El ciclo del agua en la naturaleza.

El ciclo del agua en la naturaleza (ciclo hidrológico) , el recambio de humedad  es el proceso de movimiento cíclico del agua en la biosfera terrestre . Consiste en la evaporación del agua , el transporte de vapor por las corrientes de aire, su condensación , la precipitación (lluvia, nieve, etc.) y el transporte del agua por los ríos y otros cuerpos de agua. El agua se evapora de la superficie de la tierra y de los embalses (ríos, lagos, embalses, etc.), pero la mayor parte del agua se evapora de la superficie de los océanos [1] . El ciclo del agua une todas las partes de la hidrosfera [2] .

Historial de descubrimientos

Hace unos miles de años, la Biblia registró una descripción simple del ciclo del agua en la naturaleza:

“Él recoge gotas de agua, De la niebla se convierten en lluvia, Se vierten de las nubes, Se vierten generosamente sobre la gente”

“El viento sopla hacia el sur y luego vuelve hacia el norte. Da vueltas y vueltas, moviéndose constantemente en círculos. Todos los ríos desembocan en el mar, pero el mar no se desborda. Donde nacen los ríos, vuelven a fluir de nuevo”.

Las ideas sobre el ciclo del agua también aparecieron en China , luego en India , donde comenzaron a usar pluviómetros  , dispositivos para determinar la cantidad de precipitación, es decir, donde establecieron una conexión entre la precipitación y el flujo de agua en los ríos. En la Antigua Grecia , el Antiguo Egipto , en el Medio Oriente , esta conexión no se realizó, ya que las lluvias que alimentaban, por ejemplo, el Nilo , caían en algún lugar de sus tramos superiores, y el agua se usaba en los áridos tramos inferiores: en el Antiguo Egipto . En el Medio Oriente, las lluvias y las aguas derretidas del Tigris y el Éufrates también se formaron en las montañas. El karst está muy extendido en Grecia y, por lo tanto, Aristóteles (384-322 a. C.) creía que los ríos se forman en vacíos subterráneos.

En Europa, el ciclo del agua se conocía hace tan solo 500 años, y las primeras consideraciones sobre este tema las hizo Leonardo da Vinci (1452-1519). En algunos de sus escritos, expresó pensamientos que están en consonancia con las ideas científicas modernas sobre el ciclo del agua. Señaló la importancia de las rocas geológicas permeables que forman los acuíferos en los Alpes , explicó cómo se reponen las aguas subterráneas y cómo se alimentan de agua las fuentes bajas. Otros científicos ampliaron mucho sus ideas, pero esto sucedió mucho más tarde. Ideas más completas sobre el ciclo se esbozaron en un libro publicado en 1580 en Francia, Bernard Palissy . Fue el primero en señalar las lluvias como la principal fuente de nutrición de los ríos.

El fundador de la doctrina del ciclo del agua es el francés P. Perrault (1611-1680), mejor conocido como el constructor de las cañerías del Louvre  , el palacio real de París . Mucho más tarde, Erasmus Darwin (1731-1802), abuelo de Charles Darwin , explicó el mecanismo del ciclo del agua y demostró que la precipitación asegura el flujo de agua en los ríos y parte de la humedad llega a la tierra desde el mar. La esencia y el significado del gran ciclo del agua en la naturaleza fue comprendido por primera vez por el famoso astrónomo inglés Edmund Halley (1656-1742), dándole el nombre de "El gran fenómeno natural". Fue el primero en calcular la cantidad de evaporación de la superficie del océano.

El científico ruso Alexander Ivanovich Voeikov (1842-1916) hizo una gran contribución al estudio del ciclo del agua , cuyas palabras "los ríos pueden considerarse como un producto del clima " se convirtieron en una posición reconocida.

Descripción

Los mares pierden más agua por evaporación que la que reciben por precipitación, en tierra la situación se invierte. Alrededor del 84 % de la evaporación total proviene de la superficie de los océanos, y alrededor del 74 % de la precipitación total cae sobre los océanos [3] . El agua circula continuamente por todo el mundo, mientras que su cantidad total permanece sin cambios.

