Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nellAcqua a cura di Francesca ALVISI Consiglio Nazionale delle...

Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

a cura di Francesca ALVISI

Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto di Scienze Marine

[email protected]


Ciclo dell'acquaCiclo dell'acqua=

Ciclo idrologico

Non c'è un inizio o una fine nel ciclo idrologico: le molecole d'acqua si muovono in continuazione tra differenti compartimenti, o riserve, dell'idrosfera terrestre mediante processi fisici. L'acqua evapora dagli oceani, forma le nuvole dalle quali l'acqua torna alla terra. Non è detto, tuttavia, che l'acqua segua il ciclo nell'ordine: prima di raggiungere gli oceani l'acqua può evaporare, condensare, precipitare e scorrere molte volte.


Bilancio idrico globaleBilancio idrico globale

La massa totale d'acqua del ciclo rimane costante, così come l'ammontare d'acqua in ciascuna riserva.

In media, la quantità d'acqua che lascia una riserva è pari a quella che ritorna ad essa.

Oceani = E > P Terra = P > E P - E = D sup + D sub (deflusso superficiale + sotterraneo)

H2O atm = rinnovata circa 30 volte / anno

Tmedio di residenza H20atm = 12 giorni.


EvaporazioneEvaporazione

• E’ il trasferimento dell'acqua da corpi idrici superficiali nell'atmosfera.

• Questo trasferimento implica un passaggio di stato:

da fase liquida a fase vapore

• Nell'evaporazione viene inclusa anche la traspirazione delle piante; in tal modo ci si riferisce a questo trasferimento come evapo-traspirazione.

• Il 99% dell'acqua atmosferica proviene dall'evaporazione, mentre il rimanente 1% dalla traspirazione.


CondensazioneCondensazione• Quando l'aria calda e umida riscaldata dalla radiazione solare sale in

quota, essa si raffredda fino a condensarsi.

• L'aria fredda può contenere meno vapore acqueo rispetto a quella calda e viceversa.

• Abbiamo perciò un passaggio:

da fase gassosa a fase liquida o solida

• Per avere la condensazione occorre qualcosa che agglomeri le molecole d’acqua ovvero i cosiddetti nuclei di condensazione, sostanze fortemente igroscopiche che favoriscono la condensazione, come ad esempio minuscoli granelli di sabbia, polvere e i sali (cloruri) sospesi nell’aria.

• Si forma quindi una nube, costituita da microscopiche goccioline d'acqua diffuse, dell'ordine dei micron.


PrecipitazionePrecipitazione

• Le gocce formatesi per condensazione del vapore acqueo, unendosi (coalescenza), diventando più grosse e pesanti, cadono a terra.

• Per precipitazione si intendono quindi tutti i fenomeni di trasferimento di acqua allo stato liquido o solido dall‘atmosfera al suolo cioè sulla superficie terrestre.

• Questo avviene soprattutto sotto forma di pioggia, ma anche di neve, grandine, rugiada, brina.


InfiltrazioneInfiltrazione

• E’ il percorso dell’acqua dalla superficie alle acque sotterranee.

• L'aliquota di infiltrazione dipende dalla permeabilità del suolo o della roccia e da altri fattori quali porosità dei sedimenti e dal tempo.

• Le acque sotterranee tendono a muoversi molto lentamente, così l'acqua può ritornare alla superficie dopo l'accumulo in un acquifero in un lasso di tempo che può arrivare al migliaio di anni in alcuni casi.

• L'acqua ritorna alla superficie ad altezza inferiore a quella del punto di infiltrazione, sotto l'azione della forza di gravità e delle pressioni da essa indotta.


Scorrimento superficialeScorrimento superficiale

• Lo scorrimento include tutti i modi in cui l'acqua superficiale si muove in pendenza verso il mare.

• L'acqua che scorre nei torrenti e nei fiumi può stazionare nei laghi per un certo tempo.

• Non tutta l'acqua ritorna al mare per scorrimento; gran parte evapora prima di raggiungere il mare o un acquifero.


Flusso sotterraneoFlusso sotterraneo

• Il flusso sotterraneo include il movimento dell'acqua all'interno della terra sia nelle zone insature che nelle zone sature (acquiferi)

• Dopo l'infiltrazione l'acqua sotterranea può ritornare alla superficie o scaricarsi direttamente in mare.


Infiltrazione e faldeInfiltrazione e falde


RiserveRiserve

Una riserva rappresenta l'acqua contenuta in uno dei differenti passaggi del ciclo.

La riserva più grande è rappresentata dagli oceani, che raccolgono il 97% dell'acqua del pianeta; poi ci sono laghi, fiumi, mari e c'è l'acqua in forma solida dei ghiacciai e nevai.

L'acqua contenuta negli organismi rappresenta la riserva più piccola.

Il volume nelle riserve d'acqua dolce, particolarmente quelle disponibili per l'impiego da parte dell‘uomo, costituisce le importanti risorse idriche.


Tempo di residenzaTempo di residenza

E’ il tempo medio nel quale le molecole d'acqua si trovano in una riserva; è una misura dell'età media dell'acqua nella riserva anche se una parte vi si trattiene per un tempo inferiore, un'altra parte per un tempo superiore.

