Temperatura, sensacion termica, humedad en el aire PDF

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Descripcion de temperatura, sensacion terminca y humedad en el aire como parametros importantes en meteorologia...

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Temper at ur a,Sensaci ónTér mi cayHumedaden elai r e Introducción La temperatura es una de las magnitudes más utilizadas para describir el estado de la atmosfera. Sabemos que la temperatura del aire varía entre el día y la noche, entre una estación y otra, y también entre una ubicación geográfica y otra. En invierno puede llegar a estar bajo los 0°C y en verano superar los 40°C. Para el ser humano lo importante no es lo que marca el termómetro, sino la forma en que percibimos el calor o de frio. El frio que notamos y que nos obliga a decir ¡tengo frio! está relacionado con la temperatura del aire, pero también con otros factores como la velocidad del viento, la humedad en el aire, etc. Al grado de incomodidad que el cuerpo humano percibe ante este conjunto de condiciones del ambiente que determinan el clima desde un punto de vista térmico se le llama sensación térmica. La atmósfera terrestre contiene cantidades variables de agua en forma de vapor. Este vapor de agua procede de diversas fuentes terrestres debido al fenómeno de la evaporación. El cual es ayudado por el calor solar y la temperatura propia de la Tierra. La humedad atmosférica hace referencia a la cantidad de vapor de agua contenido en la atmósfera. Ocupa un pequeño volumen de ésta pero es el componente más importante desde el punto de vista climático.

Temperatura Es una magnitud que mide el contenido de energía cinética interna de las partículas (átomos o moléculas) que forman un cuerpo. Las escalas de temperatura más comúnmente usadas son dos: Celsius y Fahrenheit. Con fines de aplicaciones físicas o en la experimentación, es posible hacer uso de una tercera escala llamada Kelvin o absoluta. La escala Celsius es la más difundida en el mundo y se la emplea para mediciones de rutina, en superficie y en altura.

Variaciones de temperatura. Se generan por algunos factores, algunos son:  La cantidad de energía solar recibida, en cualquier región del planeta, varía con la hora del día, con la estación del año y con la latitud. Estas diferencias de radiación originan las variaciones de temperatura.  La temperatura puede variar debido a la distribución de distintos tipos de superficies y en función de la altura.

2  Ejercen influencia sobre la temperatura: la variación diurna, distribución latitudinal, variación estacional, tipos de superficie terrestre y la variación con la altura. Entendemos por variación diurna el cambio en la temperatura, entre el día y la noche, el cual es producido por la rotación de la tierra.  Por la latitud. En este caso se produce una distribución natural de la temperatura sobre la esfera terrestre, debido a que el ángulo de incidencia de los rayos solares varía con la latitud geográfica. La temperatura que medimos en el aire depende de la intensidad del movimiento molecular. Sentimos el aire más caliente cuanto mayor es la velocidad con que se mueven sus moléculas. El aparato con el que se mide la temperatura del aire se llama termómetro. Consta de un pequeño recipiente de vidrio, lleno de mercurio, que se comunica con un tubo capilar. Como la dilatación del mercurio es considerablemente mayor que la dilatación del vidrio, el mercurio sube por el tubo capilar cuando ha aumentado la temperatura, y baja cuando ha disminuido. El extremo del hilo del mercurio que llena el capilar señala, la temperatura reinante.

Figura 1. Termómetro.

