ICH HIDROLOGÍA E. VARAS. 3. Precipitación

Transcripción

1 ICH HIDROLOGÍA E. VARAS 3. Precipitación 3.1 Mecanismos de Formación 3.2 Tipos de Precipitaciones 3.3 Medidas de Precipitación y redes 3.4 Magnitud 3.5 Lluvias sobre un área 3.6 Intensidades Pontificia Universidad Católica de Chile 3-1

2 ICH HIDROLOGÍA E. VARAS Formación de Precipitaciones Nubes : Conjunto de gotas de condensación cuyos diámetros fluctúan entre 0,01 0,03 mm, separadas por distancias del orden de 1 mm. LLuvia : Gotas de agua con diámetros entre 0,5 mm y 2 mm, es decir, su volumen es un millón de veces más grande que el de las gotas de condensación que forman las nubes. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-2

3 ICH HIDROLOGÍA E. VARAS Mecanismos para la Formación de Lluvias A. Coalición directa - Atracción electrostática - Atracción hidrodinámica debido a turbulencia y microturbulencia - Succión de gotas pequeñas por gotas mayores B. Condensación - Coexistencia de gotas y cristales de hielo - Gotas de distintas temperaturas - Gotas de distintas salinidades - Presencia de polvo, sales o elementos catalizadores En resumen, para tener una lluvia de magnitud y duración apreciables se requieren: - Estado físico de nubes adecuado al crecimiento de las gotas de condensación. - Movimiento general de la atmósfera que permita la renovación de las nubes. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-3

4 ICH HIDROLOGÍA E. VARAS Tipos de Precipitación - Convección : Formación de corrientes ascendentes debido al calentamiento de masas de aire. Lluvias típicas de regiones ecuatoriales. - Orográficas : Ascenso de masa de aire debido a accidentes geográficos (montañas). - Frontales : Lluvias asociadas a la presencia de frentes. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-4

5 ICH HIDROLOGÍA E. VARAS Medida de la Precipitación Pluviómetro Esporádica Nivómetro Ruta de nieves Continua Pluviógrafo Nivógrafo Representatividad : - Perturbación debida al instrumento - Ubicación adecuada del aparato - Muestra pequeña Pontificia Universidad Católica de Chile 3-5

6 ICH HIDROLOGÍA E. VARAS Nieve Nivómetros Tipos de medición Nivógrafos Rutas de Nieve Altura de Nieve Ruta de Nieve : Trayectoria prefijada donde se mide la nieve acumulada y su contenido de agua, usando un muestrador. Variables de interés : - Altura acumulada - Densidad o contenido de agua - Albedo o reflectividad Pontificia Universidad Católica de Chile 3-6

7 ICH HIDROLOGÍA E. VARAS Red Pluviómetrica Francia un pluviómetro por cada 150 Km 2 Italia 80 Km 2 Inglaterra 40 Km 2 U.S.A. 600 Km 2 Chile Km 2 Chile : aprox. 650 estaciones Nº estaciones Años registro Nº estaciones con registros de mayor o igual longitud que el indicado. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-7

8 ICH HIDROLOGÍA E. VARAS Número de estaciones con registros superiores a n años (DGA, 1989) Fluviométricas Pluviométricas Número Años Número Años Pontificia Universidad Católica de Chile 3-8

9 HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Magnitudes Problemas en el análisis de lluvias en un punto : Relleno : - Relleno datos faltantes - Determinación de consistencia - Ecuaciones de regresión P = 1 x 3 - Promedio ponderado de estaciones cercanas N N P + N N P + N x x x N P A B A B C C Consistencia : Curvas doble-acumuladas Pontificia Universidad Católica de Chile 3-9

10 HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Lluvias en Santiago (mm) Año En-Jul Total Pontificia Universidad Católica de Chile 3-10

11 HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Envolvente de Lluvias Máximas Observadas en el Mundo Lluvia en mm Duración Intensidad Media mm/hr min min hrs hrs hrs 62, días días meses meses 3 Pontificia Universidad Católica de Chile 3-11

12 ICH HIDROLOGÍA E. VARAS Variación de la Precipitación Media Anual en Chile entre los Paralelos 30º y 41º30 en función de la Latitud P a ( m m ) Latitud Sur Pontificia Universidad Católica de Chile 3-12

13 HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Curvas doble-acumuladas : Consisten en graficar la lluvia acumulada en un punto versus la lluvia acumulada de un patrón de precipitaciones. Patrón de precipitaciones : - Estación muy confiable y precisa. - Lluvia promedio de varias estaciones. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-13

14 HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Métodos : Lluvia Media sobre una Cuenca - Promedio aritmético : simple, no contempla diferencias de representatividad de cada estación. - Polígono de Thiessen : método geométrico que asigna a cada estación un factor de ponderación proporcional al área que ella representa. - Curvas Isohietas : método más complicado en su aplicación, pero más representativo de la distribución espacial de las lluvias. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-14

15 HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Ejemplo : Lluvia media sobre cuenca del Río Segre Promedio aritmético 626 mm. Polígonos de Thiessen Estación Precipitación ( mm) Coef. E ,17 E ,18 E ,18 E ,15 E ,12 E ,19 Precipitación Media 613 mm. Curvas Isohietas Intervalo mm Precipitación Representativa % Área sobre , , , , , ,10 bajo ,02 Pontificia Universidad Católica de Chile 3-15

16 HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Hietograma en Santiago (10-11 Abril 1980) hietograma de lluvia Lluvia (mm) Tiempo (hrs) Pontificia Universidad Católica de Chile 3-16

17 HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Intensidad vs Duración Tormenta de Junio 1982 Santiago Duración hrs Lluvia mm Intensidad mm/hr 1 12,2 12,2 6 26,4 4, ,8 3, ,0 3, ,4 2, , ,8 1,6 Pontificia Universidad Católica de Chile 3-17

18 HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Intensidades de Lluvia Intensidades se acostumbran a resumir como intensidad - duración - frecuencia (IDF). La intensidad media disminuye al aumentar la duración. Curvas IDF : a) Seleccionar del registro de cada año, y la hora más lluviosa, las dos más lluviosas y así sucesivamente. b) Hacer estudio de frecuencia para cada duración. Es decir, asociar a cada valor una frecuencia. c) Representar los resultados en un gráfico, uniendo todos los puntos de igual frecuencia. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-18