HUMEDAD ATMOSFERICA
HUMEDAD ATMOSFERICA
• El agua en todas sus formas y manifestaciones
constituye un elemento básico del clima por su
papel fundamental en el ciclo energético y como
principal responsable de los cambios de tiempo
en los diferentes climas regionales.
• Existe de manera natural en los tres estados de
agregación de la materia:
– Sólido
– Liquido
– Gaseoso
Aunque la cantidad de humedad acumulada en el aire
es pequeña, su papel es decisivo para el
mantenimiento del balance térmico y balance
hidrológico de la Tierra.
• El vapor de agua al condensarse libera grandes
cantidades de energía que condicionan la
circulación general atmosférica; además en el
ciclo evaporación – precipitación no sólo hay
transporte de humedad, sino también
transferencia de calor que mantiene la
superficie terrestre más fría y la atmósfera
más caliente.
• Existen diversas maneras de expresar
matemáticamente la humedad del aire y estas
son:
• La humedad absoluta es el peso en gramos del
vapor de agua contenido en un metro cúbico de
aire .
• La relación de mezcla es el número de gramos de
vapor de agua por cada gramo de aire seco
• La humedad específica mide el número de gramos
de vapor de agua por cada gramo de aire húmedo.
• Por otra parte el vapor de agua ejerce una
presión, independientemente de la presencia de
otros gases, que se conoce como presión o tensión
de vapor (Peso del vapor de agua contenido en el
aire por unidad de superficie).
• Al igual que la presión atmosférica se expresa en
Hectopascales. La presión parcial del vapor de
agua cuando el aire está saturado se llama tensión
de vapor de saturación (más correctamente
llamada de equilibrio).
• Humedad relativa (HR),
indica la relación,
expresada en porcentajes, entre la cantidad de
vapor de agua existente en la atmósfera y la que
podría llegar a contener a la misma temperatura.
– HR = (ep / es) * 100
• Donde ep = presión parcial del vapor
•
es = presión de saturación del vapor
Temperatura del punto de rocío
• es la temperatura la que determina la cantidad
máxima de vapor de agua que el aire puede
contener.
• Si un volumen dado de aire, es enfriado hasta una
temperatura a la cual no puede contener más
vapor de agua que el presente en el momento, la
humedad relativa sera 100%, el aire está
saturado (¿que temperatura es esa?)
• Los puntos azules
ilustran la mayor
capacidad de vapor
de agua en el aire
caliente. A cada
temperatura , el
aire puede
sostener una
cantidad
especifíca de vapor
de agua.
• Punto de rocío, es la temperatura a la que ha
de enfriarse una porción de aire para que
sature el vapor de agua que contiene, sin
quitarle ni añadirle vapor y a presión
atmosférica constante.
• Cuando se alcanza este punto de saturación la
humedad relativa es entonces del 100%, y la
temperatura del aire y la del punto de rocio
son iguales.
• La temperatura del punto de rocío depende del
contenido de vapor de agua en la atmosfera:
cuanto mayor sea este último, más elevada es la
temperatura a la cual se produce la
condensación y por tanto menor el descenso
térmico necesario para que aparezca el rocio.
• La relación entre la temperatura del aire
y la temperatura del punto de rocío es
llamada “diferencia psicrométrica”.
• A medida que la diferencia es menor, la
humedad relativa aumenta y es del 100%
cuando la temperatura y el punto de
rocío tienen el mismo valor.
En la fig, el vapor de agua es constante, pero la temperatura varia. A la
izquierda, la HR es 50%, el aire caliente podría contener el doble del vapor
de agua realmente presente. A medida que el aire se enfría, la HR,
aumenta.
Cambios de estados
• En estado sólido toma formas diversas que van
del hielo compacto y del hielo transparente, a las
más finas agujas cristalinas que e encuentran en
las nubes de hielo (cirros). Entre estos dos
extremos, se la encuentra bajo la forma de
granizo, de copos de nieve y de escarcha.
• En estado líquido, el agua se encuentra bajo la
forma de leves gotitas en las nubes y como gotas
en la lluvia; escurre por las pendientes, penetra
en el suelo, forma torrentes y ríos y se acumula
en cantidad en los lagos y océanos. La mayor
parte de la superficie terrestre está cubierta de
agua (alrededor del 70 %).
• En estado gaseoso o de vapor, es uno de los componentes
de nuestra atmósfera. El vapor de agua es un gas
incoloro y transparente, resultando invisible.
• Los cambios de estados
• a) condensación: paso del estado gaseoso al estado
líquido;
• b) evaporación: paso del estado líquido al gaseoso;
• c) solidificación o cristalización: paso del estado líquido
al estado sólido;
• d) fusión: paso del estado sólido al líquido;
• e) sublimación: paso directo del estado sólido al
gaseoso o viceversa
Intercambios de calor cuando el agua cambia de estado. Las flechas
azules indican los cambios que absorben calor.el calor absorbido
permanece oculto o “latente”, hasta que se produce un cambio inverso.
