Cátedra de Climatología y Fenología Agrícolas
El Agua en la naturaleza El Ciclo del Agua
ELEMENTOS DEL TIEMPO • Radiación
solar
• Temperatura del aire • Presión atmosférica • Viento • Humedad del aire • Nubosidad
• Precipitación • Evaporación ELEMENTOS DEL CLIMA Estas variables meteorológicas analizadas a través de una serie larga de años (30 años o más) caracterizan el clima de un determinado lugar.
Molécula de agua: bipolaridad y características
PROPIEDADES E IMPORTANCIA DEL AGUA ➢ Aptitud
para formar puentes Hidrógeno
➢ Gran calor específico de fusión y vaporización ➢ Adherencia a micelas coloidales
➢ Destacada acción solvente ➢ Densidad máxima a 4ºC ➢ Incolora
➢ Alto grado de viscosidad, conductividad térmica y tensión superficial ➢ Componente de tejidos vivos (90% ó más)
PROPIEDADES E IMPORTANCIA DEL AGUA
➢ Estructura funcional de la célula dependiente del contenido de agua ➢ Vehículo de nutrientes para las plantas
➢ Responsabilidad en la turgencia celular ➢ Participación en reacciones metabólicas ➢ Medio propicio para reacciones de azúcares, proteínas y aminoácidos ➢Fuente de átomos de Hidrógeno para la fotosíntesis
•Calentamiento y enfriamiento de las aguas es más lento que el de los suelos T° mas Regular Menor oscilación térmica
•En zonas con influencia terrestre tienen mayor oscilación térmica.
Predominan climas terrestres
Predominan climas con influencia oceánica
Ciclo del agua
Distribución en el mundo de las regiones según sus características hídricas y centros de población.
Montañas árticas de agua dulce
Los Estados del Agua en el Ciclo Hidrológico y sus Componentes
Proceso endotérmico 80 cal g
Sólido
600 cal g
Gaseoso
Liquido Proceso exotérmico
Fusión
Evaporación
Solidificación
Condensación Sublimación
El vapor de agua en la atmósfera Importancia de la humedad atmosférica: 1. Es fuente de todo fenómeno hidrometeorológico;
2. Regulador térmico de la atmósfera; 3. Factor decisivo en el “efecto invernáculo” ; 4. Genera variaciones considerables de la temperatura del aire; 5. Regula la pérdida de agua de la tierra a la atmósfera; 6. Da lugar a una clasificación de heladas: helada blanca helada negra
7. Tiene gran influencia en los rendimientos; 8. Se ha encontrado una alta relación entre diferentes niveles de humedad del aire con la aparición de numerosas enfermedades;
9. Puede provocar “aborto” en las flores por falta de fecundación; 10.Producen rajaduras en frutas; 11.Es de gran importancia en la situación de confort de los animales homeotermos; 12. Altos niveles de humedad acompañados de alta temperatura del aire son inadecuados para la formación de sacarosa de la caña de azúcar.
Relación entre temperatura del aire y humedad atmosférica
Temperatura del aire ºC
Humedad absoluta de saturación (gr/m3)
Tensión de saturación (mb)
0
4.85
6.10
4
6.37
8.13
8
8.29
10.73
12
10.69
14.03
16
13.65
18.16
20
17.31
23.37
24
21.80
29.82
28
27.30
37.78
30
30.40
42.43
40
51.45
73.78
50
83.10
123.40
Sobre agua
Sobre agua
Sobre hielo
-4
4.54
4.37
-8
3.35
3.09
2.86
2.60
-12
2.44
2.17
-16
1.76
1.51
1.25
1.03
-10
-20
2.36
1.07
Sobre hielo
2.14
0.89
Curva de saturación
30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2
Fase sólida
Fase acuosa
B
A Fase gaseosa
*
Q
m q
-------------------------------------------------------------------------------------------------20 -10 0 10 20 30 tº C
Contenido máximo de vapor sobre agua líquida y sobre hielo
Capa de cristales de hielo -22ºC Capa de cristales de hielo
y gotas sobreenfriadas 0ºC Capa de gotitas de agua
superficie de suelo
Nube característica de zonas templadas
¿Cómo medimos la Humedad Atmosférica?
