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CICLO IDROLOGICO. Sin dall’antichità e fin verso il 1400 d.C., il concetto di ciclo idrologico è stato argomento di speculazione da parte di molti pensatori.

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1 CICLO IDROLOGICO

2 Sin dall’antichità e fin verso il 1400 d.C., il concetto di ciclo idrologico è stato argomento di speculazione da parte di molti pensatori. Attualmente si considera il ciclo alla stregua di un sistema dinamico in evoluzione, costituito da un'"entrata", un'"uscita" e da un mezzo di lavorazione: l'acqua che attraversa il sistema. Una prima ipotesi: il Sole innalzerebbe l'acqua del mare nell'atmosfera, donde ricadrebbe come pioggia. Nel Rinascimento, si manifestò una leggera tendenza a spostare i concetti dell'idrologia dalla pura speculazione alla scienza sperimentale propria dei tempi moderni.

3  Forza di coesione tra le molecole E’ responsabile della viscosità (la forza necessaria per separare le molecole e permettere il passaggio di un oggetto attraverso un liquido) (cresce con il decrescere della temperatura)E’ responsabile della viscosità (la forza necessaria per separare le molecole e permettere il passaggio di un oggetto attraverso un liquido) (cresce con il decrescere della temperatura) La natura polare dell’acqua la rende unica nelle proprietà chimico-fisiche Proprietà dell’ACQUA All’interfaccia aria-acqua si forma una pellicola abbastanza consistente da sostenere piccoli oggetti e organismi le forze attrattive tra le molecole causano contrazione della superficie (tensione superficiale)

4 Proprietà dell’acqua  Stato liquido in ampio intervallo di temperature Alto punto di ebollizione (100° C) Basso punto di congelamento (0° C)  Elevata capacità termica (alto calore specifico)  Allo stato liquido necessita di molto calore per evaporazione (alto calore di vaporizzazione - forze di attrazione tra le molecole)  Allo stato liquido può portare in soluzione molti composti  Si espande allo stato solido (densità del ghiaccio < densità dell’acqua) densità massima a 3,84 °C H2OH2O H2OH2O liquido dotato di grande capacità di sciogliere le sostanze inorganiche (solvente universale)

5 BILANCIO DELL’ACQUA NEL PIANETA Il 71% circa del pianeta è ricoperto dal mare Soltanto una minima parte dell’acqua del nostro pianeta è disponibile sotto forma di acqua dolce. L’oceano copre oltre l’80% dell’emisfero meridionale e il 61 % di quello settentrionale

6 Gran parte dell’energia solare apparentemente persa serve a tenere in piedi il ciclo dell’acqua La riserva d’acqua dolce viene continuamente riciclata e distribuita nel ciclo idrologico mosso dall’energia solare

7 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. Distribuzione dell’energia solare non uniforme 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. Attraverso il ciclo dell'acqua, l'idrosfera riesce a contenere una vasta riserva di calore. L'idrosfera assorbe, immagazzina e mette in circolazione il calore che si forma e si accumula per effetto dell'energia solare che arriva sulla Terra.

8 CELLULE DI CONVEZIONE CELLULE DI HADLEY Trasporto verticale e orizzontale Variazioni climatiche Formazione dei venti dominanti di superficie 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.

9 Convergenza Divergenza Modello di circolazione generale dell’atmosfera e biomi Ruolo fondamentale per la distribuzione delle fasce climatiche del pianeta.

10  Oceani , anni Distribuzione dell’acqua nell’idrosfera Quantità costante ma con variazioni di sede e stato Volume%Tempo di ricambio (10 3 km 3 )  Sottosuolo profondo , anni  Ghiaccio , anni  Laghi 2800,019-  Fiumi 1.20,0001-  Atmosfera 140,00111 giorni 98%

11 CICLO DELL’ACQUA chiuso su scala globale EVAPORAZIONE PRECIPITAZIONE RUSCELLAMENTO CONDENSAZIONE

12 FASE ATMOSFERICA FASE TERRESTRE

13 La quantità di vapor d’acqua dell’aria viene descritto per mezzo di:  Umidità assoluta quantità di vapor d’acqua presente in atmosfera (g/kg o g/m 3 )  Umidità relativa (UR) rapporto percentuale tra la quantità di vapor d’acqua (q) presente nell’aria e la quantità massima di vapor d’acqua (Q) che l’aria potrebbe contenere nelle stesse condizioni di temperatura e pressione UR = q/Q x 100  Deficit di saturazione differenza tra la pressione di vapor d’acqua a saturazione e la pressione di vapor d’acqua osservata alla stessa temperatura e pressione FASE ATMOSFERICA (non misura la quantità di vapore presente nell’aria ma la sua vicinanza alla saturazione)

14 T° C UR 30°C16%45%100% 16°C36%100% 0°C100% g di vapore4,8513,6530,4 La capacità dell’aria di trattenere il vapor d’acqua varia in dipendenza della temperatura

15 Strumenti di misura: IGROMETRI o PSICROMETRI. Climogrammi: in ordinata i valori medi mensili di umidità relativa e in ascisse le temperature medie mensili. Climogramma umidità-temperatura.

16 PIOVOSITÀ Si misura in mm di altezza che raggiungerebbe la pioggia in un suolo pianeggiante se l’acqua non si disperdesse per evaporazione e per scorrimento superficiale e infine se tutte le precipitazioni solide (neve + grandine) fondessero. Importanza della qualità e della frequenza delle piogge Si misura mediantepluviometri. (imbuto con raggio di 36 cm = superficie di 0,1 m 2 ). Misurano l’altezza della precipitazione piovosa (mm di pioggia/m 2 ), determinata dal quoziente del volume di acqua raccolta dal pluviometro per la superficie orizzontale nota dell’imbuto raccoglitore dello strumento, rapportata al metro quadro. Pluviografo registra la quantità di pioggia Carte della pioggia ISOIETE. linee ISOIETE.

17 FASE TERRESTRE Flusso in fase liquida

18 FASE TERRESTRE ciclo in fase solida Lungo periodo di blocco delle molecole  GRANDINE  GHIACCIO Nuclei di condensazione “a cipolla” Peso > g  PERMAFROST Acqua ghiacciata nel suolo


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