La Precipitacion

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HidrologHidrologíía aplicadaa aplicada

Unidad 4. Unidad 4. PrecipitaciPrecipitacióónn

• Sebastián Santayana Vela

HA. Precipitación. Sebastián Santayana V.

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PrecipitaciPrecipitacióón: concepton: conceptoToda forma de humedad, que originándose en nubes, llega a superficie terrestre.Precipitación constituye entrada principal del sistema hidrológico y es factor que controla hidrología de una región.Evaporación desde superficie de océanos es principal fuente de humedad para precipitación.

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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 la meteorología; una vez que llega al suelo es

elemento básico de hidrología.

PrecipitaciPrecipitacióón: concepton: concepto


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PrecipitaciPrecipitacióón: formacin: formacióónnFormación: 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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• Tormentas eléctricas: se supone que gotitas que componen una nube están cargadas con mismo signo, repeliéndose.

• Si desaparece electricidad por una descarga brusca o acción de una nube electrizada de signo contrario, gotas se unen y precipitan.

• Esto explica porque lluvias se inician después de relámpagos.

PrecipitaciPrecipitacióón: formacin: formacióónn


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• Por 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.

• Núcleo de condensación: es una partícula atmosférica, que debido a sus propiedades permite que sobre ella comience a ocurrir la condensación del vapor de agua.

PrecipitaciPrecipitacióón: formacin: formacióónn

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NubesNubes• Una nube es masa

de vapor con acumulación de pequeñas gotitas de agua o pequeños cristalitos de hielo.


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ClasificaciClasificacióón de n de nubesnubes

Clasificación en función de altura:Nubes altas: a más de 7 km. Son puro hielo, con T < -35°C; de contornos indefinidos.Nubes medias: entre 2 y 7 km; nubes mixtas de hielo y agua, con T > -35°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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ClasificaciClasificacióón de nubesn de nubes


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Según Atlas Internacional de Nubes:1. Estratos; 2. Nimboestratos; 3. Altoestratos; 4. Estratocúmulos 5. Altocúmulos; 6. Cirrocúmulos7. Cirroestratos; 8. Cirros9. Cúmulos; 10. Cumulonimbos

Tipos de Tipos de nubesnubes

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Formas de precipitaciFormas de precipitacióónn

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

o Lluvia: gotas φ > 0,5 mm; producida por nubes de varios km de espesor.

o 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.

o Granizo: trozos de hielo (pedrisco); 5 < φ < 50 mm; producidas por nubes muy altas, hasta 10 km.

o Rocío: φ < 0,1 mmo Escarcha: rocío helado.o 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 ciclónica.

Tipos de precipitaciTipos de precipitacióónn

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Tipos de precipitaciTipos de precipitacióónn

Precipitación convectiva Precipitación orográfica

Precipitación ciclónica


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PrecipitaciPrecipitacióón n convectivaconvectiva

Se origina por ascenso de masa de aire caliente; aire frío desciende.Típica de zonas tropicales o períodos calurosos (verano)Tormentas localizadas, de fuerte intensidad y corta duración.

Aire convergente y ascendente

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PrecipitaciPrecipitacióón n convectivaconvectivaRadiación solar provoca

calentamiento de superficie; aire caliente con alto porcentaje de

vapor de agua se eleva verticalmente (convección).


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• Ocurre cuando aire húmedo, que se desplazaba horizontalmente, es forzado a ascender siguiendo barreras de montañas.

Aire ascenden

te

Mar

PrecipitaciPrecipitacióón orogrn orográáficafica

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PrecipitaciPrecipitacióón orogrn orográáficafica

Viento

En general estas precipitaciones son débiles pero importantes en cantidad.

• Caso de lluvias en zonas de selva alta, cuando masas de aire húmedo

provenientes de llanura amazónica chocan con Cordillera de Los Andes.


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PrecipitaciPrecipitacióón orogrn orográáfica: efecto fica: efecto FoehnFoehn

Aire húmedo que se eleva forma nubes que provocan lluvias en barlovento. En sotabentoaire que desciende ya está seco.

