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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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. 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. 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.

3 le forze attrattive tra le molecole causano contrazione della superficie (tensione superficiale)

4 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) Si espande allo stato solido (densità del ghiaccio < densità dell acqua) densità massima a 3,84 C H 2 O H 2 O Allo stato liquido può portare in soluzione molti composti

5 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

7 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. 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. 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.

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

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

10 Volume % Tempo di ricambio (10 3 km 3 ) Oceani , anni Sottosuolo profondo , anni Laghi 280 0,019 - Fiumi 1.2 0, Ghiaccio , anni Atmosfera 14 0, giorni

11 CONDENSAZIONE PRECIPITAZIONE RUSCELLAMENTO EVAPORAZIONE

12 FASE TERRESTRE

13 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

14 La capacità dell aria di trattenere il vapor d acqua varia in dipendenza della temperatura T C UR 30 C 16% 45% 100% 16 C 36% 100% 0 C 100% g di vapore 4,85 13,65 30,4

15 Climogramma umidità-temperatura.

16 Misurano l altezza della precipitazione piovosa (mm di pioggia/m2), determinata dal quoziente del volume di acqua raccolta dal pluviometro per la superficie orizzontale nota dell imbuto raccoglitore dello strumento, rapportata al metro quadro.

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18 GHIACCIO Lungo periodo di blocco delle molecole GRANDINE Nuclei di condensazione a cipolla Peso > g PERMAFROST Acqua ghiacciata nel suolo