Precipitación: Teoría, Tipos y Usos (Con Diagrama)

Lea este artículo para obtener información sobre la teoría, las formas, los tipos, los usos, la variación y las características de la precipitación o la precipitación.

Teoría de la Precipitación o Precipitación:

La precipitación es el proceso natural de conversión del vapor atmosférico en agua. El agua así formada cae luego a la tierra en forma de lluvia. En términos de hidrología, la lluvia constituye la tercera fase de la división atmosférica del ciclo hidrológico, "el cambio de estado". El término precipitación también se usa para precipitaciones. Sin embargo, la precipitación es un término general e incluye todas las formas de caída de humedad, es decir, lluvia, nevada, aguanieve, granizo, etc.

Durante la temporada de verano, la pérdida por evaporación es muy acelerada en todo tipo de superficies de agua libre. El agua perdida en la evaporación encuentra espacio en una masa de aire. Se suma al almacenamiento de vapores atmosféricos. Aunque la pérdida por evaporación es excesiva en la estación cálida, la capacidad de la masa de aire también es mayor. Esta gran cantidad de vapor hace que la masa de aire se humedezca. El cambio de estado de vapor atmosférico a agua tiene lugar cuando la capacidad de la masa de aire para contener las partículas de vapor supera.

Las siguientes dos razones principales son responsables de este cambio de estado:

yo. La masa de aire caliente tiene una gran capacidad para mantener las partículas de vapor en suspensión. Cuando, por algún medio, esta masa de aire húmedo y cálido disminuye su capacidad para retener las partículas de vapor, se reduce. Finalmente el vapor precipita en forma de lluvia.

ii. A veces, la variación en la presión provoca el cambio de estado de vapor a lluvia. Es interesante conocer el mecanismo real de la precipitación. Mediante un proceso conocido como nucleación, se forman cristales de hielo o agua sobre las partículas flotantes, en la masa de aire (por ejemplo, partículas de polvo, partículas de sal, etc.). Los pequeños cristales luego crecen en el tamaño mediante la combinación con otros cristales. Una etapa llega cuando caen sobre la tierra como nieve o como agua de lluvia.

Formas de precipitación:

La precipitación tiene lugar en muchas formas diferentes en las regiones ubicadas en las latitudes medias.

Las características típicas de varias formas de precipitación se explican a continuación:

(yo lluevo:

Consiste en gotas de agua en su mayoría de más de 0.5 mm de diámetro.

(ii) Llovizna:

Son pequeñas gotas de agua de tamaño entre 0, 1 y 0, 5 mm que caen con velocidades de asentamiento tan lentas que a veces parecen flotar.

(iii) Nieve:

Es ese tipo de precipitación que resulta de la sublimación, es decir, el vapor de agua se transforma directamente en hielo. Cae en forma de cristales de hielo blancos o translúcidos que a menudo se aglomeran en copos de nieve. La gravedad específica de la nieve a menudo se toma como 0.1.

(iv) Salve:

Es la precipitación en forma de terrones de hielo. Las piedras de granizo se producen en nubes convectivas, en su mayoría cumulonimbus. Su forma puede ser cónica, esferoidal o irregular. El tamaño de las piedras de granizo puede ser de más de 5 mm. La gravedad específica de la piedra de granizo es de aproximadamente 0, 8.

(v) Paletas de nieve:

A veces también se les llama granizo suave. Las paletas de nieve son más crujientes y tienen un tamaño de 2 a 5 mm. Debido a su gran nitidez al golpear el suelo duro, a menudo se rompen.

(vi) Aguanieve:

Cuando las gotas de lluvia caen a través de la capa de aire sub-congelante cerca de la superficie de la tierra, las gotas de lluvia se congelan en la etapa de hielo. Se llama aguanieve o granos de hielo.

Tipos de lluvia:

Se pueden reconocer diferentes tipos de lluvia según el proceso mediante el cual la masa de aire caliente y húmedo se eleva y luego se enfría. En términos generales, hay tres tipos de lluvia.

1. Precipitación ciclónica o lluvia:

Este tipo se puede subdividir en:

(a) Frontal y

(b) Precipitación no frontal. Este tipo de lluvia se produce por la elevación del aire que converge en un área de baja presión o ciclón. Este tipo de lluvia generalmente ocurre en regiones llanas.

(a) Tipo de precipitación frontal:

El frente es un límite que une la masa de aire húmedo cálido y la masa de aire frío. Cuando una masa de aire húmedo y caliente se ve obstruida por una masa de aire frío estacionaria, la masa de aire caliente se eleva a medida que es más ligera que la masa de aire frío. A veces, la masa de aire en movimiento frío se encuentra con la masa de aire caliente estacionaria con resultados similares.

La masa de aire elevada se enfría a gran altura y se producen precipitaciones. Este proceso continúa hasta que toda la masa de aire caliente pasa sobre la masa de aire frío. Una precipitación de tipo ducha se produce en el caso de un frente frío, mientras que en el caso de una precipitación en el frente cálido, la precipitación continua ocurre hasta que el frente cálido pasa sobre la masa de aire frío.

(b) Precipitación no frontal:

Este tipo de lluvia no está relacionado con los frentes. Cuando la masa de aire frío en movimiento se encuentra con la masa de aire húmedo húmedo, la masa de aire caliente se eleva y es más ligera que la masa de aire frío. Cuando la masa de aire caliente se enfría a gran altitud, se producen precipitaciones.

2. Precipitación convectiva:

Debido a algunos efectos locales, el aire se calienta y almacena más partículas de vapor. Luego se eleva en la atmósfera ya que es más liviano que el aire frío que rodea esa área. A grandes altitudes se enfría y se producen precipitaciones. La intensidad de este tipo de precipitación puede variar desde lluvias ligeras hasta ráfagas de nubes.

