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Huancayo - 2016 PRECIPITACION

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Huancayo - 2016

PRECIPITACION

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Precipitación: nombre genérico dado a aguas meteóricas que provienen de humedad atmosférica y que caen sobre superficie de Tierra. Incluye: lluvia, granizo, nieve y rocío (vapor condensado directamente sobre superficies frías).

Antes de alcanzar suelo interesa a meteorología; una vez que llega al suelo es elemento básico de hidrología

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3

Formación: Producto de condensación se forman, en nubes, pequeñas gotitas de agua (0,02 mm). Para que ocurra precipitación se deben formar gotas de lluvia (2,0 mm), por:

- Atracción electrostática – tormentas eléctricas;- Microturbulencia – vientos;- Barrido de gotitas;- Diferencia de temperatura;- Núcleos de condensación (lluvia artificial)

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Coalescencia o choque: en una nube existen gotitas de todos los tamaños. Cuando gotitas más grandes caen arrastran gotitas más chicas repetidas veces hasta formar una gota de lluvia que cae por gravedad.

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NubesMasa de vapor con acumulación de pequeñas gotitas de agua o pequeños cristales de hielo.

Clasificación (en función de su altura) :a) Nubes altas: a más de 7 km. Son puro hielo, con T < -35°C; de contornos indefinidos.b) Nubes medias: entre 2 y 7 km; nubes mixtas de hielo y agua, con T > -35°C.c) Nubes bajas: por debajo de 2 km. Son nubes de agua con T de 0 a -10°C y contornos perfectamente delimitados.

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Formas de Precipitación

- Llovizna: gotas < 0,5 mm; provenientes de masas con poca humedad y nubes bajas y de poco espesor.

- Lluvia: gotas > 0,5 mm; producida por nubes de varios km de espesor.- Chubasco: inicio y final súbito; de corta duración (5 a 60 min.) ; gotas grandes; producidas por nubes de gran extensión vertical y poca extensión horizontal.- Granizo: trozos de hielo (pedrisco); 5 < < 50 mm; producidas por nubes muy altas, hasta 10 km. - Rocío: < 0,1 mm- Escarcha: rocío helado.- Niebla goteante.

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Según factor causante de elevación de masas de aire, sometidas a proceso de enfriamiento a gran escala, precipitación puede ser: convectiva, orográfica o frontal.

Tipos de Precipitación

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Precipitación Convectiva

- Se origina por ascenso de masa de aire caliente.- La radiación solar provoca calentamiento de superficie lo que hace que el aire caliente con alto porcentaje de vapor de agua se eleva verticalmente- Típica de zonas tropicales o períodos calurosos (verano)- Tormentas localizadas, de fuerte intensidad y corta duración.

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Precipitación Orográfica

- Ocurre cuando aire húmedo, que se desplazaba horizontalmente, es forzado a ascender siguiendo una barreras de montañas.- En general estas precipitaciones son débiles pero importantes en cantidad (frecuentes).

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Precipitación Frontal

- Se producen cuando masas de aire frío irrumpen sobre masas de aire caliente, provocando al ascenso de estas últimas.

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Conocida como Ridge A, la meseta antártica, está localiza en el Territorio Antártico Australiano. Además de ser el más seco, Ridge A es también el lugar más frío, con una temperatura promedio en invierno de -70º C.

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Record Guinness de lluvia en un sólo año con 22.987 mm.

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Lloró (Colombia) registra 13.300 mm anuales.

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En el monte Waialeale (Hawaii) llueve 360 días al año.

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Se mide en lámina de agua que alcanzaría a formarse sobre una superficie impermeable. Equipos de medición: pluviómetros y pluviógrafos. Interesa conocer su magnitud, distribución, intensidad y probabilidad de recurrencia de eventos de cierta magnitud.

Medición de Precipitación

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Pluviómetros

Aparato (también llamado udómetro) sirve para recoger y medir (en mm) precipitación (incluso sólida) que cae sobre una superficie concreta (por ej. 1 m2) en un tiempo dado (generalmente en un día o un número determinado de horas).

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Medición de Precipitación

Lectura pluviómetroo Agua recogida en depósito se introduce en una probeta graduada, y se determina

cantidad de lluvia caída, es decir, altura en mm de capa de agua que se habría podido formar sobre una superficie horizontal e impermeable, de no evaporarse nada.

Lectura se hace en horas sinópticas (7:00,

13:00 y 19:00), totalizando precipitación.

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1 m

1 m

1 m2

1 litro1 mm

Pluviómetro

Cantidad de agua caída se expresa en mm y equivale a: 1 mm = 1 l/m2 = 10 m3/ha = 10000 l/ha = 1000 m3/km2

Medición de Precipitación

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Procesamiento y Presentación de Datos Pluviométricos

Existe diversidad de maneras de procesar y presentar datos pluviométricos de una estación o representativos de una región.

