Semana 5 Ciclo Hidrológcio Precipitación

8/15/2019 Semana 5 Ciclo Hidrológcio Precipitación

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Universidad Nacional Mayor de SanMarcos

E.A.P. Geografía

Hidrología : CicloHidrológico Precipitación

ng. !aniel Calag"a C#$ve%.


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Ciclo Hidrológico• Es el proceso &"e descri'e la "'icación y el (ovi(iento de (asas de

ag"a en s"s diferentes estados )lí&"ido* gaseoso y sólido+ en el planeta.• Es "n proceso contin"o en el &"e "na partíc"la de ag"a evaporada del

oc$ano v"elve al oc$ano desp"$s de pasar por las etapas deprecipitación* escorrentía s"per,cial y-o escorrentía s"'terr nea.

• El ciclo #idrológico es considerado co(o "n gran Siste(a* ya &"e coneste concepto es posi'le dar "n enfo&"e ( s c"antitativo y racional a la#idrología.

• Se p"ede de,nir el Siste(a Hidrológico* co(o "n con/"nto de ele(entoso procesos físicos "nidos a trav$s de alg"na for(a de interdependencia*&"e act0a so're "n gr"po de varia'les de entrada para convertirlas enlas de salida.

• En estos siste(as cada "no de los ele(entos o procesos integrantes esel res"ltado de co(plicadas interrelaciones de ("c#os factores de granvaria'ilidad espacial y te(poral* c"yas características físicaspr ctica(ente no son (edi'les y por ello no son calc"la'les.

• Son co(ple/os y no se #an esta'lecidos leyes e1actas &"e p"edane1plicar los fenó(enos #idrológicos nat"rales y se rec"rre a (odelos(ate( ticos de si("lación


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C i c l o H i d r o l ó g i c o l a r g o

C

i c l o

H i d

r o l ó

g i c o

c o r t o

Condensación

Precipitación


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Modelos de si("lación• Modelo Determínístico * c"ando c"al&"iera &"e sea el valor de la varia'le

de tie(po* la resp"esta a "na entrada dada es sie(pre la (is(a* para "n(is(o estado inicial del siste(a.

• En estos (odelos el pro'le(a se red"ce principal(ente a la deter(inación ya/"ste de los par (etros &"e descri'en el siste(a* por ello tales (odelos sonlla(ados ta('i$n para($tricos.

• No es posi'le for("lar y si("lar "n siste(a #idrológico nat"ral* en t$r(inosestricta(ente deter(inisticos* de'ido a la varia'ilidad en el tie(po de dic#os

siste(as y los ca('ios introd"cidos directa o indirecta(ente por el #o('re.• Modelo Estocástico * se eval0an los par (etros estadísticos &"e descri'enla resp"esta del siste(a y se "tili%an posterior(ente en la generación deseries de datos #idrológicos estadística(ente indisting"i'les de las serieso'servadas.

• Con los (odelos deter(inísticos* se pretende si("lar de (anera contin"a enel tie(po "na s"cesión de eventos #idrológicos a intervalos cortos )#oras odías+ y la valide% se #ace con la co(paración de los eventos o'servados2 enca('io en los (odelos estoc sticos no se '"sca "na si("lación contin"a deeventos* si no la generación de series #idrológica no o'servadas de ig"alpro'a'ilidad de oc"rrencia &"e las o'servadas* prediciendo a grandesintervalos )(es* a3o+ los valores característicos de la resp"esta del siste(a yno s" valor instant neo.


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Interacción entre los elementos que integran el ciclo hidrológico


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El CicloHidrológico

visto comoun sistema


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• 4a proporción de radiación re5e/ada )al'edo+ es decerca de 67 en los oc$anos* 867 en las praderas*9 7 en el caso de los c"ltivos* ; 7 en el caso deldesierto y


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N"'es: >or(ación y ?ipos• Las nubes se forman por el enfriamiento del aire produciendo la condensación del

agua, invisible a gotitas o partículas de hielo visibles siendo tan peque!as que son

sostenidas en el aire por corrientes verticales leves"