Las flechas rojas muestran los cambios que liberan el calor latente de
su entorno.
NÚCLEOS DE CONDENSACIÓN
• La atmósfera nunca esta completamente limpia.
Existe abundancia de partículas microscópicas
sólidas suspendidas en el aire que constituyen
superficies de condensación.
• Estas partículas, tales como la sal, polvo y
productos de combustión son los "núcleos de
condensación".
• Algunos núcleos de condensación tienen gran
afinidad con el agua y pueden provocar la
condensación o sublimación, aun cuando el aire
esté casi completamente saturado.
• A medida que el vapor de agua se condensa o
sublima en los núcleos de condensación, las
partículas de líquido o hielo comienzan a crecer.
Que las partículas sean liquidas o de hielo, no
depende exclusivamente de la temperatura.
• Puede existir agua liquida, a temperaturas
inferiores a la de congelación.
AGUA SOBREENFRIADA
• La congelación es compleja y las gotas de agua
liquida a menudo se condensan o persisten a
temperaturas menores que 0°C, constituyendo el
agua sobreenfriada.
• Cuando estas gotas chocan con un objeto sólido,
el impacto produce la congelación.
• La
congelación
por
impacto
del
agua
sobreenfriada puede originar formación de hielo
en el avión.
• Gotas de agua sobreenfriada existen en
abundancia en las nubes con temperaturas entre
0°C y -15°C, decreciendo en cantidad a
temperaturas menores. Generalmente, a
temperaturas mas bajas que -15°C, predomina la
sublimación, y las nubes y nieblas pueden
contener mayor cantidad de cristales de hielo y
una cantidad menor de agua sobreenfriada.
• Sin embargo, las fuertes corrientes verticales
pueden llevar el agua sobreenfriada s grandes
alturas, donde las temperaturas son mucho mas
bajas que -15°C.
Rocio y Escarcha.
• ROCIO: Se denomina rocío a las gotas de agua
que se forman sobre la superficie de objetos,
particularmente sobre el pasto o la hierba
durante una noche fría y despejada.
• Este fenómeno tiene que ver con la capacidad
limitada del aire para incorporar o retener vapor
de agua.
• Para una determinada temperatura del aire,
existe un contenido máximo de este elemento
que puede ser incorporado en el ambiente.
• El rocío se observa al amanecer, después de las
noches despejadas y viento calma o con ligera
brisa.
Rocio
• ESCARCHA:
• Depósito de hielo de aspecto cristalino,
apareciendo las más de las veces en forma de
escamas, de plumas o de abanicos.
• Cuando la temperatura es menor que 0°C, el rocío
se congela produciéndose la escarcha.
• El proceso de formación de la escarcha es
idéntico al del rocío, sin más diferencia que la
temperatura; se produce en noches despejadas
pero de un intenso frío.
Escarcha
FORMACIÓN DE NUBES
• Normalmente, el aire debe saturarse para que
haya condensación o sublimación.
• La saturación puede resultar del descenso de
temperatura, aumento del punto de rocío o
ambos.
• El descenso de temperatura es predominante
PROCESOS DE ENFRIAMIENTO
• Existen tres procesos básicos que pueden
enfriar el aire hasta la saturación. Estos son:
• 1.- Aire moviéndose sobre una superficie más
helada.
• 2.- Aire estancado en una superficie que se
enfría, y
• 3.- Enfriamiento por expansión en un
movimiento de aire ascendente. El enfriamiento
por expansión es la causa principal de la
formación de nubes.
La humedad absoluta es la masa total de agua existente en el aire por unidad de
volumen, y se expresa en gramos por metro cúbico de aire. La humedad atmosféric
terrestre presenta grandes fluctuaciones temporales y espaciales.
La humedad específica mide la masa de agua que se encuentra en estado gaseoso
en un kilogramo de aire húmedo, y se expresa en gramos por kilogramo de aire.
La humedad relativa del aire es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de
agua real que existe en la atmósfera y la máxima que podría contener a
idéntica temperatura.
PSICROMETRO
El psicrómetro está formado por dos termómetros. El bulbo de uno de
ellos está envuelto en un tejido que se mantiene siempre humedecido.
Ambos termómetros se exponen a una corriente de aire, ya sea mediante
un ventilador mecánico o por agitación. La evaporación en el tejido que
envuelve al bulbo húmedo hace descender la temperatura. Si la atmósfera
está saturada (humedad relativa = 100%) la evaporación es nula y por lo
tanto ambas temperaturas coinciden. La relación entre la diferencia de
temperatura que miden los dos termómetros y la humedad relativa no
se directa, ya que depende de la temperatura real del aire, y de la presión
atmosférica. En el diagrama adjunto se muestra esta relación para una
presión de 1000 hPa (mb).
Descargar

HUMEDAD ATMOSFERICA