precipitacion actual

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  • PRECIPITACIN

    Se denomina precipitacin al agua que proviene de la humedad atmosfrica y cae a la superficie terrestre, principalmente en estado lquido (llovizna y lluvia) o en estado slido (escarcha, nieve y granizo). La precipitacin es uno de los procesos meteorolgicos ms importantes para la hidrologa, y junto a la evaporacin constituyen la forma mediante la cual la atmsfera interacta con el agua superficial en el ciclo hidrolgico del agua.

  • CLASIFICACIN DE LAS PRECIPITACIONES.

    De acuerdo a sus caractersticas fsicas .

    La precipitacin puede adquirir diversas formas como producto de la condensacin del vapor de agua atmosfrico, formado en el aire libre o en la superficie de la tierra, y de las condiciones locales, siendo las ms comunes las que se detallan a continuacin:a) LloviznaEn algunas regiones es ms conocida como gara, consiste en diminutas gotitas de agua lquida cuyo dimetro flucta entre 0.1 y 0,5 mm; debido a su pequeo tamao tienen un asentamiento lento y en ocasiones parecen que flotaran en el aire. La llovizna usualmente cae de estratos bajos y rara vez excede de 1 mm/h.b) LluviaEs la forma de precipitacin ms conocida y la que habitualmente se presenta en el departamento de Cajamarca. Consta de gotas de agua lquida comnmente mayores a los 5 mm de dimetro. En muchos pases suelen clasificarla como ligera, moderada o fuerte segn su intensidad (ver Tabla 4. 1).

  • c) EscarchaEs un depsito blanco opaco de grnulos de hielo ms o menos separados por el aire atrapado y formada por una rpida congelacin efectuada sobre gotas de agua sobrecongeladas en objetos expuestos (ver Figura 4.3), por lo que generalmente muestran la direccin predominante del viento. Su gravedad especfica puede ser tan baja como 0,2 0,3.d) NieveAparece cuando las masas de aire cargadas de vapor de agua se encuentran con otras cuya temperatura es inferior a 0C. Est compuesta de cristales de hielo, de forma hexagonal ramificada (ver Figura 4.4), y a menudo aglomerada en copos de nieve, los cuales pueden alcanzar varios centmetros de dimetro. La densidad relativa de la nieve recin cada vara sustancialmente, pero en promedio se asume como 0,1.

  • e) GranizoEs la precipitacin en forma de bolas de hielo, producida en nubes convectivas. El granizo se forma a partir de partculas de hielo que, en sus desplazamientos por la nube, van "atrapando" gotas de agua. Las gotas se depositan alrededor de la partcula de hielo y se congelan formando capas, como una cebolla. Los granizos pueden ser esferoidales, cnicos o irregulares en forma, y su tamao vara desde 5 hasta 125 mm de dimetro, pudiendo llegar a destrozar cosechas.De acuerdo al mecanismo de formacin.La precipitacin puede clasificarse teniendo en cuenta el factor principalmente responsable, ya que lo ms frecuente es que sea generada por varios factores, del elevamiento de la masa de aire que la genera. Con base en ello se pueden distinguir tres tipos de precipitacin, a saber:

  • a) Precipitacin CiclnicaCuando dos masas de aire, una caliente y una fra, se encuentran, en lugar desimplemente mezclarse, aparece una superficie de discontinuidad definida entre ellas, llamada frente (ver Figura 4.5). El aire fro al ser ms pesado, se extiende debajo del aire caliente por lo que el aire caliente se eleva y su vapor de agua se puede condensar y producir precipitacin.

  • b) Precipitacin ConvectivaEs el tipo de precipitacin que predomina en la zona costera por accin de los anticiclones norte y sur del atlntico. Se presenta cuando una masa de aire que se calienta tiende a elevarse, por ser el aire clido menos pesado que el aire de la atmsfera circundante. La diferencia en temperatura puede ser resultado de un calentamiento desigual en la superficie (Figura 4.6), enfriamiento desigual en la parte superior de una capa de aire, o por la elevacin mecnica cuando el aire se fuerza a pasar sobre una masa de un aire ms denso (ciclones), o sobre una barrera montaosa.