Elección del método depende de naturaleza de datos y del propósito que se tenga para su uso.

Conjunto de datos (que representan altura de agua caída en horas, días, meses o años en un cierto lugar) corresponde a una serie estadística y, en consecuencia, dicha serie es susceptible de analizar y presentarse a través de métodos estadísticos.

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Análisis de Precipitación

a) Análisis de consistencia, completación y extensión;

b) Análisis probabilístico de precipitación;

c) Análisis de variabilidad espacial y temporal de precipitación.

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Análisis de Consistencia

• Proceso de identificación o detección, descripción y remoción de errores de series de datos, a fin de obtener series confiables.

• Cambios naturales y antrópicos que afectan comportamiento hidrológico, producen inconsistencia, representada como errores sistemáticos de saltos y tendencias, y no homogeneidad, definida como el cambio brusco e inesperado de datos con transcurso del tiempo.

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A) IDENTIFICACIÓN DE SALTOS

B) EVALUACIÓN Y CUANTIFICACIÓN

1.- ANÁLISIS GRÁFICO.

SALTO EN LA MEDIA(PRUEBA DE T - STUDENT)

SALTO EN LA DESVIACIÓN ESTÁNDAR

(PRUEBA F FISHER)

2.- ANÁLISIS DE DOBLE MASA

1.- ANÁLISIS DE HIDROGRAMAS

1.- ANÁLISIS DE DOBLE MASA PARA DATOS DE

PRECIPITACIÓN (PARTE BAJA Y PARTE ALTA)

2.- ANÁLISIS DE DOBLE MASA (PARA DATOS DE

CAUDALES)

C) CORRECCIÓN Y/O ELIMINACIÓN ECUACIÓN QUE MANTIENE LOS PARÁMETROS DEL PERIODO CONFIABLE:

3.- ANÁLISIS ESTADÍSTICO

PERIODOS DUDOSOS

HIPÓTESIS PLANTEADA:

- Hp: m1 = m 2

- Ha: m1 = m 2

HIPÓTESIS PLANTEADA:

-Hp: s 12 = s 2 2

- Ha: s 1 2 = s 2

2

Análisis de Consistencia

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Análisis Gráfico

• Análisis visual de distribución temporal de información hidrometeorológica, a fin de detectar regularidad o irregularidad.

• Análisis de datos de precipitación, se efectúa con histogramas respectivos, donde puede visualizarse ocurrencia de valores muy altos o bajos, saltos o tendencias.

• Histogramas, se utilizan para mostrar gráficamente comportamiento hidrometeorológico que ocurre en una estación, en transcurso del tiempo.

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AÑO/MES Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic PA

1970 79,7 43,7 57,0 11,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,7 0,0 42,8 235,90

1971 107,4 84,8 69,7 35,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,0 11,4 63,0 376,40

1972 181,9 140,1 160,9 42,7 0,0 0,0 0,0 0,0 16,3 53,9 15,3 43,9 655,00

1973 115,8 73,2 69,8 26,2 2,3 0,0 0,0 3,9 9,5 0,0 13,5 10,7 324,90

1974 57,6 72,8 34,7 23,5 5,4 12,3 0,0 55,7 2,8 0,0 0,0 23,3 288,10

1975 65,0 57,3 73,3 9,9 0,0 16,9 0,0 0,0 0,0 2,3 6,2 17,6 248,50

1976 101,1 58,0 61,3 5,0 0,0 0,0 5,5 19,0 29,8 0,0 0,0 5,4 285,10

1977 6,6 76,5 2,1 0,0 0,0 0,0 3,2 3,2 7,2 5,6 46,0 100,9 251,30

1978 86,4 14,5 46,6 50,1 0,0 0,0 4,2 1,5 0,0 4,2 46,4 13,7 267,60

1979 31,4 17,9 79,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 6,6 40,4 62,0 237,90

1980 12,8 26,5 81,4 2,8 1,5 0,0 0,0 0,0 9,5 64,8 0,0 3,8 203,10

1981 89,2 127,0 25,8 66,5 0,0 0,0 0,0 6,1 0,0 0,0 67,9 48,4 430,90

1982 63,4 19,6 51,7 20,1 0,0 0,0 0,0 0,0 10,6 54,6 40,2 12,3 272,50

1983 6,4 22,0 11,9 9,3 0,0 0,0 0,0 0,0 4,1 0,0 0,0 26,0 79,70

1984 163,9 125,7 179,0 0,0 0,0 7,9 0,0 0,0 3,7 13,3 89,4 102,7 685,60

1985 15,4 119,9 106,3 120,0 0,0 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 20,7 66,8 449,60

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Histograma de Precipitacion - Sibayo

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

Años

PTM

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- Denominado también de doble acumulación.- Herramienta empleada en detección de inconsistencia en datos hidrometeorológicos.- Se compara datos de una estación particular, con los de una estación probadamente consistente o con una ficticia, resultado del promedio de estaciones en estudio, dentro de un área determinada (Cuenca).