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PrecipitaciPrecipitacióón n ciclciclóónicanica

Ciclón

• Resultan de ascensión de masas de aire convergentes a un área de baja presión, o ciclón.


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• Ocurren a lo largo de línea de discontinuidad, separando masas de aire de características diferentes. Son lluvias de gran duración.

Aire caliente

Aire frío posterior

Aire frío anterior

Sentido del movimiento

PrecipitaciPrecipitacióón cicln ciclóónicanica

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FrentesFrentes

• Frente fríoFrío Cálido

• Frente cálido

Cálido Frío


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PrecipitaciPrecipitacióón cicln ciclóónica:nica: frente frfrente frííoo

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

Tornados y otros fenómenos climáticos violentos están en general asociados a este tipo de frentes

CalienteFrío

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Frente frFrente frííoo


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Se genera cuando una masa de aire caliente se desplaza y asciende sobre una masa de aire

más frío

6 a 8 km

100 a 300 km

800 km

PrecipitaciPrecipitacióón cicln ciclóónica:nica: frente frente calientecaliente

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Frente calienteFrente caliente


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• Precipitación 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.

MediciMedicióón de precipitacin de precipitacióónn

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PluviometrosPluviometros• 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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PluviometroPluviometro tipo tipo HellmannHellmann• Su diseño minimiza pérdidas por

evaporación y salpicaduras al pasar agua a través de un embudo de parte superior a inferior, donde queda resguardada de radiación solar.

• Fabricado en aluminio anodizado.• Boca de 200 cm2 con capacidad de

200 l.• Probeta de cristal para lecturas con

resolución de 0,1 l.• Con soporte para atornillar a un

poste, valla, etc.• Medidas: alto: 405 mm y diametro:

185 mm.

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• Localización del pluviómetrooPluviómetro debe estar nivelado y

sujeto de forma segura a un poste rígido (madera o metal), con boca a 1,5 m de altura.

o Debe ser instalado en un área abierta, sin obstrucción, lejos de edificios, árboles o techos y lejos de chimeneas y otras fuentes de contaminación local .



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MediciMedicióón de n de precipitaciprecipitacióónn

• 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.

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EstaciEstacióón pluviomn pluvioméétricatrica

EstaciEstacióón n pluviompluvioméétrica: trica:

lugar donde existe

instalado un pluviómetro.

• Está dotada sólo de pluviómetro y se mide agua precipitada en 24 horas.

• Lectura se hacen 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 1 mmmm = 1 l/m2 = 10 m3/ha = 10000 l/ha = 1000 m3/km2


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PluviógrafosIntensidad de precipitación: relación que existe entre cantidad de agua y tiempo de duración de la lluvia.Instrumento destinado para su medición es el pluvipluvióógrafografo..


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PluviPluvióógrafosgrafos

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Procesamiento y presentaciProcesamiento y presentacióón de datos n de datos pluviompluvioméétricostricos

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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Establecer calidad, mediante análisis de consistencia. Completar datos faltantes.

Tablas

DATOS

Gráficos

Datos consistenciados y completados


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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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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

1971107,

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

1972181,

9140,

1160,

9 42,7 0,0 0,0 0,0 0,0 16,3 53,9 15,3 43,9 655,00

1973115,

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

1976101,

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 89,2127,

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

1984163,

9125,

7179,

0 0,0 0,0 7,9 0,0 0,0 3,7 13,3 89,4 102,7 685,60

1985 15,4119,

9106,

3120,

0 0,0 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 20,7 66,8 449,60

Análisis gráfico


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Análisis gráfico

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Denominado también de doble acumulación.Herramienta muy conocida, 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.