• Las diferencias entre formaciones nubosas se deben, en parte, a las diferentestemperaturas de condensación" Cuando se produce a temperaturas inferiores a la decongelación, las nubes suelen estar formadas por cristales de hielo sin embargo, lasque se forman en aire m#s m#s c#lido suelen contener gotitas de agua"

• El movimiento de aire asociado al desarrollo de las nubes tambi$n afecta a suformación" Las nubes que se crean en aire en reposo tienden a aparecer en capas oestratos, mientras que las que se forman entre vientos o aire con fuertes corrientesverticales presentan un gran desarrollo vertical"

• Ha% varias clases de nubes, que podemos clasificar en tres grupos& nubes altas,nubes medias % nubes ba'as"


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• Cirros• Cirroc(mulos• Cirrostratos)ubes

*ltas

• *ltoc(mulos• *ltoestratos

)ubes+edias

• )imbostratos• Estratoc(mulos• Estratos

)ubesa'as

• C(mulos• Cumulonimbos

)ubes dedesarrollovertical


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4a Precipitación

• Es "na parte i(portante del ciclo #idrológico* responsa'le del depósitode ag"a d"lce en el planeta y ele(ento f"nda(ental para la vida.

• Es c"al&"ier for(a de #idro(eteoro &"e cae del cielo y llega a las"per,cie terrestre: ll"via* ll"via engelante o so're enfriada* llovi%na*gar0as* llovi%na engelante o so're enfriada * c#"'asco* grani%o*cellisca o grani%o pe&"e3o* cinarra* polvo de dia(ante* nievegran"lada* #ielo gran"lado* ag"anieve

• Este fenó(eno no incl"ye la virga* ne'lina* rocío &"e son for(as decondensación y no de precipitación.

• 4a cantidad de precipitación so're "n p"nto de la s"per,cie terrestrees lla(ada pl"viosidad* o (onto pl"vio($trico.

• Es generada por las n"'es* c"ando alcan%an "n p"nto de sat"ración2en este p"nto las gotas de ag"a a"(entan de ta(a3o #asta alcan%ar

el p"nto en &"e se precipitan por la f"er%a de gravedad.• !esde el p"nto de vista de la ingeniería #idrológica* la precipitación esla f"ente pri(aria del ag"a de la s"per,cie terrestre* y s" (edicionesy an lisis for(an el p"nto de partida de los est"dios concerniente al"so y control del ag"a.


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@rigen de la Precipitación• Pri(ero es necesario &"e se prod"%ca la condensación del vapor de ag"a

contenido en las (asas de aire* &"e se origina c"ando $stas son for%adas aelevarse y enfriarse. Para &"e se prod"%ca la condensación es preciso &"e el airese enc"entre sat"rado de #"(edad y &"e e1istan n0cleos de condensación.a+ El aire est sat"rado si contiene el ( 1i(o posi'le de vapor de ag"a* en este

estado s" #"(edad relativa es entonces del 8 por 8 .El estado de sat"ración se alcan%a nor(al(ente por enfria(iento del aire*

ya &"e el aire frío se sat"ra con (enor cantidad de vapor de ag"a &"e el airecaliente. Así* por e/e(plo* 8 ( ; de aire a 96 C de te(perat"ra* c"yocontenido en vapor de ag"a sea de 88 g* no est sat"rado2 pero los 88 g losat"ran c"ando la te(perat"ra sea de8 C* y entonces la condensación yaes posi'le.

'+ 4os n0cleos de condensación &"e son los responsa'les de &"e el vapor deag"a rec"pere s" estado lí&"ido* son (in0sc"las partíc"las en s"spensión&"e proceden de los #"(os o (icroscópicos cristales de sales &"eaco(pa3an a la evaporación de las nie'las (arinas2 for( ndose las n"'es.

4a pe&"e3e% de las gotas y de los cristales les per(ite &"edar ens"spensión en el aire y ser despla%adas por los vientos. Se p"eden contar6 por c( ; y* sin e('argo* 8 ( ; de n"'e apenas contiene tres gra(os deag"a.

• El di (etro apro1i(ado de las gotitas de ag"a es de . 9 ((* s" espacia(ientoes de 8 (( y la (asa de es de .6 a 8 g- ( ;


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• 4as n"'es se convierten en ll"via c"ando las gotitas se #acen ( sgr"esas y ( s pesadas.

