a cura di Francesca ALVISI Consiglio Nazionale delle

a cura di Francesca ALVISI Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto di Scienze Marine f. alvisi@ismar. cnr. it Progetto INFEA 2012/13 - 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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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. Ø Oceani = E > P Ø Terra = P > E Ø P - E = D sup + D sub (deflusso superficiale + sotterraneo) Ø H 2 O atm = rinnovata circa 30 volte / anno Ø Tmedio di residenza H 20 atm = 12 giorni. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Evaporazione • E’ il trasferimento dell'acqua da corpi idrici superficiali nell'atmosfera. • Questo trasferimento implica un passaggio di stato: Ø 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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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: Ø 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 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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Infiltrazione e falde Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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. Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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Clima polare “basse temperature in assoluto durante tutto l' anno e precipitazioni scarse durante tutti i mesi” Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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” Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Clima temperato “modesta escursione annua nelle medie mensili relative alle temperature, alle precipitazioni, o ad entrambe” Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Clima arido “precipitazioni estremamente basse con temperature che oscillano da calde a molto calde” Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Clima tropicale “ciclo di tre stagioni: arido e fresco in inverno, molto caldo e asciutto in primavera, caldo e piovoso in estate” Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Ciclo città Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Ciclo campagna Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Ciclo a scuola ? ? Scopriamolo insieme! Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

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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 Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Ricchi e poveri (% popolazione mondiale con diverse risorse idriche) sufficienza relativamente sufficiente 16, 7% abbondante 16, 3% stress idrico 24, 5% scarsità d'acqua 7, 8% acqua insufficiente 34, 7% insufficiente Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Utilizzo mondiale di acqua (dati 2000) industria agricoltura 21% 69% 10% 92% nel 2005 uso domestico Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Principali Paesi Importatori d'acqua 1° 2° 3° Milioni di abitanti 4° Italia Cina Giappone Messico Brasile 5° Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Consumo Annuo pro-capite (m 3) 1° posto 2° posto media mondiale USA Italia, Spagna, Grecia Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Prelievo Idrico Mondiale 3 totale annuo (km ) previsione Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Consumo di Acqua Minerale medio pro-capite annuo (2002) Asia Est Europa West Europa USA Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Acqua prelevata dalle Falde Freatiche America Latina Asia + Pacifico USA Europa Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Qmin di H 20 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 Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Francesca Alvisi Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto di Scienze Marine f. alvisi@ismar. cnr. it Progetto INFEA 2012/13 - Cerchi nell’Acqua