Análisis de doble masa


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AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Total

1964 116,0 85,5 149,2 54,5 9,0 0,0 0,0 4,7 53,5 29,5 49,5 43,9 595,31965 127,1 56,4 148,6 34,0 0,0 3,0 20,5 19,5 60,6 128,6

1966 27,4 100,1 64,8 15,7 64,7 0,0 0,0 2,5 13,0 33,3 63,2 83,9 468,6

1967 58,1 109,0 100,6 5,5 25,5 0,5 18,0 19,6 69,5 65,4 14,2 154,4 640,3

1968 109,7 144,3 83,2 16,6 15,4 4,5 9,5 5,9 10,6 50,8 112,5 64,1 627,1

1969 99,0 62,7 43,9 40,7 0,0 1,2 9,5 3,7 26,1 21,1 67,2 72,9 448,0

1970 161,3 144,4 77,4 11,5 0,0 0,0 0,2 45,0 27,1 121,5

1971 121,0 166,3 24,5 35,9 2,8 0,0 0,0 12,6 2,0 35,2 53,1 76,7 530,1

1972 171,2 101,6 123,8 37,2 9,9 0,0 1,4 5,1 37,0 36,0 133,7 123,5 780,4

1973 201,7 107,6 162,2 85,8 17,3 0,5 5,4 16,4 44,9 38,1 50,0 40,0 769,9

1974 228,0 132,8 118,9 35,9 1,7 8,5 1,7 41,6 16,8 44,9 36,7 78,1 745,6

1975 164,9 128,0 138,2 24,4 28,7 8,8 0,0 0,0 0,0 2,0 6,7 45,3 547,0

1976 187,2 71,4 54,6 19,4 2,8 4,0 10,8 68,5 23,4 90,6

1977 95,4 148,5 115,0 7,6 5,6 0,0 3,4 0,0 38,6 68,6 109,4 132,6 724,7

1978 196,1 108,8 103,6 45,6 4,2 10,2 0,2 0,8 11,0 23,2 137,2 142,0 782,9

1979 173,0 59,6 139,5 113,0 0,2 0,0 0,0 8,4 0,2 111,2 73,6 134,4 813,1

1980 212,6 124,2 167,2 28,0 19,0 0,0 25,1 50,4 85,6 72,1 53,8 61,0 899,0

Media 144,1 106,7 110,7 41,1 14,7 2,2 4,8 11,4 31,1 43,5 63,1 93,7 669,4

Análisis de doble masa

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Análisis de doble masaAño 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 9.1 136.3 723.0

1971 131.4 206.3 135.0 39.6 3.6 2.4 0.0 4.3 0.6 3.9 23.9 157.0 708.0

1972 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 79.4 962.6

1974 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

1975 196.9 231.3 134.6 22.0 20.4 1.9 0.0 2.3 5.0 15.7 12.7 109.6 752.4

1976 139.6 93.1 112.3 17.1 15.5 10.6 4.2 21.8 56.3 1.7 0.6 84.5 557.3

1977 59.1 170.8 163.3 9.0 10.8 0.0 5.1 0.0 18.8 19.3 85.2 45.7 587.1

1978 290.9 58.6 116.5 84.8 0.0 4.5 0.0 0.0 5.5 10.0 110.6 145.4 826.8

1979 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 42.9 582.8

1981 233.1 183.6 104.0 93.6 0.5 0.0 0.0 41.2 12.4 27.3 46.8 112.5 855.0

1982 204.6 82.7 141.9 33.0 0.2 0.0 0.0 0.0 42.1 65.4 135.1 24.7 729.7

1983 48.4 66.6 57.6 42.1 0.0 3.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 82.5 300.4

1984 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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Análisis de doble masaPORPERA TISCO PAÑE