• Para &"e oc"rra el fenó(eno es necesario &"e las diferencias decarga el$ctrica per(itan a las gotitas atraerse y los Bn0cleos * &"ea (en"do son pe&"e3os cristales de #ielo* facilitan lacondensación.

• 4a t$cnica de la Bll"via arti,cial consiste en Bse('rar el v$rticede las n"'es* c"ando #ay "na te(perat"ra inferior a C* conyod"ro de sodio2 $ste se divide en (in0sc"las partíc"las* &"eprovocan la congelación del ag"a2 estos cristales de #ielo seconvierten en ll"via c"ando penetran en aire c"ya te(perat"ra ess"perior a C.

• 4as gotas de ll"via tienen "n di (etro de .6 a 9 ((* es decir* "na"(ento en el vol"(en de los gotitas de las n"'es de 8 a 8

de veces.


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Variación temporo-espacial de la precipitación• 4a variación anual de las precipitaciones se da en el período de "n a3o en donde se

o'servan (eses en &"e las precipitaciones son (ayores &"e en otros. Por e/e(plo* en &"itoss" ( 1i(a precipitación oc"rre en (ar%o* en tanto &"e en Madre de !ios oc"rre en enero.

• Para poder eval"ar correcta(ente las características o'/etivas del cli(a* en el c"al la

precipitación * y en especial la ll"via* dese(pe3a "n papel ("y i(portante* lasprecipitaciones (ens"ales de'en #a'er sido o'servadas por "n período de por lo (enos 9 a; a3os* lo &"e se lla(a "n período de observación largo .

• 4a variación estacional de las precipitaciones* en especial de la ll"via* de,ne el añohidrológico . Dste se inicia en el (es sig"iente al de (enor precipitación (edia de largoperíodo.

• En el Per0 el a3o #idrológico se inicia en setie('re y c"l(ina en agosto* sin e('argode'e(os encontrar &"e no es #o(og$neo2 así para el 9 F9


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• 4a distribución espacial de la precipitación so're los continentes es ("yvariada* así e1isten e1tensas reas co(o los desiertos* donde lasprecipitaciones son e1tre(ada(ente escasas* del orden a 9 (( deprecipitación por a3o. En el Sa#ara la (edia an"al de ll"via es de apenasalg"nos ((* (ientras &"e en las reas pró1i(as al Golfo de !ari$n )Colo('iay Pana( +* la precipitación an"al es s"perior a ;. ((* con "n ( 1i(o de"nos 8 (etros )8 . ((+.


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Medición de la Precipitación

• Para &"e la deter(inación de los valores precipitados seancientí,ca(ente co(para'les es necesario contar con e&"iposdise3ados y cali'rados para tal ,n.

• 4os instr"(entos ( s frec"ente(ente "tili%ados para la (ediciónde la ll"via y el grani%o son los pl"vió(etros y 5"viógrafos* estos0lti(os se "tili%an para deter(inar las precipitaciones pl"viales decorta d"ración y alta intensidad.

• Estos instr"(entos de'en ser instalados en locales apropiadosdonde no se prod"%can interferencias de edi,caciones* r'oles* oele(entos orogr ,cos co(o rocas elevadas.

• 4a precipitación pl"vial se (ide en ((* &"e e&"ivale al espesor dela l (ina de ag"a &"e se for(aría* a ca"sa de la precipitación so're"na s"per,cie de 8 ( 9 plana e i(per(ea'le .

• A partir de 8=< se est pop"lari%ando cada ve% ( s la (edición dela ll"via por (edio de "n radar (eteorológico* los &"e general(enteest n conectados directa(ente con (odelos (ate( ticos* &"eper(iten así deter(inar la ll"via y los ca"dales en tie(po real* en"na deter(inada sección de "n río.


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• El pluviómetro es "n instr"(ento &"e se e(pleaen las estaciones (eteorológicas* para la recogiday (edición de la precipitación.

