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Programa Regional de Meteorología / IANIGLA - CONICET
EL AGUA EN LA ÁTMOSFERA
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El agua en la atmósfera
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.
Ciclo hidrológico
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
• 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 térmica
necesaria 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 latente
Para cambiar de estado hay un calor latente
particular
• Caloría
cantidad de calor que hay que entregar a 1gr
de agua para elevar su temperatura en 1°C
• Calor latente de evaporación
Cantidad de calor que hay que entregar a 1gr
de agua para evaporarla + 597.3 cal/gr
• Calor latente de condensación
Cantidad de calor que hay que quitarle a 1gr
de agua para condensarla – 597.3 cal/gr
• Calor latente de fusión
Cantidad de calor que hay que entregar a 1gr
de agua sólida para licuarla + 79.7 cal/gr
• Calor latente de solidificación
Cantidad de calor que hay que quitarle a 1gr
de agua para condensarla – 79.7 cal/gr
• Sobrefusión
El agua se puede enfriar a temperaturas algo
inferiores a 0°C si solidificar.
Engelamiento en nubes.
• Calor latente de sublimación
Cantidad 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
• HUMEDAD
Cantidad 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.