El ciclo del agua

La Tierra 's el agua está siempre en movimiento, y el ciclo del agua, también conocido como el ciclo hidrológico, describe el movimiento continuo del agua en, sobre y debajo de la superficie de la Tierra. Dado que el ciclo del agua es realmente un "ciclo", no hay principio ni fin. El agua puede cambiar entre los estados líquido , vapor y hielo en varios lugares en el ciclo del agua, con estos procesos que suceden en un abrir y cerrar de ojos, y durante millones de años. Aunque el balance de agua en la Tierra se mantiene bastante constante en el tiempo, las moléculas de agua individuales pueden entrar y salir a toda prisa.

Descripción

El ciclo del agua.

El ciclo del agua no tiene un punto de partida o final. El sol, que impulsa el ciclo del agua, calienta el agua en los océanos. Algo de eso se evapora en forma de vapor en el aire . El hielo y la nieve lata sublimar directamente en vapor de agua. El aumento de las corrientes de aire toman el vapor a la atmósfera, junto con el agua de evapotranspiración, que se transpira agua de las plantas y se evapora desde el suelo. El vapor se eleva en el aire, donde las temperaturas más frías hacen que se condensan en nubes. Las corrientes de aire se mueven las nubes en todo el mundo, las partículas de nube colisionan, crecen y caen del cielo en forma de precipitación. Parte de la precipitación en forma de nieve y se puede acumular como gorras y los glaciares de hielo, que pueden almacenar agua congelada desde hace miles de años. La nieve acumulada en los climas más cálidos a menudo se descongelan y se derriten cuando llega la primavera, y el flujo de agua se fundieron por tierra como el deshielo. La mayor parte de la precipitación cae de nuevo en los océanos o sobre la tierra, donde, debido a la gravedad, la precipitación fluye sobre el suelo como el escurrimiento superficial. Una parte de la escorrentía de los ríos, lagos en los valles en el paisaje, con el caudal de agua en movimiento hacia los océanos. La escorrentía y filtración de aguas subterráneas, se acumulan y se almacenan como de agua dulce en los lagos. No todos escorrentía fluye en ríos. Gran parte de ella empapa en la tierra como la infiltración. Un poco de agua se infiltra profundamente en la tierra y repone acuíferos (roca subsuperficial saturada), que almacenan enormes cantidades de agua dulce durante largos períodos de tiempo. Algunos infiltración se mantiene cerca de la superficie terrestre y puede filtrarse de nuevo en cuerpos de agua superficial (y el océano) como la descarga de aguas subterráneas, y un poco de agua subterránea encuentra aperturas en la superficie de la tierra y emerge como manantiales de agua dulce. Con el tiempo, el agua sigue fluyendo, algunos para volver a introducir el océano, donde el ciclo del agua se renueva.

Los diferentes procesos son los siguientes:

• La precipitación es el vapor de agua condensada que cae a la superficie de la Tierra. Mayoría de la precipitación se produce como la lluvia , pero también incluye la nieve , granizo, goteo de la niebla, granizo blando, y aguanieve. Aproximadamente 505.000 km³ de agua caen en forma de precipitación cada año, 398.000 km³ de ella a través de los océanos.

• Intercepción Canopy es la precipitación que es interceptada por follaje de la planta y, finalmente, se evapora de nuevo a la atmósfera en lugar de caer al suelo.

• Deshielo refiere a la escorrentía producida por el deshielo.

• La escorrentía incluye la variedad de maneras en que el agua se mueve a través de la tierra. Esto incluye tanto escorrentía superficial y escorrentía canal. A medida que fluye, el agua puede infiltrarse en el suelo, se evapora en el aire, se convierten almacenada en lagos o embalses, o ser extraída para uso humano, agrícola o no.

• La infiltración es el flujo de agua desde la superficie del suelo en el suelo. Una vez infiltrado, el agua se convierte en la humedad del suelo o las aguas subterráneas.

