HIDROLOGIA

UNIDAD II:

LA PRCIPITACION

DOCENTE:

ING GILBER GONZALES LIZARME

LA PRECIPITACION

En meteorologa, la precipitacin es cualquier forma de hidrometeoro que cae del cielo y llega a la superficie terrestre. Este fenmeno incluye lluvia, llovizna, nieve, aguanieve, granizo, pero no la virga, neblina ni roco que son formas de condensacin y no de precipitacin. La cantidad de precipitacin sobre un punto de la superficie terrestre es llamada pluviosidad, o monto pluviomtrico.

La precipitacin es una parte importante del ciclo hidrolgico, responsable del depsito de agua dulce en el planeta y, por ende, de la vida en nuestro planeta, tanto de animales como vegetales, que requieren del agua para vivir.

http://es.wikipedia.org/wiki/Meteorolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Meteoro_(meteorolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Lluviahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lloviznahttp://es.wikipedia.org/wiki/Nievehttp://es.wikipedia.org/wiki/Aguanievehttp://es.wikipedia.org/wiki/Granizohttp://es.wikipedia.org/wiki/Virgahttp://es.wikipedia.org/wiki/Neblinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Roc%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensaci%C3%B3n_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_hidrol%C3%B3gicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_hidrol%C3%B3gicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_hidrol%C3%B3gicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Agua_dulcehttp://es.wikipedia.org/wiki/Agua_dulcehttp://es.wikipedia.org/wiki/Agua_dulcehttp://es.wikipedia.org/wiki/Agua

LA PRECIPITACION La precipitacin es generada por las nubes, cuando alcanzan un

punto de saturacin; en este punto las gotas de agua aumentan de tamao hasta alcanzar el punto en que se precipitan por la fuerza de gravedad.

Es posible inseminar nubes para inducir la precipitacin rociando un polvo fino o un qumico apropiado (como el nitrato de plata) dentro de la nube, acelerando la formacin de gotas de agua e incrementando la probabilidad de precipitacin, aunque estas pruebas no han sido satisfactorias, prcticamente en ningn caso.

El rgimen hidrolgico de una regin es funcin de las caractersticas fsicas, geolgicas, topogrficas y climatolgicas.

Los factores climatolgicos ms relevantes son precipitacin, evaporacin, temperatura, humedad del aire, vientos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Nubehttp://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Siembra_de_nubes

ORIGEN DE LA PRECIPITACIN

En esencia toda precipitacin de agua en la atmsfera, sea cual sea su estado (slido o lquido) se produce por la condensacin del vapor de agua contenido en las masas de aire, que se origina cuando dichas masas de aire son forzadas a elevarse y enfriarse. Para que se produzca la condensacin es preciso que el aire se encuentre saturado de humedad y que existan ncleos de condensacin.

http://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera_terrestrehttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Airehttp://es.wikipedia.org/wiki/Humedad_del_aire

Diagrama:

Origen de la precipitacin

b) Los ncleos de condensacin (que permiten al vapor de agua recuperar su estado lquido), son minsculas partculas en suspensin en el aire: partculas que proceden de los humos o de microscpicos cristales de sal que acompaan a la evaporacin de las nieblas marinas. As se forman las nubes.

Las nubes se resuelven en lluvia cuando las gotitas se hacen ms gruesas y ms pesadas. El fenmeno es muy complejo:

http://es.wikipedia.org/wiki/Humohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Salhttp://es.wikipedia.org/wiki/Evaporaci%C3%B3n_(hidrolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Mar

ORIGEN DE LA PRECIPITACION

Precipitaciones.pdf

VARIACIN TEMPORAL DE LA PRECIPITACIN

La variacin anual de las precipitaciones se da en el mbito de un ao, en efecto, siempre hay meses en que las precipitaciones son mayores que en otros.

Para poder evaluar correctamente las caractersticas objetivas del clima, en el cual la precipitacin, y en especial la lluvia, desempea un papel muy importante, las precipitaciones mensuales deben haber sido observadas por un perodo de por lo menos 20 a 30 aos, lo que se llama un perodo de observacin largo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Clima

VARIACIN TEMPORAL DE LA PRECIPITACIN

La variacin estacional de las precipitaciones, en especial de la lluvia, define el ao hidrolgico. ste da inicio en el mes siguiente al de menor precipitacin media de largo perodo.