4a cantidad de ag"a caída se e1presa en (ilí(etrosde alt"ra.El dise3o ' sico de "n pl"vió(etro consiste en "na

a'ert"ra s"perior )de rea conocida* 9 c( dedi (etro+ de entrada de ag"a al recipiente* &"e l"egoes dirigida a trav$s de "n e('"do #acia "n colector) c(+ donde se recoge y p"ede (edirsevis"al(ente con "na regla grad"ada o (ediante elpeso del ag"a depositada.Nor(al(ente la lect"ra se reali%a cada 89 #oras.Un litro caído en "n (etro c"adrado alcan%aría "naalt"ra de 8 (ilí(etro. Para la (edida de nieve seconsidera &"e el espesor de nieve e&"ivaleapro1i(ada(ente a die% veces el e&"ivalente deag"a.

• Pl"vió(etro (an"al* es "n indicador si(ple de lall"via caída* consiste en "n recipiente especialcilíndrico* por lo general de pl stico* con "na escalagrad"ada. 4a alt"ra del ag"a &"e llena la /arra ese&"ivalente a la precipitación y se (ide en ((.

• Pl"vió(etro totali%adores* se co(ponen de "ne('"do* &"e (e/ora la precisión y recoge el ag"aen "n recipiente grad"ado* el instr"(ento secoloca a "na deter(inada alt"ra del s"elo y "noperador registra cada 89 #oras el ag"a caída. Coneste tipo de instr"(ento no se p"eden de,nir las#oras apro1i(adas en &"e llovió.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Interior_tipping_bucket.JPGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/Exterior_tipping_bucket.JPG


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• Pluviógra o de !i ón * consta de "n ta('or giratorio &"e rota con velocidad constante*este ta('or arrastra "n papel grad"ado* &"e en la a'scisa tiene el tie(po y en laordenada la alt"ra de la precipitación pl"vial* &"e se registra por "na pl"(a &"e se("eve vertical(ente* accionada por "n 5otador* (arcando en el papel la alt"ra de lall"via.

• Si no ll"eve* el nivel del ag"a en el recipiente se (antiene constante y por lo tanto lapl"(a (arca "na línea recta #ori%ontal.

• C"ando e(pie%a a llover* el ag"a &"e cae en el interior del e('"do* (ientras &"e elta('or gira* llega al recipiente y levanta el 5otador* la pl"(a (arcar por lo tanto "naelevación* en la vertical. Con esta #erra(ienta se p"ede conocer la precipitación en eltie(po. C"ando la pl"(a alcan%a el 'orde s"perior de la tira de papel* signi,ca &"e elnivel en el depósito corresponde a la p"nta de la c n"la* a contin"ación* "na operaciónse activa para vaciar el recipiente #aciendo 'a/ar el 5otador r pida(ente* lo &"ecorresponde a "na línea vertical en el gr ,co.

• Esta #erra(ienta per(ite (edir la intensidad (edia de precipitación en "n ciertointervalo de tie(po

• En realidad la intensidad de la ll"via no es constante* sino &"e varía en el tie(po* por lotanto se p"ede de,nir co(o intensidad instant nea de la ll"via• Pluviógra o de doble cubeta basculante * a&"í el e('"do cond"ce el ag"a colectada

a "na pe&"e3a c"'eta triang"lar do'le* de (etal o pl stico* con "na 'isagra en s" p"nto(edio. 4a inversión se prod"ce general(ente a *9 (( de precipitación* así &"e cadave% &"e caen *9 (( de ll"via la ' sc"la oscila* vaciando la c"'eta llena* (ientrasco(ien%a a llenarse la otra. Cada ve% &"e la c"'eta do'le se ("eve* este (ovi(iento esregistrado en la 'anda de papel &"e avan%a a velocidad constante* al ,nal del díacontando el n0(ero de veces &"e la c"'eta se #a (ovido* y ("ltiplic ndola por laprecipitación &"e ocasiona s" (ovi(iento* se tendr la precipitación caída en el día o en"n intervalo de tie(po (enor* con "na precisión de *9 ((.• Ilti(a(ente los pl"vió(etros disponi'les en el (ercado son digitales* registrando el(ovi(iento de las c"'etas por (edio de siste(as electrónicos &"e p"eden conectarse*por e/e(plo* vía radio* con "n servidor central &"e al(acena todos los datos recogidosen varios 5"viógrafos.