Psicrómetro Común
Psicrómetro de Assmann
Higrómetro e Higrógrafo
Haz de cabellos 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
50
100
0
Variaciones de la Tensión de Vapor Variación diaria de la T.V. T.V.
Zonas templadas y frías
Zonas tórridas
0
24 Horas
Variación anual de la Tensión de Vapor
Julio
Enero
Julio
Localidad
Máxima (mm)
Mínima (mm)
S. M. de Tucumán
17,2 (febrero)
7,5 (agosto)
Mendoza (cap)
13,6 (febrero)
5,3 (julio)
Bailoche (R:Negro)
9,4 (enero)
4,6 (junio)
Variación con la altura Localidad
Altitud m s.n.m.
T.V. media anual (mm)
S. S. de Jujuy
1.300
14,1
Humahuaca (Jujuy)
3.000
8.8
Variación por la latitud Localidad
T.V. (mm)
S. M. de Tucumán
12,5
C. Rivadavia (Chubut)
6,6
Ushuaia (T. del Fuego)
5,0
Variaciones de la Humedad Relativa Variación diaria
H. R. %
0
12
24
Horas
Variación anual de la H.R. Régimen isohigro de lluvias Localidad: Buenos Aires
H.R.% Mínimo 67% enero Máximo 84% junio
JL
E
JL
Variación anual de la H.R. Régimen monzónico de lluvias Localidad: S. M. de Tucumán
H.R.%
Mínimo 60% sept Máximo 79% abr
JL
E
JL
Variación anual de la H.R. Régimen mediterráneo de lluvias Localidad: Bariloche
H.R.%
JL
E
JL
Condensación atmosférica
Aire impuro
Aire filtrado
Igual T ºC
Criterio de estabilidad de las gotas de agua de las nubes La velocidad de caída de las gotas en una nube es función del: ❖ Tamaño de la gota ❖ Estado físico del agua
Núcleo 10 -6 cm
Niebla 5-20
Nubes 20-40
Gotas de lluvia hasta 4.500
Familias de nubes
Clasificación de las nubes
Tipo de nubes
Géneros
Contenido
Altura (km)
Altas
Cirrus, cirrostratus, cirrocumulus
Hielo
6-12
Medias
Altocumulos, altostratus
Hielo y gotas sobreenfriadas
2-6
Bajas
Stratocumulus, nimbostratus, stratus
Gotas
0-2
Desarrollo vertical
Cumulonimbus,c umulos
Hielo y gotas sobreenfriadas
0-12
Nube de tormenta con granizo Las flechas indican la dirección de las corrientes de aire dentro de la nube
Medición de la nubosidad Diferentes tipos de fajas del heliofanógrafo
invierno
verano
Otoño y primavera
Determinación de la altura de una nube con el conjunto telémetro – eclímetro
D A
L
A = D sen
P
P’
E=V.T
NEFOSCOPIO
a
e
a´
Medida de la velocidad y dirección de una nube
Precipitación Crecimiento de la gota de lluvia por captura directa (izquierda) y captura de estela (derecha)
Precipitación
Teorías Formación de la gota de lluvia ➢ ➢ ➢ ➢ ➢
Carga eléctrica de las nubes Temperatura de las gotas Movimiento de las gotas Tamaño de las gotas Presencia de los cristales de hielo
Pulverización de una gota de lluvia (izq.) y relación entre tamaño de la gota y su velocidad de caída (der.)
Vel de caída m/s 8 7
6
5
4 3 2
1
0.02
0.4
4.0
10 Tamaño de gota
Régimen monzónico (caso típico: Tucumán)
mm
mm
JI
E
JI
JI
E
JI
Régimen ecuatorial o isohigro (caso típico Mar del Plata) mm
mm
JI
E
JI
JI
E
JI
Régimen mediterráneo (caso típico Bariloche)
mm
mm
JI
E
JI
JI
E
JI
GRANIZO
PROCESO DE FORMACIÓN DEL GRANIZO
MÉTODOS DE LUCHA CONTRA EL GRANIZO DIRECTOS: Lucha activa mediante siembra de nubes con aviones o misiles quienes arrojan Ioduro de Plata (AgI) o Ioduro de Plomo (PbI) en el área de crecimiento de la nube.
