LITOSFERA

• En los sólidos el transporte de calor, se da solo por conducción molecular. No hay convección, turbulencia ni radiación como mecanismos eficientes de transporte. En esas condiciones, el flujo de calor G es proporcional al gradiente de temperatura. (conductividad: λ)

• G = -λ ∂T/∂z• Entre dos niveles el aumento de calor ΔG por unidad de área y tiempo es ΔG = G1 – G2 = -λ 1 ∂T + λ 2 ∂T• ∂Z 1 ∂Z 2

En suelos homogéneos, λ 1= λ 2

ΔG = - λ ( ∂T - ∂T ) ∂Z1 ∂Z2

- Representa el flujo neto de energía calórica fuera de la capa

Por otra parte ΔG*A*Δt = ΔQΔQ diferencia de calor en la capaPor definición C = ΔQ / ΔT y además C = Cv mm = masaV = volumen

C = Cv ρ V = Cv ρ A ΔZ

C ΔT = ΔQ = ΔG A Δtó Cv ρ A ΔZ ΔT = ΔG A Δt[0]

y Cv ρ ΔT ΔZ = -λ ( ∂T - ∂T ) Δt ∂Z1 ∂Z2

ΔT = λ ( ∂T - ∂T ) 1 Δt Cv ρ ∂Z 2 ∂Z 1 ΔZ

ΔZ 0 ∂T = λ ∂ 2T [1]∂t Cv ρ ∂ Z 2

Retornando a [0]ΔG = Cv ρ ΔT ΔZ haciendo Z 1 = 0

Δt y designando a Z 2 = Z y G 2 = G

- G = -G 0 + Cv ρ ΔT ΔZ [2] Δt

Cuando G = 0, para todo t se llega a la profundidad en que se amortigua la onda diurna o anual de temperatura. Así definida la profundidad [2] se puede simplificar a

G 0 = Cv ρ ΔT ΔZ = C ΔT ΔZ Δt Δtó ΔT = G 0 Δt / ( C ΔZ)

Recordando que G 0 es el flujo de calor en superficie y Cv ρ = C donde ahora C es el calor especifico por unidad de

volumen.

Si se considera que los suelos son conglomerados de aire, sólido y líquido

Cv = Xs Cs + Xw Cw + Xa CaCs = capacidad calorífica por unidad de

volumen de sólidoCw = capacidad calorífica por unidad de

volumen de aguaCa = capacidad calorífica por unidad de

volumen de aire

Y X i es la fracción de volumen de la fase i.

arcilla

carbón

arena

Proporción agua en suelo/suelo seco

Valores de C para distintos suelos y humedad

G > 0 ↓

T decrece con Z

71% Total superficie

Cubierta por océanos

Balance hídrico

¿ Por qué es importante ?

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

80-90 S

70-80 S

60-70 S

50-60 S

40-50 S

30-40 S

20-30 S

10-20 S

0-10 S

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0-10 N

10-20 N

20-30 N

30-40 N

40-50 N

50-60 N

60-70 N

70-80 N

80-90 N

Porcentaje de área cubierta por océano, en bandas de 10º latitud.

TIERRA OCÉANO

ATMÓSFERA

Porcentaje de agua almacenada

Glaciares ~ 74.4 %Agua subterránea ~ 25 % Lagos –ríos ~ 0.6 %Biósfera < 0.01 %

97.6 %

0.1 %

2.3 %

TIERRA OCÉANO

ATMÓSFERA

TRANSPIRACIÓN

EVAPORACIÓN

EVAPOTRANPIRACIÓN

• Radiación entrante • Longitud del día• Temperatura • Humedad • Estabilidad del aire• Velocidad del viento• Disponibilidad de agua • Tipo de vegetación/suelo

Ciclo hidrológico

Atmosférica

Terrestre

Ramas

El complejo sistema de transporte del “agua” (en sus distintas fases/estados) constituye el ciclo hidrológico y es una consecuencia de la conservación del agua.

