Ciclo HidrológicoDescribe las transformaciones del agua al pasar por los distintos reservorios.

Los océanos contienen el 97.5% del agua sobre la Tierra, los continentes el 2.4%, y la atmósfera menos del .001%. La precipitación

annual es mas de 30 veces la capacidad de la atmósfera para contener agua, lo cual indica el rápido reciclado de agua que debe

ocurrir entre la superficie y la atmósfera.

Los océanos son fuentede vapor deagua para laatmósfera.

Llueve más de lo que evapora sobrelos continentes.

Vapor de agua en la atmósfera

En contraste con las nubes, el vapor de agua tiene una distribución geográfica más uniforme.

¿Cómo lo detectamos? Mediante el uso de satétiles.

Imágen satelital en el visible Imágen satelital en el infrarojo

La existencia de nubes depende de la existencia de vapor de agua en el aire. Lo que importa no es cuanto vapor de agua tiene el aire, sino cuanto vapor de agua adicional puede contener el aire antes de saturarse. Esto se cuantifica con la

Humedad Relativa = Humedad en el aire = Humedad si el aire está saturado

donde e es la presión de vapor de agua y es la presión de saturación.

Si H.R. > 100% el aire se satura y da lugar a la condensacion y aparicion de nubes.

Dos formas de saturar el aire:

1- aumentar su contenido de vapor de agua

2- enfriando el aire

ees

x100

Dependencia de la saturacion del aire en funcion de la temperatura y de la cantidad (presión) de vapor de agua:

La curva que separa la region saturada de la que no lo está se denomina ecuación de Clausius-Clapeyron y se puede aproximar por la siguiente expresión:

es=e0exp[LR1T−

1T 0

]

El proceso A-C genera rocío: al anochecer la temperatura baja mucho por radiación, disminuyendo así su capacidad

de contener vapor de agua y se forman gotas sobre el pasto.

Se forma neblina si no solo el aire en contacto con el suelo se enfria, sino que lo hace una capa de atmosfera. En este caso las gotas se forman sobre núcleos de condensación.

Retroalimentación de vapor de aguaLa razon de evaporacion del oceano depende de la humedad relativa del aire, la cual a su vez depende de su temperatura. Si la temperatura del aire aumentara a lo largo del camino A-D, de tal forma que el aire nunca satura, la evaporacion continuiria hasta que los oceanos desaparecerian.

Como el vapor de agua es un gas de invernadero, cuanto mas vapor de agua haya en la atmosfera, mayor es este efecto y la temperatura de la atmosfera aumenta. Si este incremento de temperatura es tal que la atmosfera no satura, la evaporacion continuara indefinidamente hasta que no haya mas agua para evaporar. Este proceso posiblemente ocurrio en Venus.

Aumento de temperatura

aumento devapor de agua

aumenta elefecto invernadero

atmósfera absorbe mas radiación terrestre

Distribución geográfica de la precipitación

Media anual

Vapor de agua en la columna tiene una distribución muy similar a la de

precipitación

Evaporación – precipitación = balance hídrico

Media anual

● Una region donde la evaporacion es mayor que la precipitacion tendra una perdida anual de agua.

● Las zonas subtropicales de los oceanos son grandes fuentes de vapor de agua para la atmosfera.

● La region de la zona de convergencia tropical, en cambio, es una zona de continuo flujo de vapor de agua de la atmosfera a los oceanos.

● Sobre los continentes, las regiones subtropicales tambien tienden a tener un balance hidrico negativo (muchos de los desiertos estan aqui), mientras que en latitudes mayores a 40° el balance es positivo.

● Notar que nuestro pais, a pesar de estar en la region subtropical tiene un balance hidrico anual positivo. A una latitud similar Chile tiene un balance hidrico negativo que contiene el desierto de Atacama, el mas seco del mundo.

Notar:

● la existencia del monsón de verano en la India.● la existencia de la Zona de Convergencia del Atlantico Sur en Sudamerica● el movimiento de la Zona de Convergencia Intertropical.● la existencia de maximos de precipitacion en los extratrópicos en invierno.● la migracion de la convección sobre América del Sur.

De que depende la intensidad del ciclo hidrológico?

En una clase anterior vimos que la temperatura de equilibrio de la Tierra está dada por el balance energético en el tope de la atmósfera.

Cambios en la radiación solar absorbida, o en la radiación terrestre emitida, altera el balance energético y dará lugar a una temperatura terrestre diferente. Ejemplo de cambios que aumentarían la temperatura: aumento de actividad solar, disminución del albedo, aumento de GEI.

¿Que ocurre si cambia el balance radiativo en la superficie?

El balance energético en la superficie es:

Rad. Solar – Rad. terrestre – Calor latente – Calor Sensible = 0

Recordemos que:

Calor Sensible << Calor Latente

y podemos aproximar el balance energético de la superficie como:

Rad. Solar – Rad. terrestre – Calor latente = 0

Entonces:

Calor latente = Rad. Solar – Rad. terrestre

Pero, por definición:

Calor Latente = LV x Evaporación

o sea que

Evaporación = 1/LV (Rad. Solar – Rad. terrestre)

Por lo tanto, la evaporación depende del balance radiativo en superficie.

Si (Rad. Solar – Rad. terrestre) aumenta,

la evaporación y la intensidad del ciclo hidrológico aumenta.

Notar que un aumento del ciclo hidrológico no necesariamente cambia la cantidad de

vapor de agua en la atmósfera.

Lo que cambia es la velocidad con que el agua se mueve entre los reservorios. Por

ejemplo, entre los océanos y la atmósfera.

Al igual que en el balance de energía la atmósfera juega un papel fundamental en transportar el exceso de energía tropical hacia los polos, la circulación atmosférica transporta vapor de agua de los océanos a los continentes para cerrar el ciclo hidrológico.

Así para seguir entendiendo el funcionamiento del sistema climático debemos comprender cómo funciona la circulación atmosférica.