• Flujo subsuperficial es el flujo de agua subterránea, en la zona no saturada y acuíferos. El agua subterránea puede volver a la superficie (por ejemplo. Como un muelle o por ser bombeada) o eventualmente filtrarse en los océanos. El agua vuelve a la superficie de la tierra en la elevación más baja que donde se infiltró, bajo la fuerza de la gravedad o presión inducida por la gravedad. El agua subterránea tiende a moverse lentamente, y se repone lentamente, por lo que puede permanecer en los acuíferos durante miles de años.

• La evaporación es la transformación del agua de líquido a fases de gas medida que se mueve desde el suelo o cuerpos de agua en la atmósfera suprayacente. La fuente de energía para la evaporación es principalmente la radiación solar . La evaporación a menudo incluye implícitamente transpiración de las plantas , aunque en conjunto se mencionan específicamente como evapotranspiración. Total de las cantidades de evapotranspiración anual a aproximadamente 505.000 km³ de agua, 434.000 km³ de que se evapora de los océanos.

• La sublimación es el cambio de estado directamente del agua sólida (nieve o hielo) al vapor de agua.

• Advección es el movimiento del agua - en estado sólido, líquido, vapor o estados - a través de la atmósfera. Sin advección, el agua que se evapora en los océanos no podría precipitar sobre la tierra.

• La condensación es la transformación de vapor de agua a las gotas de agua líquida en el aire, produciendo nubes y niebla.

Embalses

En el contexto del ciclo del agua, un depósito representa el agua contenida en diferentes etapas dentro del ciclo. El depósito más grande es la colección de los océanos , que representan el 97% del agua de la Tierra. El siguiente cantidad más grande (2%) se almacena en sólido forma en la los casquetes polares y los glaciares . El agua contenida dentro de todos los organismos vivos representa el depósito más pequeño.

El volumen de agua en el reservorios de agua dulce, en particular los que están disponibles para el uso humano, son importantes los recursos hídricos .

Los tiempos de residencia

La tiempo de permanencia de un depósito dentro del ciclo hidrológico es el tiempo promedio que una molécula de agua pasará en ese depósito (ver la tabla adjunta). Es una medida de la edad media del agua en ese depósito, aunque un poco de agua va a gastar mucho menos tiempo que el promedio, y algunos mucho más.

El agua subterránea puede gastar más de 10.000 años bajo la superficie de la Tierra antes de salir. Particularmente antigua subterránea se llama agua fósil. El agua almacenada en el suelo permanece allí muy brevemente, ya que se extiende finamente través de la Tierra, y se pierde fácilmente por evaporación, transpiración, el flujo de corriente, o la recarga de acuíferos. Después de la evaporación, el agua permanece en la atmósfera por cerca de 9 días antes de condensar y caer a la tierra en forma de precipitación.

En hidrología, tiempos de residencia pueden estimarse de dos maneras. El método más común se basa en el principio de conservación de la masa y asume la cantidad de agua en un depósito dado es más o menos constante. Con este método, los tiempos de residencia se estima dividiendo el volumen del depósito por la velocidad a la que el agua ya sea entre o salga del depósito. Conceptualmente, esto es equivalente a medir cuánto tiempo tomaría el depósito a llenarse de vacío si no hay agua fuera a dejar (o el tiempo que tomaría el depósito para vaciar de su totalidad si no hay agua fuera a entrar).

Un método alternativo para estimar los tiempos de residencia, ganando en popularidad especialmente para relación de las aguas subterráneas, es el uso de técnicas isotópicas. Esto se hace en el subcampo de hidrología isotópica.

Cambios en el tiempo

El ciclo del agua se describen los procesos que impulsan el movimiento del agua a lo largo del hidrosfera. Sin embargo, mucho más el agua es "en el almacenamiento" durante largos períodos de tiempo que se está moviendo en realidad a través del ciclo. Los almacenes de la gran mayoría de toda el agua en la Tierra son los océanos. Se estima que de los 332,5 millones de kilómetros cúbicos (km ³⁾ (1386 millones kilometros ³⁾ de suministro de agua en el mundo, alrededor de 321 millones mi ³ (1338 millones kilometros ³⁾ se almacena en los océanos, o alrededor del 95%. También se estima que los océanos suministran aproximadamente el 90 por ciento del agua evaporada que entra en el ciclo del agua.