Balance de agua de la superficie de la tierra

Sin intercambio de humedad

Flujos horizontales de humedad

H

Precipitación

P

(incluye la transpiración)

Evaporación

E

RocíoR

Flujos horizontales de humedad

Ganancia

Fe Fe

Pérdida

FsFs

Escurrimiento ES

Escurrimiento

Precipitación

Rocío

Evaporación

H

P E

R

Escurrimiento ES

H = P + R – ES – E

Fe

Fs

Balance de agua de la superficie de la tierraH = P + R + Fe – E – Fs

Redistribución horizontal de agua

Precipitación

Rocío

Evaporación

H

P E

R

H = P + R + Fe – E – Fs

Escurrimiento ES

H = P + R – ES – E

/ agua

Cambio nivel del agua

Balance de agua de la superficie de la tierra

Precipitación

Rocío

Evaporación

H

P E

R

H = P + R + Fe – E – Fs

Escurrimiento ES

H = P + R – ES – E

despreciable

H = P – ES – E

Período de un año H 0

P = E + ES

Balance de agua de la superficie de la tierra

Redistribución horizontal de agua

/ agua

Cambio nivel del agua

Precipitación

P

Evaporación

ERocíoR

Advección horizontales de vapor

Ae

Tope de la atmósfera

As

Advección horizontales de vaporHa

Balance de agua en la atmósfera

Precipitación

P

Evaporación

ERocíoR

FaFlujo neto de humedad

saliente

Ha

Balance de agua en la atmósfera

Advección horizontales de vapor

Ae As

Ha= E + Ae – P – As – R

Precipitación

P

Evaporación

ERocíoR

FaFlujo neto de humedad

saliente

Ha

Ha= E + Ae – P – As – R

Ha = E – Fa – P – R

Período de un año Ha 0

E = P + Fa

despreciable

Ha = E – Fa – P

Balance de agua en la atmósfera

E = P + Fa

P = E + ES

P – E = – Fa

P – E = ES

– Fa = ES

Anualmente escurrimiento de cualquier región es

balanceado por un ingreso de humedad

en la columna de aire sobre la región.

Balance de agua: tierra - atmósfera

Resumiendo

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

20008

0-9

0 N

70

-80

N

60

-70

N

50

-60

N

40

-50

N

30

-40

N

20

-30

N

10

-20

N

0-1

0 N

0-1

0 S

10

-20

S

20

-30

S

30

-40

S

40

-50

S

50

-60

S

60

-70

S

70

-80

S

80

-90

S

mm

ECUADOR

Superficie de la tierra

Precipitación

Balance de agua anual. Distribución latitudinal

HN: 1009 mm/año

HS: 1000 mm/año

mm/año

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

20008

0-9

0 N

70

-80

N

60

-70

N

50

-60

N

40

-50

N

30

-40

N

20

-30

N

10

-20

N

0-1

0 N

0-1

0 S

10

-20

S

20

-30

S

30

-40

S

40

-50

S

50

-60

S

60

-70

S

70

-80

S

80

-90

S

mmECUADOR

Superficie de la tierra

Evaporación

Precipitación

Balance de agua anual. Distribución latitudinal

HN: 1009 mm/año

HS: 1000 mm/año

HN: 944 mm/año

HS: 1065 mm/año

HN: 65 mm/año

HS: -65 mm/año P - E

mm/año

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

20008

0-9

0 N

70

-80

N

60

-70

N

50

-60

N

40

-50

N

30

-40

N

20

-30

N

10

-20

N

0-1

0 N

0-1

0 S

10

-20

S

20

-30

S

30

-40

S

40

-50

S

50

-60

S

60

-70

S

70

-80

S

80

-90

S

mmECUADOR

Evaporación

Escurrimiento

Precipitación

P = E + ES

Balance de agua anual. Distribución latitudinal Superficie de la

tierra

mm/año

Evaporación

Precipitación

mm/año

360

600390

610400 670

860

1350

510

670

410

470

0 30

CONTINENTES

- - + +

Balance de agua anual. Continentes y océanos.

490

270

240

160

220

60

30

Precip-Evap

Balance de agua anual. Continentes y océanos.

Precip-Evap

Precipitación

1140

1210

1380

10101040

780

120 240

OCÉANOS

+ + - -

Evaporación

120

70 -370

-260

mm/año

Balance de agua anual. Continentes y océanos.

Precip-Evap

Precipitación

1140

1210

1380

10101040

780OCÉANOS

+ + - -

Evaporación

70 -370

-260

mm/añoR0 = transporte agua de ríos,

continentes rodean

197

Atlántico

Balance de agua anual. Continentes y océanos.

Precip-Evap

Precipitación

1140

1210

1380

10101040

780OCÉANOS

+ + - -

Evaporación

70 -370

-260

mm/año

72

Índico

R0 = transporte agua de ríos,

continentes rodean

Evaporación

Precipitación

1140

1210

1380

10101040

780

120 240

360

600390

610400 670

860

1350

510

670

410

470

0 30

OCÉANOS

+ + - -CONTINENTE

S - - + +

Balance de agua anual. Continentes y océanos. mm/año