8/14/2019 Modelos de Lluvias

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MODELOS DE LLUVIA

Los modelos de lluvia son mtodos con los cuales se aslan los

factores significativos en el proceso de precipitacin y se extrapolan hastasus extremos probables, de tal manera que se tenga una idea razonablede la mxima precipitacin que puede caer en una zona dadas ciertascondiciones atmosfricas.

Los modelos de tormenta son idealizaciones simplificadas delmecanismo real de la tormenta. Su principal objetivo consiste en detectarlos parmetros de ms peso, que afectan la magnitud de lasprecipitaciones causadas por la tormenta, para que al maximizar losvalores de tales parmetros, se puedan obtener estimaciones razonables de

la precipitacin mxima probable.

Los parmetros que definen la magnitud de las precipitaciones que secalculan con un modelo de tormenta, se pueden resumir en las siguientes4 caractersticas:

1. Temperatura de punto de roco de aire que ingresa al modelo.2. Velocidad de flujo de aire que entra al modelo.3. Alturas de los niveles principales del modelo (desarrollo vertical del

modelo).

4.

Factor geomtrico del modelo (magnitud de la base del modelo).Las estimaciones de la intensidad de precipitacin a travs de los

modelos de tormenta, dependen de la aplicacin del principio decontinuidad del flujo de aire y flujo de humedad, pero principalmente bajosimplificaciones debido a la falta de datos. Por ejemplo, el almacenamientode agua lquida y slida en la masa de aire, puede no ser medidosatisfactoriamente antes y despus de la lluvia y por ello es usualmenteignorado. Adicionalmente, los modelos de tormenta son ms tiles ensituaciones de gran escala, ms que en pequeas tormentas intensas,

debido principalmente a que los errores en el flujo de humedad en grandestormentas son slo una pequea porcin del total del flujo de aire entrante

y de la precipitacin y donde adems, el almacenamiento es despreciable.

Bsicamente se tienen dos modelos de tormenta, el del plano inclinado y el de convergencia, el primero describe el proceso de las lluvias de tipoorogrfico y de frente clido, en cambio el segundo, describe el modelo de

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flujo comnmente encontrado en tormentas que involucran convergencia yturbulencia.

1.- MODELO DEL PLANO INCLINADO

Este modelo se esquematiza en la fig. 1.1 siguiente.

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Fig.1.1

La aplicacin del principio de continuidad a la masa de aire y al flujo

de humedad, ignorando el almacenamiento en la columna, conduce a lassiguientes ecuaciones:

(1) (2)

En las cuales:

Combinando las ecuaciones (1) y (2) se obtiene:

( ) ( ) En la ecuacin anterior, el primer parntesis corresponde al Agua

Precipitable Efectiva ( y el segundo, al llamado Factor de Convergencia.Entonces, la intensidad media de la precipitacin (i) en el rea de la basede la columna ser:

Estando i en y A en metros cuadrados.

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Es conveniente indicar que la determinacin de la longitudcaracterstica X es muy delicada, ya que interviene en forma lineal en laintensidad i.

Cabe aclarar que en este tipo de modelos se supone que la masa deaire es estable y que, por lo tanto, el ascenso de la misma es producidonicamente por la barrera frontal o topogrfica. Este proceso es pococomn en la naturaleza y produce lluvias leves. En general, las masas deaire se hacen inestables al elevarse y la precipitacin se produce por unacombinacin de efectos convectivos y orogrficos.

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2.- MODELO DE CONVERGENCIA CON FLUJO RADIAL DE ENTRADA

En este caso el flujo convergente inferior obliga a la masa de aire aascender y produce un flujo devergente en los niveles superiores. El casoms simple corresponde a un flujo convergente radial, la cual se muestraesquemticamente en la siguiente fig. 2.1.

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Fig. 2.1

Para tal caso la ecuacin del modelo es:

Siendo el llamado Factor Geomtrico del modelo, ya que r es

el radio de la celda en metros y nuevamente el valor del parntesiscorresponde al agua precipitable efectiva. Las otras variables son idnticas

a las utilizadas en las formulas del modelo del plano inclinado.

3.- LMITES DE LOS MODELOS

Tanto en el caso del modelo de plano inclinado como en el delconvergente, es necesario fijar las altitudes o niveles de presin quelimitan al modelo. Para ello, se pueden tomar en cuenta los siguientescomentarios:

a) Lmite superior del modelo P4' El punto 4 en ambos modelos (vansefigures 1.1 y 2.1) es el lmite hasta el cual se produce precipitacin. Parafines prcticos, este punto se puede tomar como la altura media de laparte superior de las nubes cumulonimbus en las diferentes latitudes yestaciones del ao. Las observaciones hechas en este sentido indican quedicha altura vara entre los 8 y los 16 km, que correspondenaproximadamente a niveles de presin de 300 Y 100 mb, respectivamente.En el caso del modelo convergente, y en especial cuando se trata detormentas convectivas, es recomendable usar los valores de P4 dados en latabla 6.3, en funcin del punto de roco en la superficie.

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b) Ancho de la capa de entrada t.PI2' se puede tomar como la zona de laatmsfera en donde hay mayor cantidad de humedad.

Normalmente esto sucede entre la superficie de la Tierra y un nivel depresin de 800 a 700 mb, dependiendo tambin del punto de roco en lasuperficie.

c) Ancho de la capa de salida t.P34' El lmite inferior de la capa de salidaP3 depende, naturalmente, del tipo de modelo; en el de plano inclinado

este lmite estar dado por la topografa del terreno o la forma del frente yen el caso del modelo convergente, el ancho de la capa de salida puedetomarse igual al ancho de la de entrada, esto es, t.P34 estara entre 200 y300 mb.