PRESENCIA DE AGUA EN LA ATMOSFERA CICLO HIDROLOGICO LA ATMOSFERA EN EL CICLO HIDROLOGICO PROCESOS ATMOSFERICOS • RESERVORIO DE H2O • TRANSPORTA Y DISTRIBUYE H2O PRECIPITACION EVAPORACION ECUACIÓN DE ESTADO PARA LOS GASES IDEALES O “LEY DE LOS GASES IDEALES” P = ρ RT Densidad Presión Temperatura Cte. del gas: R = R* / M Cte. universal de los gases: R* = 8,3143 J kg –1 K – 1 Peso molecular: M Relaciones entre las distintas variables: ρ = cte., P = a ⋅ T → si P ↑ → T ↑ P = cte., b = ρ ⋅ T → si T ↑ → ρ ↓ T = cte., P = c ⋅ ρ → si P ↑ → ρ ↑ AIRE SECO P = ρ Rd T Cte. del aire seco: Rd = 287 J kg –1 K – 1 MEZCLA DE GASES IDEALES P = ρ RT m = ∑ mi P = ∑ Pi mR ∑ R= i m i m : masa , masa de la mezcla , suma de presiones parciales ( Ley de Dalton) AIRE HUMEDO Aire húmedo = aire seco + vapor de agua P = ρRT q= mv m “Constante” del aire húmedo: R = (1 + 0,608q ) Rd Humedad específica P = ρRd Tv Tv = (1 + 0,608q )T Temperatura virtual PRESION DE VAPOR – SATURACION AIRE AIRE NO NO SATURADO SATURADO t0 AIRE SATURADO t 1 > t0 T0 T0 e es > e Presión o tensión de vapor de saturación es Presión o tensión de vapor e PRESION DE VAPOR – SATURACION Ecuación de Clausius-Clapeyron: L e s = e0 ⋅ exp Rv 1 1 ⋅ − T0 T e0 = 0,611 kPa T0 = 273 K Rv = 461 J K – 1 kg – 1 L = Lv = 2,5×106 J kg – 1 L = Ld = 2,83×106 J kg – 1 VARIABLES DE HUMEDAD 1. RELACION DE MEZCLA w [ g / kg ] mv ε ⋅e w= = md P − e ε= Rd = 0,622 Rv Si e = es, entonces w = ws 2. HUMEDAD ESPECIFICA q [ g / kg ] mv ε ⋅ e q= ≅ m P w q= 1+ w Si e = es, entonces q = qs dado que w << 1 : q ≈ w 3. HUMEDAD ABSOLUTA ρ v [ g / m3 ] ρv = e e = ⋅ ε ⋅ ρd Rv ⋅ T P Densidad del aire seco al nivel del mar: ρd = 1,225 kg / m3 Si e = es, entonces ρv = ρvs 4. HUMEDAD RELATIVA HR [ % ] q HR e w = = ≈ 100% e s q s ws En forma fraccional se define: En aire saturado HR = 100% (r = 1) r= HR 100% Procesos que conducen a la saturación A. EVAPORACION TEMPERATURA DE BULBO HÚMEDO B. ENFRIAMIENTO B.1. ISOBÁRICO (P = cte.) PUNTO DE ROCIO B.2. ADIABÁTICO (δ Q = 0) NCA A. EVAPORACION es(T0) INCORPORACION DE VAPOR POR EVAPORACION e0(T0) T0 EVAPORACION A P = cte. CON δQ = 0 (PROCESO ISENTALPICO dH = 0) C p ⋅ (T − Tw ) = − Lv ⋅ ( w − ww ) Temperatura (bulbo seco) Presión ww = Relación de mezcla Temperatura R. de mezcla del de bulbo bulbo húmedo húmedo ε − c ⋅ Tw − 1 b ⋅ P ⋅ exp Tw + α w = ww − β ⋅ ( T − Tw ) q, HR, ρ v B. ENFRIAMIENTO B.1. PROCESO ISOBARICO (P = cte.) 1 Rv e Td = − ⋅ ln T0 L es TEMPERATURA DE ROCIO O PUNTO DE ROCIO T − Td ≈ −35 ⋅ log r e0(T0) = e(Td) = es Td T0 −1 B. ENFRIAMIENTO B.2. PROCESO ADIABATICO (δ Q = 0) Z z = NCA HR=100% dT = − 9,8°C km dz HR0<100% z0 T=Td T0, Td0 T z = 0,12 ⋅ (T0 − Td 0 ) z : [km] NIVEL DE CONDENSACION POR ASCENSO (NCA)