INDIRECTOS:
1. Mallas o redes antigranizo, 2. El implemento de un sistema de seguro agrícola contra esta adversidad.
MALLAS EN FRUTALES
MALLAS EN VID
Esquema de un corte de granizo
Hielo opaco
Núcleo
Hielo transparente
Partes constituyentes del pluviómetro tipo “B”
Bronce Parte receptora a
Embudo
Probeta 10 mm 10
5
Parte almacenadora Colector Tacos de aislación
1
Pluviógrafo tipo sifón
Pluviógrafo con protector NIPHER
PRECIPITACIÓN EFECTIVA No toda el agua de lluvia que cae sobre la superficie del suelo puede realmente ser utilizada por las plantas. Parte del agua de lluvia se infiltra a través de la superficie y parte fluye sobre el suelo en forma de escorrentía superficial debido a la diferencia entre la velocidad de caída de las gotas y la velocidad de infiltración. Cuando la lluvia cesa, parte del agua que se encuentra en la superficie del suelo se evapora directamente a la atmósfera, mientras que el resto se infiltra lentamente en el interior del suelo. Del total del agua que se infiltra, parte percola por debajo de la zona de raíces, mientras que el resto permanece almacenada en dicha zona y podría ser utilizada por las plantas.
El agua de lluvia evaporada, la de percolación profunda y la de escorrentía superficial no pueden ser utilizadas por el cultivo, a la porción restante, almacenada en la zona de raíces se le denomina “precipitación efectiva” y resulta de gran importancia pues define el rendimiento del cultivo implantado. Si fuese necesario regar es la precipitación efectiva y no la precipitación total la que debe considerarse en el cálculo de necesidad de riego En otras palabras, el término "precipitación efectiva" es utilizado para definir esa fracción de la lluvia que estará realmente disponible para satisfacer al menos parte de las necesidades de agua de las plantas.
Precipitación efectiva= P ½ mensual x % de efectividad 100
Precipitación Efectiva IPA1 Precipitación
IPA2 IPA3
IPA3IPA2IPA1
Escurrimiento
Índice de Precipitación. Antecedente
P1 > P2 > P3
Humedad de Suelo
P3 P1 P2 P3 P1
P2
Penetrabilidad
Relación humedad de suelo – penetrabilidad para tres niveles de intensidad y volumen de lluvia
Gráfico para obtener el % de efectividad pluvial % Efect
en el cálculo de la lluvia efectiva
100 95
50
25
50
75
100
150
180
Precipitación ½mensual (mm)
Relación entre lluvia mensual efectiva y precipitación mensual
Precipitación mensual total (mm) I
Porcentaje de incremento cada 25mm II
Incremento (mm) III
Acumulado (mm) IV
25
95
24
24
50
90
22
46
75
82
20
66
100
65
16
82
125
45
11
93
150
25
6
99
Más de 175
5
1
-
Precipitación efectiva en relación al valor total caído
P. efect.
P. mensual total
EL AGUA EN EL SUELO
Curva de Retención de Agua de Suelo Retención
Agua Higroscópica
(Atm) 15
0,3
Agua Gravitacional CM
HEq
Agua útil
Contenido de Hº de Suelo (%)
TENSIÓMETRO
CONTENIDO DE HUMEDAD DE SUELO
Medición: Gravimetría, Tensiómetro, Bouyoucos.
Estimación: Balance Hidrológico.
BOUYOUCOS
ECUACIÓN BALANCE AGUA:
W1 + Wp + Wca + Wr = W2 + Wep + Wf + Wco ca + Wr MANEJO DEL CULTIVO DEL ARROZ ➢ Tierras bajas con irrigación controlada proveniente de pozos, ríos, lagos, etc.
con
agua
➢ Tierras bajas con irrigación no controlada. El arroz crece en las márgenes de ríos que se inundan periódicamente. ➢ Tierras bajas sin irrigación. Son aquellas donde el agua proveniente de las precipitaciones y del manto freático que satura el suelo durante por lo menos una parte del ciclo del cultivo. ➢ Tierras altas cuya humedad del suelo depende del nivel de las precipitaciones. Los suelos son bien drenados durante todo el ciclo del cultivo.