Las tres cuartas partes de la superficie terrestre están cubiertas de agua. La capa de agua de la Tierra se llama hidrosfera . La mayor parte (97%) es agua salada de los mares y océanos, y la menor parte es agua dulce de lagos , ríos , glaciares , aguas subterráneas y vapor de agua . Menos del 1% de toda el agua está involucrada en el ciclo, y la mayor parte del resto se almacena en forma de hielo y nieve [3] . La cantidad total de precipitación que cae sobre la superficie de la Tierra es aproximadamente igual a la evaporación: 519 mil km 3 de agua [4] . La eliminación de la humedad evaporada de la superficie terrestre por las masas de aire hacia el océano es insignificante [1] .

En la tierra, el agua existe en tres estados de agregación: líquido, sólido y gaseoso. Los organismos no pueden existir sin agua. En cualquier organismo, el agua es el medio en el que tienen lugar las reacciones químicas , sin las cuales los organismos no pueden vivir . El agua es la sustancia más valiosa y más necesaria para la vida de los organismos vivos.

El constante intercambio de humedad entre la hidrosfera, la atmósfera y la superficie terrestre, que consiste en los procesos de evaporación, el movimiento del vapor de agua en la atmósfera, su condensación en la atmósfera, la precipitación y la escorrentía, se denomina ciclo del agua en la naturaleza. La precipitación atmosférica se evapora parcialmente, forma depósitos temporales y permanentes, se filtra parcialmente en el suelo y forma agua subterránea [1] .

El ciclo del agua ocurre bajo la influencia de la radiación solar y la gravedad [2] . El sol calienta el agua en los océanos y mares, y se evapora en vapor de agua. Un proceso paralelo también ocurre en la tierra: el agua se evapora de la superficie de la Tierra calentada por el Sol o se evapora de las plantas como resultado de la transpiración . Durante la advección , el vapor de agua se mueve con las masas de aire hasta que finalmente se encuentra en una zona de baja temperatura. Esto hace que la humedad se condense en las nubes. Las nubes continúan moviéndose con el aire a medida que las gotas de agua condensada en ellas se mezclan, se pegan y crecen en tamaño. Como resultado, el agua cae como precipitación sobre la tierra o los océanos; al mismo tiempo, el océano evapora más humedad a la atmósfera de la que recibe de la precipitación, y la tierra, por el contrario, recibe más humedad de la precipitación de la que se evapora de ella.

Algunas precipitaciones caen en forma de nieve o granizo, aguanieve y pueden acumularse en los casquetes polares y glaciares que almacenan agua congelada desde meses hasta decenas de miles de años. Pero incluso en esta forma, se conserva un insignificante intercambio de hielo con la atmósfera: opera la sublimación . En un momento en que aumenta la temperatura en la zona de sedimentos, comienza la fusión y el agua proviene activamente de estas fuentes.

La mayor parte del agua regresa de la atmósfera en forma de lluvia. Parte de la precipitación es interceptada por el follaje de las plantas, sin llegar al suelo. Una vez en tierra, el agua fluye a través de la tierra en forma de ríos, moviéndose hacia los océanos.

Parte de esta agua es absorbida por el suelo como resultado de la infiltración , penetra profundamente en el suelo y repone los acuíferos subterráneos, que también acumulan agua dulce durante mucho tiempo. Bajo tierra, además de en su superficie, también hay movimiento de masas de agua, y el agua se mueve, cambiando su ubicación. El agua subterránea intercambia agua con la superficie en forma de manantiales y pozos artesianos (descarga de aguas subterráneas). Esto, así como una pequeña parte del agua que se ha empapado en el suelo, pero que no ha alcanzado el nivel de los acuíferos, regresa a los cuerpos de agua superficiales y al océano.

Una proporción del agua es desviada del suelo, nuevamente por las plantas.

Con el tiempo, el agua regresa al océano para continuar el ciclo.

