El agua se mueve de un depósito a otro, como de ríos a
océanos, o de los océanos a la atmósfera, por los procesos físicos de
evaporación, condensación, precipitación, infiltración, escorrentía superficial
y flujo subsuperficial. Al hacerlo, el agua pasa por diferentes formas o
estados de la materia: líquido, sólido (hielo, granizo o nieve) y gaseoso
(vapor de agua).
El ciclo del agua implica intercambio de energía, lo
que conduce a cambios de temperatura. Cuando el agua se evapora, absorbe la
energía de su entorno y enfría el medio ambiente. Cuando se condensa, libera
energía y calienta el medio ambiente. Es un sistema interrelacionado con
intercambios de calor basados en simples leyes de la termodinámica e influyen
en el clima.
La fase de evaporación del ciclo purifica el agua que
luego se repone a la tierra con agua dulce. El flujo de agua líquida y helada
transporta minerales por todo el mundo. También está involucrada en la
remodelación de las características geológicas de la Tierra, a través de procesos
que incluyen la erosión y la sedimentación.
El ciclo del agua también es esencial para el
mantenimiento de la mayoría de los ecosistemas y la vida en el planeta.
Descripción del ciclo del agua paso a paso
El sol, que impulsa el ciclo del agua, calienta el agua
en océanos y mares. El agua se evapora como vapor de agua en el aire. Algo de
hielo y nieve se sublima directamente en el vapor de agua. La
evapotranspiración es agua que se transpira de las plantas y se evapora del
suelo.
La molécula de agua H2O tiene una masa molecular más
pequeña que la de los componentes principales de la atmósfera, nitrógeno y
oxígeno, N2 y O2, por lo tanto es menos densa. Debido a la diferencia
significativa en la densidad, la flotabilidad impulsa el aire húmedo más alto en
la atmosfera. A medida que aumenta la altitud, la presión del aire disminuye y
la temperatura baja. La temperatura más baja hace que el vapor de agua se
condense en pequeñas gotas de agua líquida que son más pesadas que el aire, y
caen a menos que estén apoyadas por una corriente ascendente. Una gran
concentración de estas gotitas en un gran espacio en la atmósfera se vuelve
visible como una nube. Si alguna condensación está cerca del nivel del suelo se
le llama niebla.
La circulación atmosférica mueve el vapor de agua
alrededor del globo terráqueo, las partículas de las nubes colisionan, crecen y
caen de las capas atmosféricas superiores en forma de precipitación.
Algunas precipitaciones caen como nieve o granizo,
aguanieve, y pueden acumularse como casquetes de hielo y glaciares, que pueden
almacenar agua congelada durante miles de años.
La mayoría del agua vuelve a los océanos o a la tierra
como lluvia, donde el agua fluye por el suelo como escorrentía superficial. Una
parte de la escorrentía ingresa a los ríos en los valles del paisaje, y el
flujo de agua mueve el agua hacia los océanos. La escorrentía y el agua que
emerge del suelo (aguas subterráneas) pueden almacenarse como agua dulce en
lagos.
No toda la escorrentía desemboca en los ríos, gran parte
se infiltra en las profundidades del suelo y repone los acuíferos, que pueden
almacenar agua dulce durante largos períodos de tiempo en las capas freáticas.
Algunas infiltraciones permanecen cerca de la
superficie de la tierra y pueden filtrarse hacia cuerpos de aguas superficiales
(y el océano) a medida que se descarga el agua subterránea. Algunas aguas
subterráneas encuentran aberturas en la superficie de la tierra y salen como
manantiales de agua dulce.
Procesos del ciclo del agua
- Deshielo: Es la escorrentía del agua producto del derretimiento de la nieve.
- Evaporación: Es la transformación del agua de las fases líquidas a las gaseosas a medida que se mueve desde el suelo o las masas de agua hacia la atmósfera suprayacente. La fuente principal de energía para lograr la evaporación es la radiación del sol. La evaporación a menudo incluye implícitamente la transpiración de las plantas, aunque juntas se las conoce específicamente como evapotranspiración.