Durante más fríos períodos climáticos más capas de hielo y glaciares se forman y suficiente del suministro mundial de agua se acumula en forma de hielo para disminuir las cantidades en otras partes del ciclo del agua. Lo contrario es cierto en los períodos cálidos. Durante los glaciares última edad de hielo cubierto casi un tercio de la superficie terrestre de la Tierra, con el resultado de que los océanos eran unos 400 pies (122 metros) más bajas que las actuales. Durante el último mundial "ola de calor", hace unos 125.000 años, los mares eran cerca de 18 pies (5.5. Metros) más altos de lo que son ahora. Hace unos tres millones de años, los océanos podrían haber sido de hasta 165 pies (50 metros) de alto.

El consenso científico expresado en el 2007 Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) Resumen para responsables de políticas es que el ciclo del agua a seguir intensificando a lo largo del siglo 21, aunque esto no significa que las precipitaciones aumentarán en todas las regiones. En las zonas terrestres subtropicales - lugares que ya son relativamente seco - precipitación se prevé una disminución durante el siglo 21, el aumento de la probabilidad de sequía . El secado se prevé que sea más fuerte cerca de los márgenes hacia los polos de las zonas subtropicales (por ejemplo, la Cuenca del Mediterráneo, África del Sur , el sur de Australia , y la Suroeste de los Estados Unidos). Se espera que las cantidades anuales de precipitación aumente en las regiones cercanas al ecuador, que tienden a estar mojada en el clima actual, y también en las altas latitudes. Estos patrones a gran escala están presentes en casi todos los modelos climáticos simulaciones llevadas a cabo en varios centros internacionales de investigación como parte de la cuarta evaluación del IPCC.

Retroceso de los glaciares es también un ejemplo de un ciclo de agua cambiante, donde el suministro de agua a los glaciares de la precipitación no puede seguir el ritmo de la pérdida de agua de fusión y sublimación. retroceso de los glaciares desde 1850 ha sido amplia.

Las actividades humanas que alteran el ciclo del agua incluyen:

• agricultura
• alteración de la composición química de la atmósfera
• construcción de represas
• la deforestación y la repoblación forestal
• la eliminación de las aguas subterráneas a partir de pozos
• la extracción de agua de los ríos
• urbanización

Efectos sobre el clima

El ciclo del agua se alimenta de energía solar. 86% de la evaporación mundial se produce a partir de los océanos, reduciendo su temperatura por la refrigeración por evaporación. Sin el efecto de enfriamiento de la evaporación, el efecto invernadero daría lugar a una temperatura de la superficie mucho más alta de 67 ° C , y un planeta más caliente.

Efectos en los ciclos biogeoquímicos

Mientras que el ciclo del agua es en sí una ciclo biogeoquímico, el flujo de agua sobre y debajo de la tierra es un componente clave de los ciclos biogeoquímicos de otros. La escorrentía es responsable de casi la totalidad del transporte de erosionado sedimentos y fósforo de la tierra al cuerpos de agua. La la salinidad de los océanos se deriva de la erosión y el transporte de sales disueltas de la tierra. Cultural eutrofización de lagos se debe principalmente a fósforo, aplicado en exceso para campos agrícolas en fertilizantes , y luego transportados por tierra y por los ríos. Tanto el escurrimiento de las aguas subterráneas y el flujo de jugar un papel importante en el transporte de nitrógeno de la tierra para los cuerpos de agua. La zona muerta en la salida del río Mississippi es una consecuencia de los nitratos de los fertilizantes que se llevó los campos agrícolas y canalizado por la sistema fluvial al Golfo de México . La escorrentía también juega un papel en la ciclo del carbono, de nuevo a través del transporte de rocas erosionadas y suelo.