Le acque sotterranee possono trascorrere oltre 10.000 anni sotto la superficie; l'acqua che trascorre in questa riserva tempi particolarmente lunghi è denominata acqua fossile.

L'acqua 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 d'acqua corrente o per infiltrazioni nella falda freatica.


ClimaClima Il clima è lo stato medio del tempo atmosferico a varie scale

spaziali (locale, regionale, nazionale, continentale, emisferico o globale) rilevato nell'arco di almeno 20-30 anni.

La parola clima viene dal greco klima che vuol dire "inclinato": il clima infatti è in massima parte una funzione dell'inclinazione dei raggi solari sulla superficie della Terra al variare della latitudine.

Esso determina molte caratteristiche ambientali come flora e fauna al punto che a ciascuna fascia climatica si associano spesso ambienti simili su tutto il globo (es. foreste pluviali, deserti, foreste temperate, steppe, taiga, tundra e banchisa polare) ed influenza fortemente le attività economiche, le abitudini e la cultura delle popolazioni che abitano il territorio.


Regimi climaticiRegimi climatici

I regimi climatici sono particolarmente ben rappresentati tramite un diagramma delle termoiete, o climografo: questo mostra le medie mensili della temperatura dell’aria e delle precipitazioni, raffigurate come punti che rappresentano i mesi dell’anno. I mesi sono uniti da linee per indicare il ciclo delle medie mensili lungo un intero anno.

Qualunque sia il sistema di classificazione di un clima che un geografo può scegliere di adottare, uno studio delle temperature e delle precipitazioni mensili combinate insieme rivelerà che un clima può comprendere uno, o anche più, dei sette regimi di base.


Una fascia climatica è una porzione di territorio, generalmente estesa in senso latitudinale, che presenta caratteristiche climatiche omogenee.

Le fasce climatiche solitamente si sviluppano in senso latitudinale perché il clima dipende fondamentalmente dall'inclinazione dei raggi solari nei confronti della superficie del pianeta e quest'ultima è omogenea lungo ogni parallelo.

Fasce climaticheFasce climatiche


Clima polareClima polare“basse temperature in assoluto durante tutto l' anno

e precipitazioni scarse durante tutti i mesi”


Clima freddo/borealeClima freddo/boreale

“contrasti stagionali sia nelle temperature sia nelle precipitazioni e stagione calda con precipitazioni sensibilmente

maggiori rispetto alla stagione fredda spesso associata a temperature molto basse”


Clima temperatoClima temperato

“modesta escursione annua nelle medie mensili relative alle temperature, alle precipitazioni, o ad entrambe”


Clima aridoClima arido“precipitazioni estremamente basse con temperature che

oscillano da calde a molto calde”


Clima tropicaleClima tropicale“ciclo di tre stagioni: arido e fresco in inverno, molto

caldo e asciutto in primavera, caldo e piovoso in estate”


Ciclo cittàCiclo città


Ciclo campagnaCiclo campagna


Ciclo a scuolaCiclo a scuola

Scopriamolo insieme!

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Distribuzione dell’acqua sulla Distribuzione dell’acqua sulla TerraTerra

Acqua dolce

Acqua salata

Acqua superficiale

Acqua sotterranea

Acqua nelle riservesolide

Fiumi

Stagni

Laghi

Acqua terrestre Acqua dolce Acqua superficiale


24,5%

7,8%

34,7%

16,3%

16,7%

Ricchi e poveriRicchi e poveri (% popolazione mondiale con diverse (% popolazione mondiale con diverse

risorse idriche)risorse idriche)

stress idrico

scarsità d'acqua

acqua insufficiente

abbondante

relativamentesufficiente

insufficiente

sufficienza relativa


21%

Utilizzo mondiale di acqua Utilizzo mondiale di acqua (dati 2000)(dati 2000)

industria

uso domestico

agricoltura

10%

69%

92% nel 2005


Principali Paesi Importatori Principali Paesi Importatori d'acquad'acqua

1°

2°

3°

4°

5°

Bra

sile

Cin

a

Gia

ppon

e

Mess

ico

Italia

Milioni di abitanti


Consumo Annuo pro-capite Consumo Annuo pro-capite (m(m33))

0

500

1000

1500

2000

2500

1° posto2° posto

USA Italia, Spagna,Grecia

media mondiale


1900 1950 2000 2025

579

5.235

3.973

1.382

Prelievo Idrico MondialePrelievo Idrico Mondialetotale annuo (kmtotale annuo (km33))

previsione


7

20

101

75

Consumo di Acqua MineraleConsumo di Acqua Mineralemedio pro-capite annuo medio pro-capite annuo

(2002)(2002)

Asia USAEst Europa West Europa


Acqua prelevata dalle Falde Acqua prelevata dalle Falde FreaticheFreatiche

29% 32%

51%

75%

AmericaLatina

Asia +Pacifico USA Europa


500 900 1,1001,650 1,900

3,500

15,000pata

te

gra

no

sorg

o

soia

riso

polla

me

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Litr

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Francesca Alvisi

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