Variacion anual de la temperatura En las latitudes intertropicales se registran dos máximos de temperatura en lo equinoccios y dos mínimos en los solsticios. Las oscilaciones entre máximos y mínimos son muy reducidas y la curva esta influenciada por el régimen de nubosidad y precipitación, que pueden modificarla. En latitudes medias y altas aparece un máximo de temperatura próximo al solsticio de invierno, dependiendo la oscilación media continental del lugar. Aunque la insolación alcanza su máximo en el solsticio de verano, los máximos de temperatura se registran

3 casi un mes después, debido a que el calentamiento del aire tiene lugar a través del agua y del suelo, sufriendo un retraso. De igual forma ocurre en el solsticio de invierno, registrándose los mínimos un mes tarde. Uniformidad térmica global Las temperaturas se ven afectadas por ritmos diarios y estacionales en función de la insolación recibida. Todas estas variaciones de temperatura estan sometidas en la superficie terrestre a un efecto de amortiguación, de manera que ninguna zona de la tierra se enfría o calienta demasiado y exista una uniformidad térmica global. El efecto de amortiguación se realiza mediante movimientos que transfieren el calor:  En la atmósfera: a través de las masas de aire (circulación general atmosférica).  En el océano: a través de las masas de agua (corrientes marinas).

Figura 2. Temperatura en superficie de la Tierra.

Distribución geográfica de la temperatura Se pueden distinguir las siguientes zonas: Zona ecuatorial: abarca la franja de 0° a 10° de latitud norte y sur. Recibe una insolación intensa a lo largo de todo el año. No se registram variaicones térmicas estacionales ni diarias. El dia y la noche tienen igual duración.

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Figura 3. Zona ecuatorial.

Zona tropical: situada entre los 10° y los 23° de latitud norte y sur, tiene como límites trópicos de Cáncer y Capricornio. Su insolación anual es intensa, ya que junto a la zona ecuatorial son las que reciben una mayor insolación por unidad de superficie. En estas dos zonas, las amplitudes térmicas se ven moderadas por la existencia de gran cantidad de vapor de agua en la atmósfera.

Figura 4. Trópico de Capricornio y Trópico de Cáncer.

o

Zonas de latitudes medias: están situadas entre los 35° y los 55° al norte y sur. En estas zonas los rayos solares inciden con mayor oblicuidad sobre la superficie terrestre, lo que determina temperaturas medias paulatinamente más bajas.

Por la inclinación del eje, podemos distinguir dos estaciones:

5  Verano: con una duración mayor de los días en relación a las noches y con un balance positivo de radiación.  Invierno: con las noches más largas que los días y con un balance negativo. o

Zonas árticas y antárticas: ubicadas entre los 60° y 75° norte y sur. En estas zonas se registran las variaciones máximas entre el día y la noche.

o

Zonas polares: situadas entre los 75° y los 90° norte y sur. Son las zonas de máxima amplitud térmica y de un gran déficit de radiación solar, los rayos solares inciden muy oblicuamente durante los seis meses que tienen luz, recibiendo muy poca radiación que llega a ser nula en los seis meses de oscuridad.

Figura 5. Paisaje de zonas polares.

Figura 6. Sistema geográfico de zonas de latitud.

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Sensación Térmica La sensación térmica es la sensación de mayor calor o frío que siente una persona en su piel cuando se expone a un ambiente con ciertas condiciones especiales de viento o humedad asociadas a la actual temperatura del aire. Esto se debe a que la sensación de calor o frío que siente una persona no depende solo de la temperatura del aire, sino también del balance térmico de la persona con el medio ambiente, en el que influyen, además de la temperatura, otras variables meteorológicas como el viento y la humedad. Cuando la temperatura ambiente es alta, el organismo emplea el mecanismo natural de evaporación del sudor para perder calor y adaptar la temperatura corporal a esa alta temperatura ambiente. Cuando además la humedad es alta, el proceso de evaporación del sudor o pérdida de calor o refrescamiento se minimiza, dando como resultado que la persona siente en su piel una temperatura mayor a la ambiental. El viento incrementa la pérdida de calor desde la piel y acelera el proceso de congelamiento de las zonas más expuestas cuando la temperatura es cercana o bajo 0ºC. Por lo tanto, para una misma temperatura del aire, la sensación térmica puede ser muy diferente en función de los valores de viento y humedad. Sensación térmica por efectos de humedad La mayor sensación térmica por efectos de la humedad, es propia de climas tropicales. La sensación térmica será tanto mayor o menor cuanto más o menos energía tenga que ceder el cuerpo al medio ambiente para igualar la cantidad de energía que el medio ambiente pueda entregar al cuerpo en ese mismo instante. Por ello se puede estimar dicha sensación calculando la pérdida calorífica en la superficie corporal producida por la acción del viento.