La precipitacin presenta tambin variaciones plurianuales, en efecto fenmenos naturales como el llamado Fenmeno de El Nio produce variaciones importantes en la costa del norte del Per y Ecuador

http://es.wikipedia.org/wiki/El_Ni%C3%B1ohttp://es.wikipedia.org/wiki/El_Ni%C3%B1ohttp://es.wikipedia.org/wiki/El_Ni%C3%B1ohttp://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%BAhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuador

VARIACIN ESPACIAL DE LA PRECIPITACIN

La distribucin espacial de la precipitacin sobre los continentes es muy variada, as existen extensas reas como los desiertos, donde las precipitaciones son extremadamente escasas, del orden 0 a 200 mm de precipitacin por ao.

La orografa del terreno influye fuertemente en las precipitaciones. Una elevacin del terreno provoca muy frecuentemente un aumento local de las precipitaciones, al provocar la ascensin de las masas de aire saturadas de vapor de agua (lluvias orogrficas).

http://es.wikipedia.org/wiki/Continentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Desiertohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Orograf%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lluvias_orogr%C3%A1ficashttp://es.wikipedia.org/wiki/Lluvias_orogr%C3%A1ficashttp://es.wikipedia.org/wiki/Lluvias_orogr%C3%A1ficas

ALTURA DE PRECIPITACIN

Para realizar mediciones, se comprobara la altura del agua de lluvia que cubrira la superficie del suelo, en el rea de influencia de una estacin pluviomtrica, si pudiese mantenerse sobre la misma sin filtrarse ni evaporarse. Se expresa generalmente en mm.

La medicin de la precipitacin se efecta por medio de pluvimetros o pluvigrafos, los segundos son utilizados principalmente cuando se trata de determinar precipitaciones intensas de corto perodo. Para que los valores sean comparables, en las estaciones pluviomtricas, se utilizan instrumentos estandarizados.

http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pluvi%C3%B3metro

IMPORTANCIA DE LAS PRECIPITACIONES EN LA INGENIERA

Muchas obras de ingeniera civil son profundamente influenciadas por factores climticos, entre los que se destaca por su importancia las precipitaciones pluviales. En efecto, un correcto dimensionamiento del drenaje garantizar la vida til de una carretera, una va frrea, un aeropuerto. El conocimiento de las precipitaciones pluviales extremas y el consecuente dimensionamiento adecuado de los rganos extravasores de las represas garantizar su seguridad y la seguridad de las poblaciones y dems estructuras que se sitan aguas abajo de la misma.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_civilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_civilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_civilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Drenajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Vida_%C3%BAtilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vida_%C3%BAtilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vida_%C3%BAtil

TIPOS DE PRECIPITACION

Lluvia: Precipitacin en forma lquida

Llovizna: Precipitacin bastante uniforme en gotas de agua muy finas y muy cercanas unas de las otras, que caen de una nubes.

Nieve: Precipitacin slida, (usualmente) en forma de cristales de hielo hexagonales, aislados o aglomerados, que caen de una nubes.

Nevisca o borrasca de nieve: Perodo relativamente corto de precipitacin de nieve que cae de una nubes cumuliforme, y se caracteriza por tener un comienzo y un final rpidos; es particularmente leve y breve.

Grnulos de hielo: Precipitacin de partculas transparentes de hielo, que son esfricas o irregulares -siendo raramente cnicas- con un dimetro de 5 mm o menos. Estos grnulos son tambin conocidos como aguanieve.

Grnulos de nieve: Precipitacin de partculas blancas y opacas que caen de una nubes y que son generalmente cnicas o esfricas, con dimetros de hasta 5mm.

http://www.repsol.com/SE/ElTiempo/meteorologia/lacreaciondeltiempo/nubes.aspxhttp://www.repsol.com/SE/ElTiempo/meteorologia/lacreaciondeltiempo/nubes.aspxhttp://www.repsol.com/SE/ElTiempo/meteorologia/lacreaciondeltiempo/nubes.aspxhttp://www.repsol.com/SE/ElTiempo/meteorologia/lacreaciondeltiempo/nubes.aspx

TIPOS DE PRECIPITACION Lluvia glida: Precipitacin en gotas que se congelan al impactar contra una

superficie formando una fina capa de hielo. Se produce cuando la nieve se derrite al pasar por una capa de aire clido y luego se congela en una superficie cuya temperatura est en el nivel de congelamiento o por debajo de l.

