I bilanci di massa ed energia nel ciclo idrologico

1. Massa ed Energia
Quantità di Moto ed Entropia
Riccardo Rigon
BrunoMunari-AraPacis

2. R. Rigon
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Discutere del Ciclo Idrologico
Da un punto di vista quantitativo significa fare dei bilanci di massa.

3. R. Rigon
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Il bilancio di massa
Innanzitutto si sceglie un
volume di controllo.
Il bilancio rappresenta
la variazione di una quantità
nel volume di controllo.
Tale variazione e’ uguale alla
somma algebrica di quanto
entra meno quanto esce.
Eventualmente si aggiungono/
tolgono le variazioni della
quantità dovute a
trasformazione chimiche, di
fase, o altre, a seconda del tipo
di bilancio.
Il bilancio di massa ed energia

4. R. Rigon
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Il bilancio di massa
superficie
zona insatura
zona satura
Il bilancio di massa ed energia

5. R. Rigon
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Nella slide precedente mancavano deflusso
superficiale, deflusso nei suoli e deflusso
sotterraneo.
Il bilancio di massa
Il bilancio di massa ed energia

6. R. Rigon
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Il bilancio di massa
Manca infine l’evapotraspirazione. Questa e
somma di evporazione dagli specchi d’acqua
superficiali, dal suolo e di traspirazione dalle
piante (erba ed alberi)
!
Il bilancio di massa ed energia

7. R. Rigon
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Il bilancio di massa per un volume di suolo
Variazione di volume
d’acqua nel volume di
suolo
Intensità di
precipitazione
Evapotraspirazione
Deflusso
superficiale
Deflusso
sotterraneo
Deflusso
nei suoli
Intervallo
temporale
Il bilancio di massa ed energia

8. R. Rigon
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Il bilancio di massa
Il volume di controllo non deve
necessariamente essere un forma
elementare: un bacino idrografico
rappresenta esso stesso un volume di
controllo.
Il bilancio di massa ed energia

9. R. Rigon
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Il bilancio di massa
Altri esempi
Volume di controllo
Il bilancio di massa ed energia

10. R. Rigon
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Il bilancio di massa
Altri esempi
Qg
Il bilancio di massa ed energia

11. R. Rigon
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Il bilancio di massa
Altri esempi
Il bilancio di massa ed energia

12. R. Rigon
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Il bilancio di massa
Altri esempi
Il bilancio di massa ed energia

13. R. Rigon
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Il bilancio di massa
Altri esempi
Il bilancio di massa ed energia

14. R. Rigon
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Il bilancio di massa per un volume di
atmosfera al di sopra del suolo
Variazione acqua e
vapore nello strato
d i a t m o s f e r a
considerato
Intensità di
evaporazione
netta
A v v e z i o n e
laterale
d i v a p o r e e
acqua
D e f l u s s i
superficiali
D e f l u s s i
sotterranei
Il bilancio di massa ed energia

15. R. Rigon
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Il bilancio di energia
Il gruppo di termini del bilancio
di energia è il bilancio di radiazione.
Ad onde corte dal sole (nel campo
del visibile); ad onde lunghe (nel
campo dell’infrarosso):
dall’atmosfera e dalle nuvole verso
il suolo e, ad onde lunghe dal suolo
verso l’atmosfera
Il bilancio di massa ed energia

16. R. Rigon
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Il bilancio di energia
Nel bilancio di energia, entra anche
la precipitazione che, per esempio,
può contribuire a sciogliere la neve.
Il flusso di calore da e verso il centro
della Terra dipende dai flussi
geotermici e può essere sia positivo
che negativo.
Il bilancio di massa ed energia

17. R. Rigon
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Il bilancio di energia
Infine entrano in gioco
anche
evapotraspirazione, nelle
sue componenti, e il
fusso di calore per
convezione dal
suolo verso
l’atmosfera.
Il bilancio di massa ed energia

18. R. Rigon
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Il bilancio di energia
E = (Rsw n Rlw n H e ET n G) t
Il bilancio di massa ed energia

19. R. Rigon
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Il bilancio di energia
E = (Rsw n Rlw n H e ET n G) t
V a r i a z i o n e d i
e n e r g i a
immagazzinata nel
suolo.
Radiazione netta
ad onde corte
Radiazione netta
ad onde lunghe
Rilascio di calore
per convezione/
c o n d u z i o n e
v e r s o
l’atmosfera
C o n t e n u t o
t e r m i c o
dell’evapotraspir
azione
Intervallo
temporale
Rilascio di calore
per convezione/
c o n d u z i o n e
verso il basso
Il bilancio di massa ed energia

20. R. Rigon
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Il bilancio di energia
E = (Rsw n Rlw n H e ET n G) t
E n t a l p i a d i
vaporizzazione (o
calore latente di
vaporizzazione)
Evapotraspirazione
Il bilancio di massa ed energia