Ciclo dell’acqua
Ciclo dell’acqua, chiamato anche ciclo idrologico, ciclo che coinvolge la continua circolazione dell’acqua nel sistema Terra-atmosfera. Dei molti processi coinvolti nel ciclo dell’acqua, i più importanti sono l’evaporazione, la traspirazione, la condensazione, la precipitazione e il deflusso. Anche se la quantità totale di acqua all’interno del ciclo rimane essenzialmente costante, la sua distribuzione tra i vari processi cambia continuamente.
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Segue una breve trattazione del ciclo dell’acqua. Per una trattazione completa, vedi idrosfera: Il ciclo dell’acqua.
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L’evaporazione, uno dei principali processi del ciclo, è il trasferimento di acqua dalla superficie della Terra all’atmosfera. Per evaporazione, l’acqua allo stato liquido viene trasferita allo stato gassoso, o vapore. Questo trasferimento avviene quando alcune molecole di una massa d’acqua hanno raggiunto un’energia cinetica sufficiente per espellersi dalla superficie dell’acqua. I principali fattori che influenzano l’evaporazione sono la temperatura, l’umidità, la velocità del vento e la radiazione solare. La misurazione diretta dell’evaporazione, anche se auspicabile, è difficile e possibile solo in luoghi puntuali. La fonte principale di vapore acqueo sono gli oceani, ma l’evaporazione avviene anche nel suolo, nella neve e nel ghiaccio. L’evaporazione dalla neve e dal ghiaccio, la conversione diretta da solido a vapore, è conosciuta come sublimazione. La traspirazione è l’evaporazione dell’acqua attraverso minuti pori, o stomi, nelle foglie delle piante. Per scopi pratici, la traspirazione e l’evaporazione da tutta l’acqua, il suolo, la neve, il ghiaccio, la vegetazione e altre superfici sono raggruppate e chiamate evapotraspirazione, o evaporazione totale.
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Il vapore acqueo è la forma primaria di umidità atmosferica. Anche se il suo stoccaggio nell’atmosfera è relativamente piccolo, il vapore acqueo è estremamente importante nel formare la riserva di umidità per la rugiada, la brina, la nebbia, le nuvole e le precipitazioni. Praticamente tutto il vapore acqueo presente nell’atmosfera è confinato nella troposfera (la regione al di sotto delle 6-8 miglia di altitudine).
Il processo di transizione dallo stato di vapore allo stato liquido è chiamato condensazione. La condensazione può avvenire non appena l’aria contiene più vapore acqueo di quello che può ricevere da una superficie d’acqua libera attraverso l’evaporazione alla temperatura prevalente. Questa condizione si verifica come conseguenza del raffreddamento o del mescolamento di masse d’aria di diverse temperature. Per condensazione, il vapore acqueo presente nell’atmosfera viene rilasciato per formare precipitazioni.
Bob Wick/U.S. Bureau of Land Management
Le precipitazioni che cadono sulla terra si distribuiscono in quattro modi principali: alcune vengono restituite all’atmosfera per evaporazione, alcune possono essere intercettate dalla vegetazione e poi evaporate dalla superficie delle foglie, alcune percolano nel terreno per infiltrazione, e il resto scorre direttamente come deflusso superficiale in mare. Una parte delle precipitazioni infiltrate può successivamente percolare nei corsi d’acqua come deflusso delle acque sotterranee. La misurazione diretta del deflusso è fatta da misuratori di flusso e tracciata nel tempo su idrografi.
© Gholib Marsudi/Dreamstime.com
La maggior parte delle acque sotterranee deriva dalle precipitazioni che hanno percolato attraverso il suolo. Le velocità di scorrimento delle acque sotterranee, rispetto a quelle delle acque superficiali, sono molto lente e variabili, da pochi millimetri a pochi metri al giorno. Il movimento delle acque sotterranee è studiato con tecniche di tracciatura e di telerilevamento.
Anche il ghiaccio gioca un ruolo nel ciclo dell’acqua. Il ghiaccio e la neve sulla superficie terrestre si presentano in varie forme come il gelo, il ghiaccio marino e il ghiaccio dei ghiacciai. Quando l’umidità del suolo si congela, il ghiaccio si forma anche sotto la superficie terrestre, formando il permafrost nei climi della tundra. Circa 18.000 anni fa i ghiacciai e le calotte di ghiaccio coprivano circa un terzo della superficie terrestre. Oggi circa il 12% della superficie terrestre rimane coperta da masse di ghiaccio.