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ⓘ Ciclo dell'acqua




Ciclo dellacqua
                                     

ⓘ Ciclo dellacqua

Il ciclo dellacqua è uno dei cicli vitali del sistema Terra ovvero la successione dei fenomeni di flusso e circolazione dellacqua allinterno dellidrosfera con i suoi cambiamenti di stato fisico ovvero ai continui scambi di massa idrica tra atmosfera e crosta terrestre attraverso le acque superficiali, le acque sotterranee e gli organismi. Oltre allaccumulo in varie zone del pianeta, i molteplici cicli che compie lacqua terrestre includono i seguenti processi fisici: evaporazione, condensazione, precipitazione, infiltrazione, scorrimento e flusso sotterraneo. La scienza che studia il ciclo dellacqua è lidrologia.

                                     

1. Descrizione

Non cè un inizio o una fine nel ciclo idrologico: le molecole dacqua si muovono in continuazione tra differenti compartimenti, o riserve, dellidrosfera terrestre mediante processi fisici. Lacqua evapora dagli oceani, forma le nuvole dalle quali lacqua torna alla terra. Non è detto, tuttavia, che lacqua segua il ciclo nellordine: prima di raggiungere gli oceani lacqua può evaporare, condensare, precipitare e scorrere molte volte.

  • L infiltrazione è la transizione dellacqua dalla superficie alle acque sotterranee. Laliquota di infiltrazione dipende dalla permeabilità del suolo o della roccia e da altri fattori. Le acque sotterranee tendono a muoversi molto lentamente, così lacqua può ritornare alla superficie dopo laccumulo in una falda acquifera in un lasso di tempo che può arrivare al migliaio di anni in alcuni casi. Lacqua ritorna alla superficie ad altezza inferiore a quella del punto di infiltrazione, sotto lazione della forza di gravità e delle pressioni da essa indotta.
  • La precipitazione è costituita da vapore acqueo che si è prima condensato sotto forma di nuvole e che cade sulla superficie terrestre. Questo avviene soprattutto sotto forma di pioggia, ma anche di neve, grandine, rugiada, brina o nebbia questo può essere definito come un fenomeno di coalescenza ovvero un fenomeno fisico attraverso il quale le gocce di un liquido o le bolle di un aeriforme o le particelle di un solido si uniscono per formare dellentità di dimensioni maggiori.
  • Lo scorrimento include tutti i modi in cui lacqua superficiale si muove in pendenza verso il mare. Lacqua che scorre nei torrenti e nei fiumi può stazionare nei laghi per un certo tempo. Non tutta lacqua ritorna al mare per scorrimento; gran parte evapora prima di raggiungere il mare o un acquifero.
  • Il flusso sotterraneo include il movimento dellacqua allinterno della terra sia nelle zone insature sia negli acquiferi. Dopo linfiltrazione lacqua superficiale può ritornare alla superficie o scaricarsi in mare.
  • La condensazione. Per condensazione di solito intendiamo il passaggio dallo stato gassoso a quello liquido, ma nel ciclo idrologico o dellacqua sarebbe il vapore acqueo a raggiungere una certa altezza dove si trovano dei nuclei di condensazione ovvero microparticelle di varia natura fortemente igroscopiche cioè eventi affiniti con lacqua che entrano in gioco nei processi di formazione, ovvero condensazione delle nubi in atmosferache formano piccolissime particelle che a loro volta formano le nubi.
  • L evaporazione è il trasferimento dellacqua da corpi idrici superficiali nellatmosfera. Questo trasferimento implica un passaggio di stato dalla fase liquida alla fase vapore. Nellevaporazione viene inclusa anche la traspirazione delle piante; in tal modo ci si riferisce a questo trasferimento come evapotraspirazione. Il 96% dellacqua atmosferica proviene dallevaporazione, mentre il rimanente 1% dalla traspirazione.
                                     

1.1. Descrizione Bilancio idrico globale

La massa totale dacqua del ciclo rimane essenzialmente costante, così come lammontare dacqua in ciascuna riserva, quindi, in media, la quantità dacqua che lascia una riserva è pari a quella che ritorna a essa.

Nella tabella a lato sono mostrati i valori del bilancio globale; a una prima osservazione si nota uneccedenza del flusso evaporativo degli oceani rispetto alle precipitazioni, mentre sulla terra la proporzione è invertita. La differenza tra precipitazione ed evaporazione nel complesso, pari a 36 × 10 3 km³/anno, dà luogo al deflusso superficiale delle acque, il che riequilibra il bilancio di massa.