EstacionPromedio

PA PA Ac. PA PA Ac. PA PA Ac. PA PA Ac.1970 994.20 994.20 654.60 654.60 723.00 723.00 790.60 790.601971 832.10 1826.30 598.00 1252.60 708.00 1431.00 712.70 1503.301972 686.10 2512.40 1031.20 2283.80 753.30 2184.30 823.53 2326.831973 562.80 3075.20 915.40 3199.20 962.60 3146.90 813.60 3140.431974 574.50 3649.70 786.40 3985.60 0.00 3146.90 453.63 3594.071975 667.60 4317.30 760.00 4745.60 752.40 3899.30 726.67 4320.731976 350.10 4667.40 624.50 5370.10 557.30 4456.60 510.63 4831.371977 337.50 5004.90 627.40 5997.50 587.10 5043.70 517.33 5348.701978 362.00 5366.90 662.10 6659.60 826.80 5870.50 616.97 5965.671979 335.10 5702.00 584.30 7243.90 547.50 6418.00 488.97 6454.631980 236.00 5938.00 495.30 7739.20 582.80 7000.80 438.03 6892.671981 393.00 6331.00 740.70 8479.90 855.00 7855.80 662.90 7555.571982 337.20 6668.20 772.00 9251.90 729.70 8585.50 612.97 8168.531983 161.80 6830.00 370.40 9622.30 300.40 8885.90 277.53 8446.071984 544.10 7374.10 1079.60 10701.90 1353.10 10239.00 992.27 9438.331985 397.40 7771.50 732.60 11434.50 958.80 11197.80 696.27 10134.60

AÑO

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47Σ PPatrón

Σ PEstación

Análisis de doble masaCriterio: 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.


48Σ PPatrón

Σ 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

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

25


49

Análisis estadístico

Luego de observar variación del comportamiento de histogramas de series mensuales de precipitación, referente a saltos que podrían presentarse en forma significativa y según análisis de doble masa, se detectan puntos de cambio, que deben ser analizados estadísticamente, para determinar si son evidentes o significativos, estadísticamente.


50

Consistencia en mediaPrueba estadística "T" de Student, para comprobar si muestras provienen de misma población. Procedimiento: determinación de media y desviación estándar para cada período (confiable y dudoso); cálculo de desviación estándar de promedios (Sd) y desviación estándar ponderada (Sp):

26


51

Consistencia en media

d

pd

p

SuuxxTc

nnSS

nnSnSnS

)()(

)11(

)2

)1()1((

2121

2/1

21

2/1

21

222

211

−−+=

+⋅=

−+⋅−+⋅−

=


52

Si [Tc] ≤ Tt → X1 = X2 Salto no es significativo. Si [Tc] > Tt → X1 ≠ X2 Salto es significativo, medias muestrales son diferentes estadísticamente, es necesario su corrección.Sd: desviación estándar de promedios.Sp : desviación estándar ponderada.x1 y x2 : medias de períodos 1 y 2 S1 y S2 : desviación estándar de períodos 1 y 2.n1, n2 : extensión de períodos 1 y 2 analizados.u1, u2 : medias poblacionales de períodos 1 y 2.

Consistencia en media

27


53

Consistencia en desviación estándar

• Se realiza mediante prueba estadística "F" de Fisher;

• Determinación de "F" calculado (Fc):Fc = S1

2/S22 Si S1> S2

Fc = S22/S1

2 Si S1< S2

• Determinación de "F" tabular (Ft), al 95% de probabilidad (α = 0,05) y con (n1 - 1) ó (n2-1) grados de libertad del numerador y (n2 - 1) ó (n1-1) grados de libertad del denominador, respectivamente.


54

Consistencia en desviación estándar

• Luego, se comparan valores de Fc y Ft, tomando siguientes Criterios de Decisión:

– Si Fc ≤ Ft » S1 = S2: salto no es significativo y no existe diferencia estadística en desviación estándar.

– Si Fc > Ft » S1 ╪ S2: salto es significativo, existe diferenciaestadística y es necesario su corrección.

28


55

Ejemplo Periodo Confiable

Periodo Dudoso 1

Periodo dudoso 2

n 132 36 24X(media) 21,9 35,2 47,3

S(desv. est) 29,75 48,86 60,79Análisis de media

T-Student 0,025 0,025GL 166 154

T(tabla) 1,98 1,98Sp 34,67 36,12Sd 6,52 8,02

T(calc) 2,04 3,17Condición corregir corregir

Análisis de desv. estándarGL numerador - 35 23

GL denominador - 131 131F(calc) = 2,70 4,18F(tabla) = 1,513 1,612

Condición= corregir corregir


56

Análisis de tendencias• Tendencia es un cambio gradual

(incremento o disminución) de un factor climático o hidrológico con el tiempo.