Granizo: Precipitacin de partculas de hielo tanto transparentes como opacas, generalmente esferoides, cnicas o irregulares, con un dimetro de entre 5 y 50mm, que caen de una nubes, tanto en forma separada como en aglomerados irregulares.

Roco: Depsito de gotas de agua sobre un objeto cuya superficie est suficientemente fra como para causar la condensacin directa del vapor de agua del aire circundante.

Helada: Capa de hielo producida por deposicin sobre objetos cuyas temperaturas estn por debajo del punto de roco, lo cual es lo mismo que decir a menos de 0 grado Celsius.

Niebla: gotas de agua muy pequeas suspendidas en el aire, normalmente microscpicas, que por lo general reducen la visibilidad horizontal en la superficie de la Tierra a menos de 1 Km.

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CLASIFICACION DE LA PRECIPITACION La lluvia puede originarse en diferentes tipos de nubes,

generalmente nimbostratus y cumulonimbus, as como en diferentes sistemas organizados de clulas convectivas: la persistencia de una lluvia abundante requiere que las capas de nubes se renueven continuamente por un movimiento de ascenso de las ms inferiores que las site en condiciones propicias para que se produzca la lluvia. Todo volumen de aire que se eleva se dilata y, por consiguiente, se enfra. La ascensin de las masas de aire puede estar ligada a diversas causas, que dan lugar a diversos tipos de lluvia:

Lluvias de conveccin

Lluvias orogrficas

Lluvias frontales o ciclnicas:

http://es.wikipedia.org/wiki/Nubeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Nimbostratushttp://es.wikipedia.org/wiki/Cumulonimbushttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_convectivahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_convectivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Nubehttp://es.wikipedia.org/wiki/Dilataci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_de_airehttp://es.wikipedia.org/wiki/Lluvias_de_convecci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Lluvia_orogr%C3%A1ficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lluvias_ciclonales

PRECIPITACION CONVECTIVA

Las lluvias de conveccin, a diferencia de las orogrficas suelen producirse en zonas llanas o con pequeas irregularidades topogrficas, donde puede presentarse un ascenso de aire hmedo y clido dando origen a nubes del tipo de cumulonimbos con lluvias intensas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Lluvia_orogr%C3%A1ficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cumulonimbo

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:0169_Lluvia_en_la_Gran_Sabana.jpg

PRECIPITACION OROGRAFICA

La lluvia orogrfica es la producida por el ascenso de una columna de aire hmedo al encontrarse con un obstculo orogrfico, como una montaa. En su ascenso el aire se enfra hasta alcanzar el punto de saturacin del vapor de agua, y una humedad relativa del 100%, que origina la lluvia.

PRECIPITACIONES CICLONICAS

Las lluvias ciclonales acompaan el paso de los frentes de las perturbaciones. Se producen cuando dos masas de aire de caractersticas diferentes se ponen en contacto (frente) y el desplazamiento de una provoca las ascensin frontal de la otra. A lo largo del frente clido, el aire clido y hmedo se eleva por encima del aire fro, engendrado nubes y lluvias; a lo largo del frente fro, la masa de aire clido es levantada por el impulso del aire fro, de lo que se siguen intensas lluvias. Este tipo de lluvias es caracterstico de los pases templados.

http://es.wikipedia.org/wiki/Frente_c%C3%A1lidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Frente_fr%C3%ADo

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:FrenteFrio.PNG

LA MEDICIN DE LA PRECIPITACIN Los instrumentos ms frecuentemente utilizados

para la medicin de la lluvia y el granizo son los pluvimetros y pluvigrafos, estos ltimos se utilizan para determinar las precipitaciones pluviales de corta duracin y alta intensidad.

Estos instrumentos deben ser instalados en locales apropiados donde no se produzcan interferencias de edificaciones, rboles, o elementos orogrficos como rocas elevadas.

La precipitacin pluvial se mide en mm, que equivale al espesor de la lmina de agua que se formara, a causa de la precipitacin sobre una superficie de 1 m2 plana e impermeable.

http://es.wikipedia.org/wiki/Pluvi%C3%B3metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pluvi%C3%B3grafohttp://es.wikipedia.org/wiki/Lluviahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_cuadradohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_cuadrado

PLUVIOMETRO

Un pluvimetro es un aparato que sirve para medir la cantidad de precipitacin cada durante un cierto tiempo. La idea base de este dispositivo descansa en el hecho de que la lluvia se mide por la cantidad de milmetros que alcanzara el agua en un suelo perfectamente horizontal, que no tuviera ningn tipo de filtracin o prdida.

