a cura di Francesca ALVISI
Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto di Scienze Marine
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Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua
Ciclo 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.
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Bilancio 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.
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Evaporazione
• 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.
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Condensazione
• 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.
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Precipitazione
• 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.
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Infiltrazione
• 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.
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Scorrimento 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.
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Flusso 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.
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Infiltrazione e falde
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Riserve
 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.
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Tempo 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.
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Clima
 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.
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Regimi 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.
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Fasce climatiche
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.
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Clima polare
“basse temperature in assoluto durante tutto l' anno
e precipitazioni scarse durante tutti i mesi”
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Clima 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”
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Clima temperato
“modesta escursione annua nelle medie mensili relative
alle temperature, alle precipitazioni, o ad entrambe”
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Clima arido
“precipitazioni estremamente basse con temperature che
oscillano da calde a molto calde”
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Clima tropicale
“ciclo di tre stagioni: arido e fresco in inverno, molto
caldo e asciutto in primavera, caldo e piovoso in estate”
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Ciclo città
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Ciclo campagna
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Ciclo a scuola
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Scopriamolo insieme!
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Distribuzione dell’acqua sulla
Terra
Acqua dolce
Acqua salata
Acqua terrestre
Acqua superficiale
Fiumi
Acqua sotterranea
Stagni
Acqua nelle riserve
solide
Laghi
Acqua dolce
Acqua superficiale
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Ricchi e poveri
(% popolazione mondiale con diverse risorse
idriche)
sufficienza
relativa
relativamente
sufficiente
16,7%
abbondante
16,3%
stress idrico
24,5%
scarsità d'acqua
7,8%
acqua insufficiente
34,7%
insufficiente
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Utilizzo mondiale di acqua
(dati 2000)
industria
agricoltura
21%
69%
10%
92% nel 2005
uso domestico
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Principali Paesi Importatori
d'acqua
1°
2°
3°
Milioni di abitanti
4°
Italia
Cina
Giappone
Messico
Brasile
5°
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Consumo Annuo pro-capite
(m3)
1° posto
2° posto
2500
media mondiale
2000
1500
1000
500
0
USA
Italia, Spagna,
Grecia
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Prelievo Idrico Mondiale
3
totale annuo (km )
5.235
3.973
previsione
1.382
579
1900
1950
2000
2025
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Consumo di Acqua Minerale
medio pro-capite annuo
(2002)
101
75
20
7
Asia
Est Europa West Europa
USA
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Acqua prelevata dalle Falde
Freatiche
75%
51%
29%
America
Latina
32%
Asia +
Pacifico
USA
Europa
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Qmin di H20 x 1 kg di prodotto
Litri d'acqua
15,000
sorgo
manzo
grano
pollame
1,100
1,900
riso
900
1,650
soia
500
patate
3,500
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