• Tendencias sólo pueden determinarse a partir de un registro histórico de datos de larga extensión.

• Oscilaciones cíclicas o de otro tipo pueden eliminarse o suavizarse con la ayuda de los llamados “promedios progresivos o desplazados”.

29


57

Corrección de informaciónSi parámetros media y desviación estándar resultan estadísticamente iguales, información considerada dudosa, no se corrige por ser consistente al 95% de probabilidad. Si media o desviación estándar resultan estadísticamente diferentes, debe corregirse período dudoso, mediante ecuación que permite mantener parámetros del período más confiable en serie final. Se expresa como:

12

12

21

21

)('

)('

xS

Sxxx

xS

Sxxx

tt

tt

+−

=

+−

=


58

• 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

30


59

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


60

Análisis de variabilidadVariabilidad temporal:

Histogramas de PM: variabilidad estacionalHistogramas de PMM: variabilidad estacional

Histogramas de PA: variabilidad plurianualVariabilidad espacial:

Relación precipitación – altitudMapas de isohietas

Precipitación media de cuenca:

Media aritméticaIsohietas

Polígonos de Thiessen

31


61

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


62

Histograma de PM

32


63

Histogramas de PMMBagua Ayacucho

IquitosCandarave


64

Histogramas de PMMChachapoyas Cuzco

CajamarcaRío Corrientes

33


65

Jujuy

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Media

Bariloche

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200


Media

Buenos Aires

0

20

40

60

80

100

120

140

160


Media

Histogramas de PMM

Santiago

Bariloche Jujuy

Buenos aires


66

Histogramas de PA

34


67

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 curvas isohietasisohietas


68

y = 12.706e0.0007x

R2 = 0.8314

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Altitud (m)

PTM

A (m

m/h

r)

Serie1 Exponencial (Serie1)

Relación precipitación -altitud

35


69

Relación precipitación - altitud

Vermont-USA Elevación (msnm)

Prec

ipitac

ión

(mm)


70

Isoyetas

36


71

Mapas de isohietas


72

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:

37


73

Método de Thiessen

Es un método para asignar un

área de influencia a cada

estación pluviométrica, en

la cual la precipitación se

asume como similar.


74

Método de Thiessen• Polígonos de Thiessen: se pondera

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

38


75

Método de Thiessen• Procedimiento:

– 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.


76

Método de Thiessen

39


77

Método de Thiessen• Mayor limitación del

método de Thiessen es su poca flexibilidad, puesto que se requiere un nuevo diagrama cada vez que hay un cambio en la red.

• Método tampoco tiene en cuenta influencias orográficas.


78

Ejemplo de aplicación de método de Thiessen

40


79

Método de Thiessen


80

Método de isoyetas

• 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+1Ai,i+1 – área entre isoyetas i e i+1

41


81

Curvas isoyetas


82

Ejemplo de aplicación de método de isohietas

42


83

Análisis de tormentas

Tormenta: Una o más

lluvias ocurridas

en un determinad

o período de tiempo.


84

Características de tormentas• Lámina: cantidad de precipitación caída.• Duración: tiempo transcurrido desde inicio hasta fin

de tormenta.• Intensidad: relación entre lámina y tiempo, cantidad

de lluvia caída por unidad de tiempo.• Frecuencia: número de veces que se repite una

tormenta de determinadas características en un período de tiempo.

• Periodo de retorno: inversa de frecuencia; tiempo que, en promedio, debe transcurrir para que se repita un cierto evento.

43


85

Bandas pluviográficas


86


• Del análisis de bandas pluviográficas se determina variación de intensidad de precipitación e intensidad máxima (mm/h).

• Para ello se construye tabla con datos de: hora, intervalo de tiempo, tiempo acumulado, lámina parcial y acumulada, intensidad.

• Gráfico de intensidad de precipitación vs tiempo: hietograma de precipitación.