3. Precipitación orográfica:

Cuando una masa de aire húmedo y caliente se ve obstruida por algún tipo de barrera, como las montañas, la masa de aire húmedo y cálido, encuentra su camino hacia arriba y se eleva a altitudes suficientemente altas automáticamente. Allí se enfría y finalmente se produce la precipitación.

La ladera de la montaña del lado del mar recibe abundantes precipitaciones, pero la ladera de la montaña del lado terrestre y una parte de la llanura recibe muy poca lluvia. La razón de este fenómeno peculiar se puede explicar de la siguiente manera. Cuando la masa de aire caliente elevada se enfría, se produce un cambio de estado de vapor a agua y se producen precipitaciones en el área inferior.

Obviamente, cuando las nubes pasan a través de la barrera, se liberan de la humedad y se debilitan. Pasa algún tiempo antes de que las nubes recuperen la humedad suficiente para causar la precipitación. Durante este intervalo las nubes dejan un área seca.

El área que no recibe lluvia en este proceso se denomina área de sombra de lluvia. La figura 2.3 da una ilustración lúcida del fenómeno. Esta área se denomina área de sombra de lluvia porque se pueden ver las nubes que pasan fácilmente por encima de la cabeza, pero la tierra que se encuentra debajo no recibe lluvia, sino que solo tiene sombra.

Usos de Rainfall Records:

En cada estación de medición de lluvia, la lluvia se mide después de 24 horas. Por lo general, la medición se toma a las 08.30 horas 1ST, obviamente, la lluvia total ocurrida en las últimas 24 horas se ingresa contra la fecha en que se realizó la medición. Los registros de precipitaciones se mantienen en forma diaria, mensual, estacional o anual para cualquier cuenca. La precipitación varía de año en año. El promedio de la serie de registros anuales da el valor medio de precipitación. La media a largo plazo se llama la precipitación normal.

No es posible determinar la precipitación normal de los registros de lluvia que cubren un período corto. La pregunta que surge ahora es: ¿cuánto tiempo deben durar las series de lluvia para obtener resultados útiles? Después de los extensos estudios, Alexander Binnie concluyó que el porcentaje promedio de desviación de la media real en los registros de 5 años fue de ± 15%. Durante los registros de 30 años, se encontró que era de ± 2 por ciento y se mantuvo así durante un período más largo también. Por lo tanto, para obtener resultados satisfactorios, la longitud del registro debe ser de al menos 30 años anteriores.

Los siguientes son los principales usos de los registros de lluvia:

1. La tendencia de la lluvia puede ser estudiada a partir de los registros de lluvia. Conociendo la tendencia de la lluvia se pueden hacer predicciones futuras.

2. Se puede calcular el escurrimiento sobre la cuenca.

3. Se puede calcular y predecir la inundación máxima debida a cualquier tormenta.

4. Los registros de precipitaciones ayudan a estimar los requisitos de riego.

Variación de la lluvia:

Los factores responsables de la distribución inequitativa de la lluvia en un área grande son los siguientes:

1. Cercanía al mar:

Desde el mar, una gran cantidad de agua va a la atmósfera en forma de vapor. Naturalmente, cuando las nubes cargadas excesivamente de humedad pasan sobre la costa del mar, las nubes dejan caer algo de su carga. Como resultado, la zona costera recibe más precipitaciones.

2. Presencia de montañas:

La pendiente del lado de barlovento del lado hacia el cual viajan las nubes recibe lluvias excesivas, mientras que en la otra pendiente lateral de sotavento hay un área de sombra de lluvia. La región montañosa recibe más precipitaciones que las zonas llanas.

3. Dirección del viento:

Las nubes son impulsadas por el viento. Está claro que el área sobre la que el viento trae nubes recibirá lluvia.

4. Desarrollo del bosque:

Los bosques también se comportan en cierta medida como una barrera e interceptan las nubes para derivar la lluvia. El área con bosque espeso recibe más precipitaciones.

5. Altura de un lugar sobre el nivel del mar o altitud:

Los lugares de gran altura reciben más precipitaciones. En altitudes elevadas, la temperatura de la atmósfera es baja y cuando las nubes llegan a esa zona, se enfrían y se producen precipitaciones.

Hetógrafo de la lluvia:

El hyetograph muestra las tasas de precipitación promedio, sobre la captación de drenaje especificada, durante unidades sucesivas de tiempo durante una tormenta particular (Fig. 2.10).

Para preparar el hyetograph de una tormenta dada, las cantidades de lluvia durante las unidades de tiempo sucesivas se miden a partir de las curvas de masa de las estaciones en y cerca de la cuenca de drenaje. Se puede seleccionar una unidad de tiempo de 1 a 6 horas según convenga. Las profundidades de precipitación promedio sobre la cuenca para unidades de tiempo sucesivas se calculan a partir de los datos tabulados mediante el método del polígono de Theissen o el método isohihetal. El hyetograph se dibuja trazando la profundidad de lluvia promedio por unidad de tiempo como se muestra en la Fig. 2.10.

El hyetograph es muy conveniente para relacionar la lluvia sobre la cuenca con el hidrograma de inundación resultante. Generalmente se grafica en la misma hoja donde se grafica el hidrograma. Lo único es que se grafica al revés, mientras que el hidrograma se grafica erguido (Fig. 2.11).

El hyetograph de una tormenta cuando se grafica por el lado del hidrograma de la inundación da el lapso de tiempo entre la lluvia y el flujo máximo. También proporciona información importante sobre la duración efectiva de la tormenta que produce la escorrentía. El uso de la histografía se hace comúnmente en la estimación de inundaciones por el método de hidrograma unitario.