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UNIVERSIDAD DE CONCEPCION
FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA
DEPARTAMENTO DE RECURSOS HIDRICOS



Publicaciones para apoyo docente
Prof. Jorge Jara
Marianela Matta Lagos
Ricardo Matta Canga


TEMPERATURA DEL AIRE Y SUELO.

INTRODUCCION

El conocer comportamiento de la temperatura ya no tan solo en la atmósfera, como es lo común, si no también a nivel del suelo y bajo el, resulta de muchointerés y ayuda a la hora de querer saber como reaccionan bajo condiciones especiales a las que continuamente están sometidos, como la temperatura atmosférica en la altura, o la temperatura del suelo a la radiación solar y biomasa y la temperatura bajo la superficie del suelo al contenido de humedad.

OBJETIVOS

Encontrar la temperatura aerodinámica superficial aparente para los datos entregadospreviamente.
Con estos datos determinar la densidad del flujo de calor sensible y su comportamiento en diferentes temperaturas.
Estimar la temperatura máxima superficial a partir de información específica como biomasa y radiación solar y como varía en el cambio de estos parámetros.
Analizar el comportamiento de la temperatura bajo el nivel del suelo para 2 tipos de suelo con distintos contenidos dehumedad.

MATERIALES Y METODOS

Para el desarrollo de este práctico se utilizan diversos modelos matemáticos:
Para modelar la temperatura en función de la altura:


Donde:
T(z) : Temperatura en función de la altura (m)
T0 :Temperatura aerodinámica superficial aparente
H : Densidad de flujo de calor sensible (J/sm2)
ρ : Densidad del aire (lt/ m3)
Cp : Calor específico del aire (J/Kg ºK)
k: Constante de Von Karman.
U* : Velocidad de fricción (m/s)
Z : Altura a la cual se quiere medir la temperatura
d : Altura del plano de desplazamiento (m) aprox. 0.65h
Zh : Parámetro de rugosidad de transferencia de calor aprox. 0.02h
h : Altura de la cubierta vegetal.


También se utiliza el modelo de Parton, para determinar la temperatura superficial del suelo.



Donde:Tºsmax : Temperatura máxima superficial del suelo (ºC)
Tºmaxaire : temperatura máxima del aire (ºC)
Rs : Radiación solar (MJ/m2/día)
B :Biomasa ( Kg/m2)

Para la representación de la temperatura en la profundidad del suelo:

-
Donde:
Tprom : Temperatura media del día (ºC)
A(0) : Amplitud termal evaluada a la profundidad Z=0.

Tmax = Tprom+A(0)
Tmin = Tprom-A(0)



Z: Profundidad a la cual se desea modelar la temperatura (m)
D : Factor de atenuación de la temperatura



Donde:
W : frecuencia angular
2π : Representa la vuelta completa del ciclo
t : Periodo en el cual se realiza el análisis ( Segundos u Horas)

El valor máximo que puede tomar esta expresión es:



Siendo, de este modo, posible estimar perfiles con temperaturas máximas ymínimas.





I. PARTE MODELAMIENTO DE LA TEMPERATURA DE AIRE Y SUELO

De los datos de temperatura medidos a diferentes alturas sobre una cubierta de pasto de 10 cm (Tabla 1, Apéndice), se desprende un hecho que resulta relevante a la hora de estudiar el comportamiento de la temperatura del aire, un descenso de la temperatura a medida que aumenta la altura.
Este claro comportamiento se distingue conclaridad en la figura 1, se ve que mientras más cerca de la superficie el gradiente de temperatura es menor.
















Figura 1: Perfil de temperatura (T) en relación a la altura (Z), medidos a media tarde.

La temperatura aerodinámica o temperatura de la superficie de intercambio se puede determinar linealizando los datos de la figura 1 y extrapolando hasta que la recta corte el eje x.Esto es posible aplicando logaritmo a los datos del eje y, es decir:
















Figura 2: Gráfico logarítmico de la altura en función de la temperatura. La línea recta representa un ajuste lineal que extrapolado permite determinar la temperatura superficial aparente.

Esta temperatura también se puede obtener matemáticamente buscando el punto de intersección con el eje x haciendo uso de...