Poiché evaporazione e precipitazione costituiscono un flusso di 505 × 10 3 km³/anno e il volume dacqua totale è di 15.5 × 10 3 km³, ne consegue che il contenuto dacqua nellatmosfera viene rinnovato circa 30 volte lanno; in altri termini, il tempo medio di residenza dellacqua nellatmosfera è di circa 12 giorni

                                     

1.2. Descrizione Riserve e tempo di residenza

Nel contesto del ciclo idrologico una riserva rappresenta lacqua contenuta in uno dei differenti passi del ciclo. La riserva più grande è rappresentata dagli oceani, che raccolgono il 97% dellacqua del pianeta; quindi cè lacqua in forma solida dei ghiacciai. Lacqua contenuta negli organismi rappresenta la riserva più piccola.

Il volume delle riserve dacqua dolce, particolarmente quelle disponibili per limpiego da parte delluomo, costituisce le importanti risorse idriche.

Il tempo di residenza è il tempo medio nel quale le molecole dacqua si trovano in una riserva; è una misura delletà media dellacqua nella riserva anche se una parte vi si trattiene per un tempo inferiore, unaltra parte per un tempo superiore. Le acque sotterranee possono trascorrere oltre 10 000 anni sotto la superficie; lacqua che trascorre in questa riserva tempi particolarmente lunghi è denominata acqua fossile. Lacqua conservata nel suolo vi rimane brevemente, perché è distribuita in uno strato sottile per tutta la Terra e viene rapidamente perduta per evaporazione, traspirazione, flussi dacqua corrente o per infiltrazioni nella falda freatica. Dopo levaporazione lacqua rimane nellatmosfera mediamente per 12 giorni prima di precipitare di nuovo al suolo.

Il metodo più comune per il calcolo del tempo di residenza è quello della conservazione della massa.



                                     

1.3. Descrizione Regolazione del clima

Il ciclo dellacqua riceve energia dal Sole. L86% dellevaporazione globale ha luogo negli oceani, riducendo la loro temperatura per evaporazione. Senza leffetto di raffreddamento così generato leffetto serra porterebbe la temperatura superficiale a 67 °C, e a un pianeta più caldo.

La maggior parte dellenergia solare riscalda i mari tropicali. Dopo levaporazione, il vapor dacqua si innalza nellatmosfera ed è allontanato dai tropici dai venti. La maggior parte del vapore condensa nella Zona di convergenza equatoriale, rilasciando il calore latente che riscalda laria; questo fenomeno, a sua volta, fornisce energia alla circolazione atmosferica.

                                     

1.4. Descrizione Cambiamenti nel ciclo

Durante il secolo scorso il ciclo dellacqua è diventato più intenso, con lincremento dei tassi di evaporazione e precipitazione. Ciò è quanto gli scienziati si aspettano a causa del riscaldamento globale, dato che le temperature più alte aumentano il tasso dellevaporazione.

La ritirata dei ghiacciai è anchessa un esempio del cambiamento in atto, dato che lapporto dacqua ai ghiacciai non è sufficiente a compensare la perdita per scioglimento e sublimazione. A partire dal 1850, anno in cui terminò la piccola era glaciale iniziatasi nel XIV secolo, il ritiro dei ghiacci è stato notevole.

Anche le seguenti attività umane possono influire nellalterare il ciclo idrologico.

  • Costruzione di dighe
  • Deforestazione e desertificaziome
  • Alterazione della composizione chimica dellatmosfera inquinamento atmosferico
  • Allevamento
  • Sottrazione dacqua dai fiumi
  • Urbanizzazione
  • Estrazione dellacqua dalla falda freatica mediante pozzi
  • Agricoltura
                                     

2. Cicli geochimici

Il ciclo dellacqua è uno dei cicli biogeochimici. Altri cicli notevoli sono il ciclo del carbonio e il ciclo dellazoto.

Mentre lacqua scorre sopra e sotto la Terra essa raccoglie e trasposta suolo e altri sedimenti, sali minerali e altri composti chimici disciolti in essa, come degli inquinanti. Gli oceani sono salati a causa del trasporto del sale così descritto, sale che rimane nel mare quando lacqua evapora.

                                     
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