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Figura 7. Sensación térmica.

Humedad del aire La atmósfera terrestre contiene cantidades variables de agua en forma de vapor. La mayor parte se encuentra en los cinco primeros kilómetros del aire, dentro de la troposfera, y procede de diversas fuentes terrestres gracias al fenómeno de la evaporación. El cual es ayudado por el calor solar y la temperatura propia de la Tierra. La humedad atmosférica hace referencia a la cantidad de vapor de agua contenido en la atmósfera. Ocupa un pequeño volumen de ésta pero es el componente más importante desde el punto de vista climático. Con esta variable comenzamos el estudio del ciclo hidrológico caracterizado por sus tres fases: 

Evaporación



Condensación



Precipitación

Figura 7. Ciclo del agua.

La entrada de vapor de agua en el aire atmosférico se realiza a través de los procesos de evaporación de aguas superficiales, del agua de los suelos y de la transpiración de las plantas. La salida se lleva a cabo a través de las precipitaciones líquidas y sólidas. Humedad Absoluta

8 Las partículas de vapor de agua poseen una masa, y por consiguiente pesan. La humedad absoluta es la cantidad de vapor de agua contenida en un volumen de aire, sus unidades son g/m3

Humedad absoluta=

peso del vapor de agua volumen de aire

Sin embargo, la humedad absoluta no define el grado de humedad con la precisión necesaria, porque el volumen que ocupa una masa aérea depende de su temperatura y de la presión. Tensión de Vapor (e) La tensión de vapor se define como la presión que tendría el vapor de agua si ocupara él solo el volumen ocupado por el aire húmedo. La cantidad de vapor que el aire puede contener es limitada. Cuando se alcanza este límite, se dice que el aire está saturado. La presión de vapor así, es la tensión de vapor de saturación y depende únicamente de la temperatura. Humedad Relativa (HR) No siempre existe en el aire la cantidad de vapor de agua necesaria para su saturación, y tampoco encontramos la cantidad capaz de producir una sobresaturación. Por lo tanto, la humedad relativa es la relación entre la cantidad de vapor de agua que hay en el aire y la cantidad que debería haber para que estuviese saturado. Matemáticamente es el cociente entre la tensión de vapor de una muestra de aire y la tensión de vapor de la misma muestra de aire saturado a la misma presión y a la misma temperatura.

HR=

e x 100 es

La Saturación Cuando una masa de aire contiene la máxima cantidad de vapor de agua admisible a una determinada temperatura, es decir, que la humedad relativa llega al cien por ciento, el aire está saturado. Si estando la atmósfera saturada se le añade más vapor de agua, o se disminuye su temperatura, el sobrante se condensa. Cuando el aire contiene más vapor de agua que la cantidad que tendría en estado de saturación, se dice que está sobresaturado. Punto de Rocío Si una masa de aire se enfría lo suficiente, alcanza una temperatura llamada punto de rocío, por debajo de la cual no puede mantener toda su humedad en estado de vapor y

9 éste se condensa, convirtiéndose en líquido, en forma de gotitas de agua. Si la temperatura es lo suficiente baja se originan cristales de hielo. La condensación del vapor de agua puede ocurrir por dos procesos distintos: o

Por enfriamiento. Es el más frecuente y puede ocurrir de diferentes modos: 

Por ascenso: el aire, al ascender, penetra en capas de presiones menores y se expande, lo que le produce un enfriamiento.



Por desplazamiento horizontal sobre una superficie más fría, entrega calor al suelo.

o

Por la adición de vapor.

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