Il
ciclo dell'acqua
L'acqua è il liquido più
diffuso e la sostanza più importante sulla Terra: la usiamo per bere,
per lavarci, in essa nuotiamo e ci
lamentiamo quando piove...
L'acqua influisce sulla
nostra vita in molti modi: anzitutto determina dove possiamo vivere, il
tempo che farà, se possiamo quindi far
crescere il raccolto e produrre abbastanza cibo. Grandi quantità
d'acqua vengono usate anche
nell'industria, per esempio nei processi di raffreddamento delle grandi
centrali elettriche o come solvente. Vi
sono immense quantità di acqua raccolte negli oceani e nei mari; solo
una piccola percentuale si trova sui
continenti, ma anch'essa proviene in ultima analisi dall'oceano, cui è destinata a tornare portata dai fiumi.
L'irraggiamento solare
provoca l'evaporazione dell'acqua nell'aria da fiumi, laghi ed oceani.
Questo vapore acqueo, innalzandosi, si
raffredda e condensa formando goccioline d'acqua raccolte in nuvole.
Quando le gocce sono
abbastanza grosse, cadono sulla terra sotto forma di pioggia. In parte
quest'acqua evapora e ritorna nell'aria,
in parte viene utilizzata dalle piante; ma la quantità più cospicua
filtra attraverso il terreno, o si
riversa nei fiumi sfociando infine nel mare. L'intero ciclo ricomincia
quindi da capo.
Questo movimento continuo di
acqua dalla superficie della terra alle nuvole e quindi di nuovo alla
terra sotto forma di pioggia è chiamato
ciclo dell'acqua (hydrologic cycle). A
livello planetario il ciclo dell'acqua è strettamente connesso ai
grandi flussi di energia nell'atmosfera. Il
volume totale di acqua nell'atmosfera è stato stimato in circa 1.3 x 10
13 m 3 (13 mila km 3 ), la gran parte
nella fase di vapore; di contro gli oceani contengono circa 1.35 x 10 18
m 3 di acqua (1350 milioni di km 3 ).
Il rapporto tra i
volumi di acqua nell'atmosfera e negli oceani è 1/100000, all'incirca
lo stesso del rapporto tra l'acqua contenuta in un ditale e quella in
una vasca da bagno. Ciononostante il vapor d'acqua atmosferico è uno
dei più importanti fattori nel determinare il tempo ed il clima,
soprattutto per la grande quantità di energia messa in gioco quando
l'acqua cambia il suo stato di aggregazione tra la fase gassosa
(vapore), liquida e solida, e per il suo contributo come gas
responsabile dell'effetto serra.
Il riscaldamento differenziato
della superficie della Terra da parte del Sole crea le condizioni che
sono alla base dei grandi trasferimenti di masse d'aria tra equatore e
poli: mentre le regioni equatoriali ricevono più calore di quanto non
ne perdano, le zone più vicine ai poli perdono più calore di quanto
non ne ricevano. Due fondamentali correnti di convezione di alta quota
(simmetriche, dall'equatore verso i due poli) distribuiscono in maniera
più equilibrata il calore.(I trasferimenti d'aria determinati dalle
differenze di pressione sono i venti).
Un ruolo importante in questo
trasporto di calore e quindi di energia è legato all'acqua, che evapora
nelle zone equatoriali, viene trasportata a seguito delle masse d'aria
verso i poli sotto forma di vapore, condensa nelle nubi, precipita sotto
forma di pioggia o neve che la riportano di nuovo sulla superficie
terrestre e quindi nei mari.
Il concetto di umidità
controlla il tasso di evaporazione, la formazione delle nubi, il tempo
ed il luogo delle precipitazioni. L'umidità indica la quantità di
vapor acqueo nell'atmosfera: i principali contributi sono l'evaporazione
dalla superficie della terra e la traspirazione delle piante. Le
precipitazioni sono a loro volta il fenomeno che diminuisce la presenza
di acqua nell'atmosfera.
I meteorologi hanno definito
diversi modi per indicare l'umidità, che possono essere divisi in due
categorie: quelli che esprimono la quantità effettiva, o
concentrazione, di vapor acqueo nell'aria e quelli che mettono in
relazione la quantità effettiva presente con la quantità potenziale
che l'aria potrebbe contenere se fosse satura di vapore. L'aria si dice
satura quando contiene la massima quantità possibile.
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