argentina.
Barry R.G. y R.J. Chorley. “Atmósfera, tiempo y clima”. Editorial OMEGA. 1984. 395 p. Barcelona, España.
Pettersen S. “Introducción a la Meteorología”. Editorial ESPASA CALPE. 1976.
Garabatos M. “Temas de Agrometeorología”. Tomo 1: Naturaleza de la Agrometeorología. Unidad de
Agrometeorología. Edición del Consejo Profesional de Ingeniería Agronómica. 1991. 98 p. Buenos Aires,
Argentina.
Garabatos M. “Temas de Agrometeorología”. Tomo 2: Elementos climáticos que incitan el crecimiento y los
fenómenos periódicos de las plantas verdes. Edición del Consejo Profesional de Ingeniería Agronómica. 1991.
210 p. Buenos Aires, Argentina.
Miller A.A. “Climatología”. Editorial OMEGA S.A. 1951. 376 p. Barcelona, España.
Fuentes Yague J.L. “Iniciación a la Meteorología Agrícola”. Ediciones Mundi Prensa. 1989. 195 p. Madrid,
España.
Castillo F.E. y F. Castellvi Sentis. “Agrometeorología”. Ministerio de Agricultura, Pesca y alimentación.
Ediciones Mundi Prensa. 1996. 517 p. Madrid, España.
Torres Ruiz E. “Agrometeorología”. Editorial Trillas. 1985. 154 p. México.
Celemín A.H. “Meteorología práctica”. Edición del autor. 1984. 313 p. Mar del Plata, Argentina.
Budyko M.I., I.I. Borzenkova, G.V. Menzhulin e I.A. Shikomanov. “Cambios Antropogénicos del Clima en
América del Sur”. San Petersburgo, Rusia. Editado por Academia Nacional de Agronomía y Veterinaria, N°19.
1994. 224 p. Buenos Aires, Argentina.
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Pascale A.J. y E.A. Damario. 2004. “Bioclimatología Agrícola y Agroclimatología”. Buenos Aires, FAUBA.
550 pág. ISBN: 950-29-0822-8
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Muchas gracias
por asistir a esta clase
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