• Por lo general, son de forma acampanada.

44


87

Hora Intervalo de Tiempo acum. Lluvia parcial Lluvia acum. Intensidad

tiempo (min) (min) (mm) (mm) (mm/h)

11:00 - - - - -

12:00 60 60 0.5 0.5 0.5

12:50 50 110 8.5 9.0 10.2

2:00 70 180 10 19.0 8.57

2:40 40 220 4.5 23.5 6.75

4:20 100 320 0 23.5 0.00

6:05 105 425 5.9 29.4 3.37

7:20 75 500 3 32.4 2.40

8:50 90 590 0.8 33.2 0.53

9:30 40 630 1.2 34.4 1.80

10:00 30 660 2.4 36.8 4.80

12:45 165 825 2.6 39.4 0.95

2:45 120 945 1.6 41.0 0.80

4:30 105 1050 0.8 41.8 0.46

7:45 195 1245 3 44.8 0.92

9:50 125 1370 0.2 45.0 0.10



88

Hietograma

45


89

AnAnáálisis de frecuencias de lisis de frecuencias de intensidades mintensidades mááximas (ximas (mmmm/h)/h)

• Con intensidades de precipitación diferentes tormentas, se obtiene intensidad máxima para periodos de duración de 10’, 30’, 60’, 120’.

• Se ordenan datos anteriores en forma decreciente.

• Se asigna valores de frecuencia con fórmula de Weibull: F = m/(n+1).

• Para cada frecuencia (o tiempo de retorno) se construye curva IDF.


90

No. Orden Frecuencia Tiempo de Retornom F = m/(n+1) T = 1/F 10 30 60 1201 0.032 31 106 50 31 182 0.065 15.500 105 49 28 183 0.097 10.333 95 41 28 174 0.129 7.750 95 41 27 165 0.161 6.200 95 40 25 166 0.194 5.167 95 40 22 147 0.226 4.429 93 40 21 148 0.258 3.875 92 40 21 139 0.290 3.444 89 38 21 1310 0.323 3.100 86 38 21 1311 0.355 2.818 85 37 21 1312 0.387 2.583 85 36 21 1213 0.419 2.385 84 36 20 1214 0.452 2.214 83 36 19 1115 0.484 2.067 82 35 19 1116 0.516 1.938 78 35 18 1017 0.548 1.824 77 33 18 1018 0.581 1.722 76 32 17 1019 0.613 1.632 76 31 17 1020 0.645 1.550 73 31 17 1021 0.677 1.476 69 30 17 1022 0.710 1.409 66 30 16 923 0.742 1.348 63 28 16 924 0.774 1.292 63 28 15 925 0.806 1.240 60 28 15 926 0.839 1.192 60 26 15 827 0.871 1.148 59 26 15 828 0.903 1.107 58 25 14 829 0.935 1.069 56 22 13 830 0.968 1.033 55 20 12 7

Intervalo de Duración

Tabla de análisis de

frecuencias de

intensidades máximas

(mm/h) para difrentes

tiempos de duración

46


91

Curvas intensidad-duración (idf)

• Características:– intensidad de

tormenta disminuye con duración.

– intensidad aumenta cuando aumenta Tr.


92

IntensidadIntensidad--duraciduracióónn--frecuenciafrecuencia

47


93

Curvas intensidad-frecuencia-duración


94

Ecuación general para curvas idf

Donde:i : intensidad (mm/h)Tr: período de retorno

(años)d: duración (min)k, c, d, n : parámetros

48


95

Intensidad-duración-frecuencia


96

Muchas gracias por atenciMuchas gracias por atencióónn

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02 Precipitacion

PRECIPITACION - HIDROLOGIA

PRECIPITACION CUANTITATIVA

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PRECIPITACION QUIMICA

Capitulo 4 Precipitacion

Volumetría de Precipitacion

4-1 Precipitacion

Clase Precipitacion

Unidad Precipitacion

precipitacion del agua

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PRECIPITACION 03-2015

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