PLUVIOGRAFO Este es un aparato registrador que sirve para registrar en forma contnua la cantidad total y la duracin de lluvia cada en milmetros(mm), de los registros puede definirse no slo la altura de la precipitacin cada sino tambin, cuanto ha cado, permitiendo analizar la distribucin de la lluvia en el tiempo.

PRECIPITACION MEDIA SOBRE UNA CUENCA

Promedio aritmtico

Es el mtodo ms simple, en el que se asigna igual peso a cada estacin. Pueden incluirse estaciones fuera del dominio, cercanas al borde, si se estima que lo que miden es representativo. El mtodo entrega un resultado satisfactorio si se tiene que el rea de la cuenca se muestrea con varias estaciones uniformemente repartidas y su topografa es poco variable, de forma de minimizar la variacin espacial por esta causa.

Este mtodo puede usarse para promedios sobre perodos ms largos, en que sabemos que la variabilidad espacial ser menor. Si se conocen las lluvias anuales en cada estacin, el mtodo puede refinarse ponderando cada estacin por su aporte anual.

PRECIPITACION MEDIA DE UNA CUENCA

Mtodo de las isoyetas

Este es uno de los mtodos ms precisos. Permite incorporar los mecanismos fsicos que explican la variabilidad de la lluvia dentro de la cuenca. El mtodo consiste en trazar lneas de igual precipitacin llamadas isoyetas a partir de los datos puntuales reportados por las estaciones meteorolgicas.

Al rea entre dos isoyetas sucesivas, se le asigna el valor de precipitacin promedio entre tales isoyetas. Conociendo el rea encerrada entre pares sucesivos de isoyetas, obtenemos la precipitacin regional. El mtodo requiere hacer supuestos en "cimas" y "hoyos".

Al trazar las isoyetas para lluvias mensuales o anuales, podemos incorporar los efectos topogrficos sobre la distribucin espacial de la precipitacin, tomando en cuenta factores tales como la altura y la exposicin de la estacin. Tambin se recomienda este mtodo para calcular promedios espaciales en el caso de eventos individuales localizados.

Polgonos de Thiessen (1911)

El dominio estudiado se divide en G subregiones o zonas de influencia en torno a cada estacin. La precipitacin medida (o calculada) en cada pluvimetro se pondera entonces por la fraccin del rea total de la cuenca comprendida en cada zona de influencia. Las subregiones se determinan de manera tal que todos los puntos incluidos en esa subregin estn ms cercanos al pluvimetro correspondiente que a cualquier otra estacin. Una vez delimitadas las G zonas de influencia, y calculadas sus reas (dentro de la cuenca) ai , se obtiene el promedio espacial segn:

Polgonos de Thiessen (1911)

Thiessen ide el mtodo para delimitar las subregiones correspondientes a cada pluvimetro: se unen las estaciones adyacentes con segmentos de recta, y luego se construyen los bisectores perpendiculares a cada segmento, extendindolos hasta que se intersecten, formando polgonos irregulares (Figura 3). Si hay dudas, se resuelven comparando las distancias a los pluvimetros. Note que pueden usarse estaciones ubicadas fuera de la cuenca, siempre que haya sectores ms cercanos a stas que a cualquier otro instrumento ubicado en su interior.

Polgonos de Thiessen (1911)

Una vez calculados, los coeficientes de Thiessen (ai / A) no cambian, por lo que es fcil usar el mtodo para muchos eventos o perodos distintos. Si en algn caso faltaran datos en una estacin, es ms fcil estimarlos que rehacer todos los polgonos obviando tal pluvimetro. Si se altera la red hidrometeorolgica, s deben recalcularse los coeficientes del mtodo.

Esta metodologa es objetiva y entrega resultados satisfactorios si se tiene una red adecuada de pluvimetros. No es recomendable en reas montaosas, ya que los coeficientes no reflejan de ninguna manera los efectos altitudinales, y tampoco se recomienda su aplicacin para derivar promedios regionales en el caso de tormentas locales intensas.