Análisis de Doble Masa

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30

Año Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic PA1970 183.7 171.4 130.8 27.0 12.0 1.5 0.0 1.7 23.3 26.2 9.1 136.3 723.01971 131.4 206.3 135.0 39.6 3.6 2.4 0.0 4.3 0.6 3.9 23.9 157.0 708.01972 261.6 86.7 200.0 44.8 1.5 0.0 0.4 2.2 25.5 29.2 44.3 57.1 753.3

1973 260.4 240.8 161.3112.

6 10.6 0.2 4.4 6.4 38.0 9.7 38.8 79.4 962.61974 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.01975 196.9 231.3 134.6 22.0 20.4 1.9 0.0 2.3 5.0 15.7 12.7 109.6 752.41976 139.6 93.1 112.3 17.1 15.5 10.6 4.2 21.8 56.3 1.7 0.6 84.5 557.31977 59.1 170.8 163.3 9.0 10.8 0.0 5.1 0.0 18.8 19.3 85.2 45.7 587.11978 290.9 58.6 116.5 84.8 0.0 4.5 0.0 0.0 5.5 10.0 110.6 145.4 826.81979 81.6 81.4 152.6 26.5 0.0 0.0 2.6 0.0 0.0 31.8 55.9 115.1 547.5

1980 74.0 92.0 197.4 3.0 2.6 0.0 3.1 9.5 38.8 103.9 15.6 42.9 582.81981 233.1 183.6 104.0 93.6 0.5 0.0 0.0 41.2 12.4 27.3 46.8 112.5 855.01982 204.6 82.7 141.9 33.0 0.2 0.0 0.0 0.0 42.1 65.4 135.1 24.7 729.71983 48.4 66.6 57.6 42.1 0.0 3.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 82.5 300.41984 301.2 307.2 245.0 35.2 8.5 11.2 0.1 13.9 0.0 100.5 192.2 138.1 1353.1

1985 54.6 256.1 161.0122.

2 41.7 11.5 0.2 5.9 23.3 8.5 101.9 171.9 958.8

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AÑOPorpera Tisco Pañe Estación Promedio

PA PAac. PA PAac. PA PAac. PA PAac.

1970 994.20 994.20 654.60 654.60 723.00 723.00 790.60 790.60

1971 832.10 1826.30 598.00 1252.60 708.00 1431.00 712.70 1503.30

1972 686.10 2512.40 1031.20 2283.80 753.30 2184.30 823.53 2326.83

1973 562.80 3075.20 915.40 3199.20 962.60 3146.90 813.60 3140.43

1974 574.50 3649.70 786.40 3985.60 0.00 3146.90 453.63 3594.07

1975 667.60 4317.30 760.00 4745.60 752.40 3899.30 726.67 4320.73

1976 350.10 4667.40 624.50 5370.10 557.30 4456.60 510.63 4831.37

1977 337.50 5004.90 627.40 5997.50 587.10 5043.70 517.33 5348.70

1978 362.00 5366.90 662.10 6659.60 826.80 5870.50 616.97 5965.67

1979 335.10 5702.00 584.30 7243.90 547.50 6418.00 488.97 6454.63

1980 236.00 5938.00 495.30 7739.20 582.80 7000.80 438.03 6892.67

1981 393.00 6331.00 740.70 8479.90 855.00 7855.80 662.90 7555.57

1982 337.20 6668.20 772.00 9251.90 729.70 8585.50 612.97 8168.53

1983 161.80 6830.00 370.40 9622.30 300.40 8885.90 277.53 8446.07

1984 544.10 7374.10 1079.60 10701.90 1353.10 10239.00 992.27 9438.33

1985 397.40 7771.50 732.60 11434.50 958.80 11197.80 696.27 10134.60

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S PPatrón

S PEstación

Criterio: valores acumulados de precipitación anual de una estación, graficados con los de estación patrón, debe ser una línea recta (razón entre valores graficados no varía, por posibles errores cometidos en toma y procesamiento de datos).

Si diagrama de doble masa de una estación es

una línea recta, su información analizada

no presenta errores, es decir, es consistente.

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33

S PPatrón

S PEstación

MaMo

Presencia de quiebres en recta de doble masa, permite establecer períodos de probable información dudosa.

