i Cicli dell'acqua a cura di Francesca ALVISI Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto di Scienze Marine f.alvisi@ismar.cnr.it Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - 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. Oceani = E > P Terra = P > E P - E = D sup + D sub (deflusso superficiale + sotterraneo) H2O atm = rinnovata circa 30 volte / anno Tmedio di residenza H20atm = 12 giorni. Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua Evaporazione E’ il trasferimento dell'acqua da corpi idrici superficiali nell'atmosfera. Questo trasferimento implica un passaggio di stato: 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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: 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 che 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua Infiltrazione e falde Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Ora parliamo di Clima..... o dobbiamo parlare di climi? Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Ma che ciclo dell'acqua c'è? Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Clima polare “basse temperature in assoluto durante tutto l' anno e precipitazioni scarse durante tutti i mesi” Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua Clima temperato “modesta escursione annua nelle medie mensili relative alle temperature, alle precipitazioni, o ad entrambe” Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua Clima arido “precipitazioni estremamente basse con temperature che oscillano da calde a molto calde” Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - 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 INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua Ciclo città Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua Ciclo campagna Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua Ciclo a scuola ???? Scopriamolo insieme! Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua i Numeri dell'Acqua Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Distribuzione dell’acqua sulla Terra Acqua superficiale Fiumi Acqua dolce Acqua sotterranea Stagni Acqua salata Acqua nelle riserve solide Laghi Acqua terrestre Acqua dolce Acqua superficiale Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Ricchi e poveri (% popolazione mondiale con diverse risorse idriche) insufficiente sufficienza relativa 16,7% relativamente 24,5% sufficiente stress idrico 16,3% abbondante 7,8% scarsità d'acqua 34,7% acqua insufficiente Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Utilizzo mondiale di acqua (dati 2000) industria agricoltura 21% 69% 92% nel 2005 10% uso domestico Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Principali Paesi Importatori d'acqua Milioni di abitanti 1° 2° 3° 4° 5° Brasile Messico Giappone Cina Italia Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Consumo Annuo pro-capite (m3) 1° posto 2° posto USA Italia, Spagna, Grecia media mondiale Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Prelievo Idrico Mondiale totale annuo (km3) previsione Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Consumo di Acqua Minerale medio pro-capite annuo (2002) Asia USA Est Europa West Europa Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Acqua prelevata dalle Falde Freatiche America Latina Asia + Pacifico USA Europa Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Qmin di H20 x 1 kg di prodotto 15,000 Litri d'acqua 3,500 1,650 1,900 900 1,100 500 patate grano sorgo soia riso pollame manzo Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua

Grazie a tutti per l’attenzione Francesca Alvisi Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto di Scienze Marine f.alvisi@ismar.cnr.it Progetto INFEA2012/13 - Cerchi nell’Acqua