Tipos de educación a partir de diferentes cambios

Hay dos tipos de ciclos del agua en la naturaleza [1] :

1. Gran circulación: el vapor de agua formado sobre la superficie del océano se condensa, cae como precipitación sobre la tierra y se distribuye en tres direcciones principales: una parte va a la escorrentía superficial; la segunda parte se filtra al suelo (escorrentía subterránea), y la tercera parte se evapora nuevamente a la atmósfera [4] .
2. Circulación pequeña (oceánica): el agua que se ha evaporado sobre la superficie de la tierra o del océano vuelve a caer en el océano en forma de precipitación [4] .

Además, existe una circulación local, o interior, en la que el agua evaporada de la superficie del suelo cae sobre el suelo en forma de precipitación [5] . Las cuencas intermontañosas cerradas se caracterizan por un ciclo interno de humedad [1] . Al final, la precipitación en proceso de movimiento llega nuevamente a los océanos .

Indicadores cuantitativos

Durante un año calendario, aproximadamente 577.000 km³ de precipitación caen sobre la superficie del planeta, lo que da una altura de capa promedio de 1130 mm. De estos, 119 000 km³ se encuentran sobre las extensiones de tierra , lo que da una altura de capa promedio de 800 mm, y 458 000 km³ se derraman sobre el Océano Mundial con una altura de capa de 1270 mm. En términos porcentuales, esto significa que los océanos reciben el 79% de la precipitación, aunque ocupa solo el 71% del área de la Tierra. Así, la cantidad de precipitación que cae sobre la tierra es del 21%. Ambos casquetes polares reciben solo el 4% de la precipitación, casi la mitad de su cantidad total se distribuye entre las latitudes ± 20° norte y sur del ecuador. El caudal de los ríos hacia los océanos es de 47.000 km³ , lo que supone un aumento de su nivel de 130 mm. Teniendo en cuenta el aporte de los ríos, resulta que aproximadamente 1400 mm de agua se evaporan de la superficie del océano por año [6] .

Velocidad

La tasa de transferencia de diferentes tipos de agua varía ampliamente, y los períodos de flujo y de renovación del agua también son diferentes. Varían desde unas pocas horas hasta varias decenas de milenios. La humedad atmosférica, que se forma por la evaporación del agua de los océanos, mares y tierra, y existe en forma de nubes, se actualiza en promedio después de ocho días.

Las aguas que forman parte de los organismos vivos se restauran en pocas horas. Esta es la forma más activa de intercambio de agua. El período de renovación de las reservas de agua en los glaciares de montaña es de unos 1600 años, en los glaciares de los países polares es mucho más largo, unos 9700 años.

Una renovación completa de las aguas de los océanos ocurre aproximadamente una vez cada 2700 años.

Notas

1. ↑ 1 2 3 4 5 Ciclo del agua // Gran enciclopedia soviética  : [en 30 volúmenes]  / cap. edición A. M. Projorov . - 3ra ed. - M.  : Enciclopedia soviética, 1969-1978.
2. ↑ 1 2 Ciclo del agua // Geografía. Enciclopedia ilustrada moderna. — M.: Rosman. Bajo la dirección del prof. AP Gorkina.
3. ↑ 1 2 Ciclo del agua // Diccionario enciclopédico científico y técnico.
4. ↑ 1 2 3 Ciclo del agua // Diccionario Enciclopédico Ecológico. - Chisinau: Edición principal de la Enciclopedia soviética de Moldavia. Yo, yo, Dedyu. 1989.
5. ↑ El ciclo del agua (ciclo de la humedad) en la naturaleza // Diccionario geológico: en 2 volúmenes. — M.: Nedra. Editado por K. N. Paffengolts y otros 1978.
6. ↑ S. P. Khromov, M. A. Petrosyants. Balance hídrico en el globo // Meteorología y climatología. - 5to. - M.  : MGU, 2001. - S. 323-324. — 528 pág. - LBC  26.23 . - CDU  551.5 . — ISBN 5-211-04499-1 .

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