Períodos más largos y más recientes serán considerados como confiables

ANALISIS DOBLE MASA

0,0

200,0

400,0

600,0

800,0

1000,0

1200,0

0,0 200,0 400,0 600,0 800,0 1000,0 1200,0

Precipitación Anual Acum. (Patrón)

Prec

ipitac

ión An

ual A

cum.

(Est.

X)

Período confiable

Período confiable

Período dudoso

Período dudoso

Quiebre

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Tarea.Realizar el análisis grafico y análisis de doble masa con los datos de las estaciones de su cuenca.

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• Completación y extensión de series de registros hidrometeorológicos históricos consiste en determinar correlación con registros coincidentes en estaciones vecinas.

• Estas últimas pueden referirse a otras medidas del mismo u otro parámetro evaluado.

• Técnicas utilizadas: correlación directa, cruzada y autocorrelación.

• Se requiere que estaciones estén ubicadas en lugares de comportamiento similar.

Completación y extensión de información: método de correlación

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Correlación directa

y = 0.441x + 18.39R2 = 0.795

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 50 100 150 200 250 300 350

E-2

E-1

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Correlación DirectaFebrero

y = 0.0007x2 + 0.3174x + 11.719R2 = 0.7448

0.0020.00

40.0060.0080.00

100.00

120.00140.00160.00

180.00200.00

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00

E-2

E-1

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Análisis de VariabilidadVariabilidad temporal:

Histogramas de PM: variabilidad estacional Histogramas de PMM: variabilidad estacional

Histogramas de PA: variabilidad plurianualVariabilidad espacial:

¤ Relación precipitación – altitud¤ Mapas de isohietas

Precipitación media de cuenca:Media aritmética

IsohietasPolígonos de Thiessen

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Variación temporal queda determinada por:– Histogramas de PM, que proporcionan lámina de

precipitación mensual de cierto periodo de registro. Permiten apreciar variabilidad estacional.

– Histogramas de PMM, que proporcionan lámina de precipitación media mensual, obtenida a partir de un registro histórico. Permiten apreciar variabilidad estacional.

– Histogramas de PA, que muestran precipitación total anual, a lo largo de un periodo de registro. Permiten apreciar la variabilidad plurianual.

Variación Temporal

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Histograma de PM

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Histogramas de PMMBagua Ayacuch

o

IquitosCandarave

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Histogramas de PMMChachapoy

asCuzco

Cajamarca

Río Corrientes

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Histogramas de PA

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Variación geográfica: En términos generales, precipitación es máxima en zona

ecuatorial y decrece con latitud. Además, se ve influenciada por efectos locales y por factores orográficos.

Variación Espacial

Variación de precipitación media en mundo varía entre distintas regiones. Zonas con <250 mm/año se consideran desiertos; las que reciben >2000 mm/año son ecuatoriales o tropicales.

Al nivel de cuenca, variación espacial se analiza a través de relación precipitación-altitud y de curvas isohietas

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Relación Precipitación - Altitud

Vermont-USA

Elevación (msnm)

Prec

ipit

ació

n (m

m)

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Precipitación Media en una Cuenca• Media aritmética: es buena estimación si pluviómetros

están uniformemente distribuidos en cuenca (más o menos plana, con precipitación poco variable, menor a 10%).

Ejemplo:

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Es un método para asignar un área de influencia a cada estación pluviométrica, en la cual la precipitación se asume como similar.

Método de Thiessen

5

2

4

3

76

1

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Método de Thiessen• Polígonos de Thiessen: se pondera precipitación

de cada estación por su área de influencia, determinada por polígonos de Thiessen.

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Método de ThiessenProcedimiento: Se une estaciones mediante rectas. Se levantan mediatrices de rectas. Se define polígonos por mediatrices y divisoria de aguas. Se determina precipitación media de cuenca.

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Método de Thiessen

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Método de Thiessen

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IsohietasCurvas que unen puntos de igual precipitación; permiten visualizar variación espacial.

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Método de Isohietas Método más preciso que consiste en trazar curvas de

igual precipitación (isoyetas). Luego, se determina áreas entre isoyetas, que

constituirán pesos de ponderación en cálculo de precipitación media.

1i,i

1i,i1ii

A

A2PP

P

En trazo de isoyetas debe considerarse efectos de colinas y montañas en distribución en área de precipitación (efectos orográficos).

Fórmula de precipitación media en una cuenca:

Pi – precipitación correspondiente a isoyeta “i”

Pi+1 – precipitación correspondiente a isoyeta i+1

Ai,i+1 – área entre isoyetas i e i+1

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Curvas Isohietas

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Ejemplo de aplicación de Método de Isohietas

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GRACIAS