• Con estas #erra(ientas (odernas* se p"ede reali%ar la (edida* incl"so en caso denieve: si el e('"do est e&"ipado con "na resistencia t$r(ica* &"e dis"elva la nieve.


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>or(as de Precipitación

• Llovi"na * c"ando las gotas de ag"a tiene "n di (etro &"e varía entre .8 a .6 (( yvelocidades de caída ("y 'a/as. 4a pl"viosidad es casi insigni,cante y se ve co(o si lasgotas 5otaran en for(a p"lveri%ada. Pop"lar(ente se le lla(a gar0a* orvallo* siri(iri* o

cala'o'os.• Lluvia * c"ando las gotas de ag"a tienen "n di (etro (ayor a .6 ((* "n (ilí(etro deag"a de ll"via e&"ivale a 8 l de ag"a por (J* &"e es otra for(a de (edir la cantidad deag"a de ll"via2 propia(ente dic#a va de d$'il a (oderada* sin alcan%ar la intensidad de"na tor(enta.

• Escarcha * capa de #ielo por lo general transparente y s"ave* contiendo 'olsas de aire• #ieve * co(p"esta de cristales de #ielo 'lanco transl0cido* principal(ente de for(a

co(ple/a.

• $rani"o * precipitación en for(a redondeadas* irreg"lares de #ielo* &"e se prod"cen porn"'es convectivas* s" di (etro varía entre 6 y 896 ((.• %hubasco * p"eden estar aco(pa3ados de viento con "na intensidad (oderada* a veces

p"eden ser f"ertes. Si el viento es ("y f"erte* estos se precipitan violenta(ente contrael s"elo.

• &ormenta el'ctrica * p"ede ser d$'il o intensa2 s" pl"viosidad es alta y las gotas songrandes y el viento* intenso2 incl"ye la posi'ilidad de &"e se precipite grani%o.

• (guacero * es "na ll"via torrencial* p"ede ca"sar estragos y general(ente se aco(pa3acon vientos de 96 K(-# a K(-# Hasta so'repasa los 8 K(-# en ocasiones.

• Mon"ón) ll"via ("y intensa* ( s &"e el ag"acero. @c"rre en cierto período pero sólo enl"gares de cli(a ec"atorial. Casi sie(pre en verano.

• Manga de agua o tromba) es ("y intensa* es ( s f"erte &"e el (on%ón. ?iene vientointenso* gotas grandes* pl"viosidad s",ciente(ente copiosa para in"ndar y ca"sargrandes estragos. Esta ll"via tiene la capacidad de crear grani%o s"(a(ente grande*#a'iendo la posi'ilidad de aco(pa3arse con tornados. 4as tro('as tienen vórtices deviento* co(o "na especie de Lo/oL. Si las te(perat"ras son inferiores a los C se

precipitan nevadas.


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>or(as de Precipitación• ?odo vol"(en de aire &"e se eleva se e1pande y* por

consig"iente* se enfría. 4a ascensión de las (asas de airep"ede estar ligada a diversas ca"sas* &"e dan l"gar adiversos tipos de ll"via.

• 4a persistencia de "na ll"via a'"ndante re&"iere &"e lascapas de n"'es se ren"even contin"a(ente por "n(ovi(iento de ascenso de las ( s inferiores &"e las sit0e en

condiciones propicias para &"e se prod"%ca la ll"via.• Inica(ente así se e1plica &"e alg"nas estaciones

(eteorológicas* co(o las de ag"io )en la isla de 4"%ón*>ilipinas+* #aya podido reci'ir 9.9;= ((* de ll"via en c"atrodías s"cesivos.

