Una introduzione all'idrologia - All'inizio era ... - Idrologia ed idrosfera - Il vecchio ciclo idrologico

1. Un Introduzione all’Idrologia
Riccardo Rigon
SusanDerges-WaterhydrologicalCycle

2. 2
S'incomincia con un temporale. ...
Erano rotolii, onde che finivano in uno sbuffo: rumori noti,
cose del paese. Tutto quello che abbiamo qui è movimentato,
vivido, forse perché le distanze sono piccole e fisse come in
un teatro. Gli scrosci erano sui cortili qua attorno, i tuoni
quassù sopra i tetti; riconoscevo a orecchio, un po' più in su,
la posizione del solito Dio che faceva i temporali quando noi
eravamo bambini, un personaggio del paese anche lui. Qui
tutto è come intensificato, questione di scala
probabilmente, di rapporti interni. La forma dei rumori e
di questi pensieri (ma erano poi la stessa cosa) mi è parsa per
un momento più vera del vero, però non si può più rifare con
le parole.
Luigi Meneghello - Incipit di “Libera Nos A Malo”
Introduzione
R. Rigon

3. 3
Obiettivi
•Si spiega che cos’è e di che cosa si occupa l’idrologia:
•Quali sono gli elementi del ciclo idrologico
•Le scale spaziali e temporali coinvolte
•Il bilancio di massa e di energia su scala globale
•La curva di Budyko
Introduzione
R. Rigon

4. 4
Il ciclo Idrologico
L’acqua sulla Terra fluisce dall’atmosfera al suolo, e quindi nei fiumi verso il
mare per poi ritornare verso l’atmosfera:
l’ idrologia e’ la scienza che studia questi flussi, il ciclo idrologico, e le riserve
d’acqua
R. Rigon
Introduzione

5. 5
Il ciclo Idrologico
I flussi dall’atmosfera alla superficie terrestre si chiamano precipitazioni.
L’acqua giunta al suolo si infiltra e defluisce all’interno del suolo (i deflussi
sono allora detti laterali ) oppure ruscella in superficie.
Contemporaneamente agisce l’evaporazione dai suoli, dalle superfici idriche
e la traspirazione dalle piante e dagli animali (in una parola:
l’evapotraspirazione). Infiltrazione ed evapotraspirazione costituiscono
i flussi verticali.
R. Rigon
Introduzione

6. 6
Da dove deriva l’acqua sulla Terra ?
Durante i primi secondi di formazione dell’universo sono stati creati
idrogeno ed elio. Secondo le attuali teorie cosmogenetiche, l’ossigeno si è
formato un pò più il là, ma costituisce il terzo elemento più abbondante
Ball,P.,1999
Introduzione
R. Rigon

7. 7
Da dove deriva l’acqua sulla Terra ?
Se si considera che l’elio è una sostanza inerte, non stupisce il fatto (in
realtà stupisce comunque), che l’acqua di cui abbiamo così bisogno, sia un
composto di idrogeno ed ossigeno. Con proprietà chimiche un pò strane,
indeed.
Ball,P.,1999
Introduzione
R. Rigon

8. 8
JackCook,WoodsHoleOceanographicInstitution
Ma quanta acqua c’è sulla Terra ?
Circa 1400 milioni di km3
Shiklomanov and Skolov (1983)
R. Rigon
Introduzione

9. 9
Oceani
Acque sotterranee saline
Acque dolci
Solo il 3% dell’acqua presente
sulla Terra è acqua dolce
R. Rigon
Quanta acqua ?

10. 10!10
Ghiaccio e Neve
Acque sotterranee
Acque dolci superficiali
Oceani
Acque sotterranee saline
Acque dolci
Le acque dolci
in superficie
sono solo lo
0.34% delle
acque totali
R. Rigon
Quanta acqua ?

11. 11
Ghiaccio e Neve
Acque sotterranee
Acque dolci superficiali
Oceani
Acque sotterranee saline
Acque dolci
Acqua nei fiumi e nei laghi
Acqua nei suoli
R. Rigon
Quanta acqua ?