- Sublimación: Este estado cambia directamente de sólido (hielo o nieve) a vapor de agua sin pasar por el estado líquido.
- Sublimación inversa: Esto se refiere al cambio de vapor de agua directamente a hielo, nieve.
- Advección: Es el movimiento del agua a través de la atmósfera. Sin advección, el agua que se evaporó sobre los océanos no podría precipitar sobre la tierra.
- Condensación: Se refiere a la transformación del vapor de agua en gotas de agua líquida en el aire, creando nubes y niebla.
- Precipitación: Se refiere al Vapor de agua condensada que cae a la superficie de la Tierra. La mayoría de la precipitación ocurre como lluvia, pero también incluye nieve, granizo, neblina, aguanieve. Aproximadamente 505.000 km³ de agua caen como precipitación cada año, 398.000 km³ de ella cae sobre los océanos. La lluvia en tierra contiene 107.000 km³ de agua por año y nevando solo 1.000 km³. El 78% de la precipitación mundial ocurre sobre los océanos.
- Intercepción del dosel: Es la precipitación que es interceptada por el follaje de las plantas, hierbas y hojas secas que finalmente se evapora a la atmósfera en lugar de caer al suelo.
- Escorrentía: Es la variedad de formas en que el agua se mueve a través de la tierra. Esto incluye la escorrentía superficial y la escorrentía del flujo de agua en arroyos, ríos y otros canales. A medida que fluye, el agua puede almacenarse en lagos o embalses, filtrarse en el suelo, evaporarse en el aire o extraerse para usos agrícolas u otros usos para seres humanos.
- Infiltración: Es el flujo de agua desde la superficie del suelo hacia su interior. Una vez infiltrada, el agua se convierte en humedad del suelo o agua subterránea.
- Flujo subsuperficial: Es el flujo de agua subterránea, en los acuíferos y la zona vadosa. El agua subsuperficial puede retornar a la superficie (por ejemplo, por bombeo humano o como un manantial) o, de forma eventual, filtrarse a los océanos.
El agua retorna a la superficie de la tierra a una
menor altura con relación a donde se infiltró, por la fuerza de la gravedad
directamente o por presiones inducidas por ésta. El agua subterránea es de
tendencia a moverse lentamente y a reponerse lentamente, por lo que su
permanencia en los acuíferos puede durar miles de años.
Cambios del agua a través del tiempo
El ciclo del agua se encarga de describir todos los
procesos que logran impulsar el movimiento de ésta por toda la hidrosfera. Sin
embargo, no toda el agua que está en movimiento está afectando el ciclo
hidrológico ya que existe mucha más agua “almacenada” que no está formando
parte en este momento del agua en movimiento.
Esta agua ha estado inactiva durante largos periodos de
tiempo pero hoy en día está siendo añadida de forma mucho más rápida al ciclo
hidrológico debido al calentamiento global y otros factores como la perforación
de pozos para consumo humano y animal.
Las actividades humanas que alteran el ciclo del agua
incluyen:
- Agricultura
- Industria
- Alteración de la composición química de la atmósfera
- Construcción de presas
- Deforestación y forestación
- Eliminación de agua subterránea de pozos
- Extracción de agua de los ríos
- Urbanización
Los océanos son el depósito final por excelencia para
la mayor parte de toda el agua en el planeta. Se estima que de los
1.386.000.000 km³ del suministro de agua del mundo, alrededor de 1.338.000.000
km³ se almacenan en los océanos.
Eso es alrededor del 97%. Igualmente se tiene estimado
que aproximadamente el 90% del agua que se evapora proviene de los océanos por
lo que éstos son muy importantes en el ciclo del agua de planeta Tierra.
El ciclo hidrológico es fundamental para la vida en el
planeta. El hecho de que en el último siglo se está añadiendo más agua activa
al ciclo, producto del deshielo por el calentamiento global, está provocando
muchas consecuencias sobre el equilibrio natural de los últimos millones de
años.
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