El ciclo del agua, o el ciclo hidrológico, se refiere a la circulación continua de agua dentro de la hidrosfera de la Tierra. El agua se mueve hacia y desde los diversos embalses en, sobre y debajo de la superficie de la Tierra, y en el proceso se transforma en sus diversas fases de sólido (hielo), líquido (agua) y gas (vapor), con la masa total de agua permaneciendo bastante constante. Los procesos físicos de evaporación, condensación, sublimación, precipitación, transpiración y escorrentía son responsables de mantener el ciclo del agua. La energía térmica también se intercambia durante el ciclo, con esta acumulación y liberación de calor que afecta los climas en todo el mundo. El ciclo del agua es muy importante para mantener la vida en la Tierra, ya que repone los recursos de agua dulce del mundo y modera los extremos del clima.
Procesos físicos involucrados en el ciclo del agua
Diversos procesos físicos actúan en coordinación para mantener el ciclo del agua activo en todos los puntos del tiempo. La evaporación implica la vaporización del agua de la fase líquida, desencadenada por la fuente de energía térmica de la radiación solar. La evaporación también puede extenderse para incluir la transpiración, un proceso de pérdida de agua de las hojas de las plantas y la transpiración, que es la pérdida de agua similar de los animales en condiciones de estrés por calor. 90% de agua atmosférica se contribuye a la evaporación y 10% por transpiración de las plantas. La condensación y la advección se refieren a la transformación de los vapores de agua evaporados en gotas de agua líquida suspendidas en el aire como nubes o niebla, y los movimientos de dicha agua atmosférica condensada entre el océano y la tierra. El agua condensada alcanza la superficie terrestre y oceánica por el proceso de precipitación. Algunas precipitaciones están sujetas a la interceptación del dosel, donde la vegetación de la tierra absorbe el agua antes de que llegue a la tierra. El agua que llega a la tierra está expuesta a la escorrentía (o se derrite el agua en el caso de la nieve), y se mueve a través de la tierra hacia los océanos en forma de ríos que desembocan en los mares. En el proceso, el agua también se evapora, se filtra bajo tierra (en un proceso conocido como infiltración en la que el agua se acumula en el suelo o incluso más profundamente en acuíferos subterráneos) o es extraída por los sistemas de raíces de las plantas u otros medios. El flujo de agua subsuperficial ocurre debajo del suelo, e incluso esto puede terminar en los océanos o en la superficie de la tierra a través de manantiales. También se observa una pequeña cantidad de sublimación, que implica la conversión directa de hielo sólido en vapor de agua, que se produce en la naturaleza.
Reservorios de agua y tiempos de residencia
Los depósitos de agua representan una región donde parte del agua que participa en el ciclo del agua se almacena durante un cierto período de tiempo. Los océanos son los reservorios de agua más grandes del planeta, almacenan casi el 97% de las aguas de la hidrosfera, mientras que los casquetes polares y los glaciares almacenan otro 2%. Los depósitos de agua subterránea, ríos, lagos, estanques y arroyos almacenan pequeños porcentajes del agua total de la hidrosfera, mientras que el contenido de agua que se encuentra en los organismos vivos representa el más pequeño de todos los reservorios. Otro término importante asociado con el ciclo del agua es el "tiempo de residencia", que se representa mediante la siguiente fórmula matemática:
Tiempo de residencia = Volumen de depósito / (La tasa de agua se agrega al depósito o sale del depósito)
El tiempo de residencia representa, por lo tanto, el tiempo promedio que una molécula de agua pasa en el yacimiento, y puede expresarse positiva o negativamente dependiendo de si el yacimiento está experimentando pérdidas netas o ganancias netas de agua. Por ejemplo, las aguas subterráneas pueden residir durante 10,000 años debajo de la superficie de la Tierra antes de abandonar el depósito subterráneo, mientras que el agua atmosférica existe durante un máximo de 10 días en la atmósfera antes de precipitar como lluvia o nieve.
Importancia del ciclo del agua y el impacto de las actividades humanas
Los climas globales se ven afectados y son extremadamente sensibles a los cambios en los patrones del ciclo del agua, ya que el ciclo permite el intercambio de calor y humedad entre las masas terrestres y las masas de agua. La evaporación del agua conduce al enfriamiento del ambiente, mientras que la condensación calienta el ambiente al liberar energía térmica. La geografía física de la Tierra también está muy influenciada por el ciclo del agua, ya que la fusión de los glaciares y la escorrentía de ríos crea valles, picos, cañones, lagos y otros accidentes geográficos que se ven en la Tierra. Recientemente, el ciclo del agua del planeta se ha intensificado y las tasas de evaporación y precipitación han aumentado considerablemente. Las actividades humanas, como el represamiento de ríos y arroyos, la extracción de aguas superficiales y subterráneas para riego y otros fines, y la deforestación extensa, han afectado negativamente el funcionamiento del ciclo hidrológico de la Tierra. El calentamiento global ha afectado aún más a la hidrosfera al provocar el derretimiento de los casquetes polares, que ahora están perdiendo más agua por evaporación, derretimiento de la nieve y escorrentías que por la precipitación. Esto amenaza con elevar los niveles de agua de los océanos e inundar las ciudades costeras de todo el mundo.