• 4as for(as de precipitación son:• Precipitación de convección• Precipitación orogr ,ca• Precipitación ciclónica o frontales


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Precipitación de convección

• S"elen prod"cirse en %onas cal"rosas* con a'"ndante evaporación* llanas o conpe&"e3as irreg"laridades topogr ,cas* donde p"ede presentarse "n ascenso de aire#0(edo y c lido dando origen a n"'es del tipo c"("loni('os

4as n"'es c"("loni('os* poseen gran desarrollo vertical* &"e interna(ente est nfor(adas por "na col"(na de aire c lido y #0(edo &"e se eleva en for(a deespiral rotatoria &"e tiene "n sentido anti#orario en el #e(isferio norte y #orarioen el #e(isferio s"r.S" 'ase s"ele encontrarse a (enos de 9 K( de alt"ra (ientras &"e la ci(a p"edealcan%ar "nos 86 a 9 K( de altit"d+* con ll"vias intensas.El di (etro del c"("loni('o &"e prod"ce "na ll"via de convección p"ede variarnota'le(ente* desde "n centenar de (etros en "n tornado* #asta "nos 8 K( o( s en el caso de "n #"rac n* a"n&"e el t$r(ino c"("loni('o s"ele li(itarse acasos inter(edios. Este di (etro est directa(ente relacionado con la (ayor o(enor d"ración de la tor(enta.

• Se prod"cen c"ando el aire asciende por diferencias de te(perat"ra a ca"sa de "ncalenta(iento local )ascensión convectiva+. El ascenso es nat"ral. El gradienteadia' tico tiene &"e ser (enor &"e el gradiente vertical (edio de te(perat"ra.Entonces el aire inesta'le asciende y se for(an n"'es de desarrollo vertical )c0("losy c"("loni('os+* dando l"gar a precipitaciones de tor(enta y grani%o. Son propias delas regiones ec"atoriales y tropicales. En latit"des (edias dan l"gar a las tor(entasde verano.

• En el c"rso de s" ascenso* se enfrían seg0n el gradiente adia' tico seco )8 C-8 (+o sat"rado ) .6 C-8 (+

• 4as (asas de vapor se ac"("lan en los p"ntos lla(ados c$l"las de convección


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Precipitación orográ*ca• Es la prod"cida por el ascenso

de "na col"(na de aire#0(edo al encontrarse con "no'st c"lo orogr ,co* co(o"na (onta3a.

• En s" ascenso el aire se enfría#asta alcan%ar el p"nto desat"ración del vapor de ag"a*y "na #"(edad relativa del8 7* &"e origina la ll"via.

• 4a orografía /"ega "n papel

i(portante en la cantidad*intensidad* distri'"ciónespacial y d"ración de laprecipitación.

• En el oeste de los EstadosUnidos se le deno(ina c#inooK)no('re indígena+ &"e #acereferencia al viento del oestedesp"$s de atravesar las(onta3as ocosas c"ando secalienta al 'a/ar desp"$s de#a'er perdido s" #"(edad enel ascenso por las laderasoccidentales de las cordilleras.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Rain-shadow.png


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• Son a&"ellas &"e aco(pa3anel paso de los frentes de laspert"r'aciones.

• Se prod"cen c"ando dos(asas de aire decaracterísticas diferentes seponen en contacto )frente+ yel despla%a(iento de "naprovoca las ascensión frontalde la otra.

• A lo largo del frente c lido* elaire c lido y #0(edo se elevapor enci(a del aire frío*engendrado n"'es y ll"vias2 alo largo del frente frío* la (asade aire c lido es levantada porel i(p"lso del aire frío* de lo

&"e se sig"en intensas ll"viasy c#"'ascos tor(entososseparados por claros. Este tipode ll"vias es característico delos países te(plados

Precipitación %iclónica


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Ciclo de vida de la c$l"la de tor(enta

Estado de desarrollo

Corrientes ascendentes Crecimiento velo- .obrepasan la isoterma

de /0C )(cleo m#s caliente que

el entorno Hidrometeoros dentro de

la nube % pos su peso caen

Estado de maduro

inicia con las primeras lluvias Coe1isten corrientes

ascendentes % descendentes Las descendentes crecen

vertical % hori-ontalmente Las de ascenso alcan-ar su

ma%or intensidad al inicio 23/4m5h6

Estado de disipación

Las descendentes see1tienden hori-ontalmente)o ha% fuente de vapor de agua

para mantener la condensación " )ube m#s fría que el entorno Lluvia m#s uniforme7isminución de la intensidad

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