12. 12
Collocazione Area coperta Volume % % delle acque
[106
km2
] [106
km3
] dolci
Oceani 361.300 1.338 96.5 -
Acque di falda 134.8 23.4 1.7 -
Acque di falda dolci 10.530 0.76 30.1
Umidit`a del suolo 82 0.0165 0.001 0.05
Ghiacci e neve perenni 16.2275 24.0641 1.74 68.7
Antartico 13.980 21.600 1.56 61.7
Groenlandia 1.8024 2.340 0.17 6.68
Isole artiche 0.2261 0.0835 0.006 0.24
Aree montane 0.224 0.0406 0.003 0.12
Permafrost 21 0.3 0.022 0.86
Acque nei laghi 2.0587 0.1764 0.013 -
Acque dolci nei laghi 1.2364 0.091 0.007 0.26
Acque salate nei laghi 0.8223 0.0854 0.006 -
Lagune e paludi 2.682.6 0.01147 0.0002 0.006
Acque nei fiumi 148.8 0.00212 0.0002 0.0006
Acqua negli esseri viventi 510 0.0012 0.0.0001 0.0003
Acqua nell’atmosfera 510 0.0129 0.001 0.04
Totale d’acqua 510 1385.98561 100 -
Totale d’acqua dolce 148.8 35.02921 2.53 100
In tabella con bibliografia
Dati tratti da: Distribuzione delle risorse idriche mondiali (Global Change in the
Geosphere-Biosphere, NRC, 1986, Shiklomanov and Skolov (1983).
Ma si vedano anche:
Oki et al., 2001; Shiklomanov, I. A., 2000; Vorosmarty et al., 2000; Hanasaki et al., 2006
Quanta acqua ?
R. Rigon

13. 13
sostiene la vita sulla Terra
plasma la superficie della Terra
regola il clima
Il motore dei cicli idrologici sono la radiazione solare che produce nell’atmosfera
e all’interno della suolo i gradienti di temperatura, pressione, densità e i
cambiamenti di fase dell’acqua; la forza di gravità; le tensioni supeficiali;
numerose forze di origine elettrochimica.
Il ciclo Idrologico
Introduzione
R. Rigon

14. 14
Ma ...
A. Kleidon
Osservando i nostri pianeti vicini
Venere Terra Marte
Su nessuno di loro c’è molto ossigeno ... e
nemmeno tanta acqua

15. 15
Ma ...
A. Kleidon
Osservando i nostri pianeti vicini
Venere Terra Marte
96.5% CO2
3.5% N2
93.5% CO2
2.7% N2
78 % N2
31% O2

16. 16
La vita presente sulla Terra influenza la composizione dell’atmosfera e dell’idrosfera
A. Kleidon
Lenton,T.,1998
La distribuzione dei
gas in atmosfera è forse
mantenuta tale dal fatto
che la Terra ospita specie
viventi ?
Figure 1 The effect of life on the Earth’s
atmosphere.
a, Atmospheric compositions of Earth, Mars
and Venus
(excluding water vapour and noble gases).
b, Estimated fluxes of gases at the Earth’s
surface in teramoles
(1012 moles) per year,
with (pre-industrial) life and without life.

17. 17
Holland,2006
Time before present (Gyears)
Concentrazione dell’ossigeno nell’atmosfera
A. Kleidon
La vita presente sulla Terra influenza la composizione dell’atmosfera e dell’idrosfera

18. 18
Concentrazione della CO2 nell’atmosfera
A. Kleidon
La vita presente sulla Terra influenza la composizione dell’atmosfera e dell’idrosfera

19. 19
Quindi
Si può forse congetturare che, viceversa, anche
•i cicli idrologici come li vediamo oggi sono il risultato della presenza della
vita sulla Terra
R. Rigon
La vita presente sulla Terra influenza la composizione dell’atmosfera e dell’idrosfera