  • c) Precipitacin OrogrficaResulta del choque entre las corrientes ocenicas de aire que cruzan sobre la tierra y las barreras montaosas (figura 4.7), generando la elevacin mecnica del aire, el cual posteriormente se enfra bajo la temperatura de saturacin y vierte humedad, este tipo de precipitacin suele ser la que se presentan en la zona montaosa del departamento de Cajamarca, por ejemplo.

  • ELEMENTOS FUNDAMENTALES DEL ANLISIS DE LAS TORMENTAS

    Durante el anlisis de las tormentas hay que considerar:a) La IntensidadQue es la cantidad de agua cada por unidad de tiempo. Lo que interesa particularmente de cada tormenta es la intensidad mxima que se haya presentado. Es decir, la altura mxima de agua cada por unidad de tiempo. De acuerdo a esto la intensidad se expresa de la siguiente manera:

  • b) La DuracinCorresponde al tiempo que transcurre entre el comienzo y el fin de la tormenta. Aqu conviene definir el perodo de duracin, que es un determinado perodo de tiempo tomado en minutos u horas, dentro del total que dura la tormenta. Tiene mucha importancia en la determinacin de las intensidades mximas como veremos ms adelante. Ambos parmetros se obtienen de un pluviograma o banda pluviogrfica, tal como se muestra en la figura 4.12

  • c) La FrecuenciaEs el nmero de veces que se repite una tormenta de caractersticas de intensidad y duracin definidas en un perodo de tiempo ms o menos largo, tomado generalmente en aos. As, se puede decir por ejemplo que; para tal localidad puede presentarse una tormenta de intensidad mxima igual a 56 mm/h con una duracin de 30 minutos cada 10 aos.El Hietograma

    Esto se consigue mediante el hietograma o histograma de precipitacin, que es un grfico deforma escalonada que representa la variacin de la intensidad (en mm/h) de la tormenta en el transcurso de la misma (en minutos u horas). En la Figura 4.13 se puede ver esta relacin que corresponde a la tormenta registrada por el pluviograma.

  • Ejemplo del anlisis de una tormenta registrada por un pluviograma

    a) Identificacin de los puntos de cambio de intensidad; Marcar en el pluviograma los puntos correspondientes a los momentos en que la intensidad ha cambiado, que se reconoce por el cambio en la pendiente de la lnea que marca la precipitacin, o sea que la lnea es ms o menos inclinada de acuerdo a un aumento o disminucin de la intensidad.b) Tabulacin; Ya identificados los puntos de inters segn se explica en el punto anterior; se procede a tabular la informacin segn se aprecia en la Tabla 4.2 y en el que se indica:- Hora, Corresponde a la hora (indicada en el Pluvigrafo en abcisas) en que la precipitacin cambia de intensidad.- Lluvia acumulada, Corresponde a la lluvia registrada en las ordenadas del pluviograma. Tener en cuenta el vaciado del sifn, sumando 10 mm cada vez que se produce.- Intervalo de tiempo o tiempo parcial, Es el tiempo que ha transcurrido entre estos cambios de intensidad, se expresa en minutos.- Tiempo acumulado, Es la suma sucesiva de los tiempos parciales de la columna anterior.- Intensidad, Se obtiene por el cociente entre lluvia parcial y tiempo parcial.

  • c) Clculo de la intensidad mxima para perodos de duracin diferentes, En la tabla descrita y en la figura correspondiente puede verse claramente que la intensidad vara durante el transcurso de la tormenta. As por ejemplo, entre las 12:00 y 12:50, es decir en 50 minutos cayeron 8,5 mm de lluvia, en una hora hubieran cado 10,2 mm; entonces decimos que la intensidad durante estos 50 minutos fue de 10,2 mm/h. Entre las 12:50 y 2:00 (70 minutos) cayeron 10 mm de lluvia, lo que quiere decir que en una hora han cado 8,57 mm, se dir que la intensidad durante este intervalo fue de 8,57 mm/h.Lo que nos interesa es determinar, para esta tormenta, las intensidades mximas para determinados perodos de duracin sea por ejemplo 5, 10, 30, 60, 120, 240 minutos; dentro del tiempo total de duracin de la tormenta.Aqu vemos que la intensidad mxima es de 10,2 mm/h y que esta intensidad dur 50 minutos.Luego, la intensidad mxima para 5 10 30 es de 10,2 mm/h. Para calcular la intensidad mxima correspondiente a 60 minutos realicemos el siguiente razonamiento:

  • - Durante 50 minutos, la intensidad mxima fue de 10.2 mm/h.- Para 60 minutos nos faltan 10 minutos; entonces, hay que buscar antes o despus del perodo de 50 minutos, la intensidad mxima inmediata inferior a 10,2 mm/h, vemos que en este caso es 8,6 mm/h; entonces podemos establecer las siguientes relaciones: 50/60 corresponden a una intensidad mxima de 10,2 mm/h.10/60 corresponden a una intensidad mxima de 8,6 mm/h.Para buscar la intensidad mxima correspondiente a 120 minutos se procede de la misma manera y tendremos:- Durante 50 minutos la intensidad mxima fue de 10,2 mm/h.- Para 120 minutos nos faltan 70 minutos.- Vemos que durante los 70 minutos siguientes precisamente se tuvo la intensidad mxima inmediata inferior correspondiente a 8,6 mm/h.

  • ANLISIS DE FRECUENCIAS DE LAS TORMENTAS

    Ya se ha visto como se procede para calcular la intensidad y duracin de las tormentas; ahora se determinar la frecuencia con que una determinada tormenta se puede repetir en el tiempo. Para esto, se procede a analizar las 2, 3 4 tormentas mayores (mm) de cada ao registradas en una localidad siguiendo el procedimiento ya explicado. Es decir, que para cada una de esas tormentas se determina la intensidad mxima en diferentes perodos de duracin.Estos resultados se tabulan en orden cronolgico como se puede ver en la Tabla 4.3 donde por comodidad slo se han consignado las intensidades mximas correspondientes a los perodos de duracin de 10, 30, 60 y 120 minutos.A partir de cada ao se toma de la tabla la intensidad mxima para cada una de las cuatro duraciones, obteniendo una nueva tabla de 30 registros para cada duracin. Para determinar la frecuencia, el siguiente paso es ordenar de manera decreciente, e independientemente de la duracin, los valores de las intensidades mximas correspondientes a cada duracin. Se obtiene entonces la tabla 4.4 donde pueden verse las intensidades mximas de 10, 30, 60 y 120 minutos con indicacin de su frecuencia, que se calcula de acuerdo a la siguiente relacin:

  • De la misma manera el perodo de retorno (Tr) ser la inversa de la frecuencia. As, para 10 minutos de duracin, el primer valor o valor ms alto es 116 mm/h; entonces decimos que una precipitacin de esa intensidad tiene una frecuencia de 3,22 %, es decir, que en el transcurso de 100 aos ser igualada o superada slo tres veces en promedio y que su perodo de retorno es 31 aos.

    Por otra parte, la segunda magnitud 113 mm/h tiene una frecuencia de 6,44% lo que significa que en el perodo de 100 aos ser igualada o superada solamente 6 veces en promedio, con un Tr de 16 aos. Adems se observa que a mayor magnitud del intervalo de duracin menor es la intensidad.

  • CURVAS INTENSIDAD - DURACIN FRECUENCIA

    Los valores consignados en el cuadro anterior dan los elementos de juicio bsicos para la realizacin de clculos previos al diseo de obras de ingeniera hidrulica. Por eso conviene representar estos valores en otras formas ms manejables y de ms fcil lectura, con el fin de poder interpolar valores que no se encuentren en la tabla.Mediante la construccin de grficos llamados familias de curvas de duracin-intensidad frecuencia como pueden verse en la figura 4.5

  • Este grfico nos permite saber, por ejemplo, cual ser el valor de la intensidad mxima para 45 90 minutos de perodo de referencia que se presente con una frecuencia de cada ao o cada 10 aos, o cada cualquier otro perodo de tiempo.