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Ciclo del agua
El ciclo del agua, también conocido como ciclo hidrológico, es una fascinante serie de transformaciones que el agua realiza a medida que se mueve a través de la Tierra y la atmósfera. ¡Prepárate para un viaje asombroso a medida que seguimos el camino del agua a través de su ciclo!
Este ciclo se repite una y otra vez en un proceso constante de evaporación, condensación y precipitación. No solo es fascinante, sino que es esencial para la vida en la tierra, ya que el agua es un recurso vital para casi todas las formas de vida y también juega un papel crucial en la regulación del clima de la tierra. Por lo tanto, comprender el ciclo del agua es un paso importante para apreciar y proteger nuestros valiosos recursos hídricos.
Se han definido 15 componentes claves en el ciclo hidrológico: almacenamiento de agua en los océanos, proceso de evaporación, agua presente en la atmósfera, fenómeno de condensación, eventos de precipitación, acumulación de agua en hielo y nieve, derretimiento de nieve y hielo, drenaje superficial, flujo de agua en corrientes, almacenamiento de agua dulce, proceso de infiltración, emisión de agua subterránea, surgen hacia de manantiales, transpiración de las plantas, acumulación de agua subterránea, y distribución global de agua.
Da click en el componente que te interese conocer:
4. CONDENSACIÓN
5. PRECIPITACIÓN
6. ALMACENAMIENTO DE AGUA EN FORMA DE HIELO Y NIEVE
9. ALMACENAMIENTO DE AGUA DULCE / MANANTIALES
10. INFILTRACIÓN O PERCOLACIÓN / DESCARGA O EMISIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA
Los océanos albergan una cantidad inmensa de agua "guardada" durante periodos prolongados, superando con creces a la que actualmente se mueve a través del ciclo hídrico. Se calcula que, de los 1,380,000,000 kilómetros cúbicos de agua presentes en el planeta, cerca de un 96.5% se halla resguardado en los océanos. Asimismo, se considera que estos proveen aproximadamente un 90% del agua que se evapora y sube a la atmósfera.
En tiempos de climas más fríos, se generan extensos mantos de hielo y glaciares; cuanta más agua se congele, menos cantidad estará disponible en los demás segmentos del ciclo. El fenómeno inverso ocurre en tiempos de climas más cálidos. Durante las glaciaciones más recientes, los glaciares llegaron a cubrir casi un tercio de la superficie terrestre y los océanos se encontraban alrededor de 120 metros más bajos de lo que están en la actualidad. Hace aproximadamente 3 millones de años, cuando el clima de la Tierra era más cálido, los océanos podrían haber estado 50 metros por encima del nivel medio de hoy.
Existen flujos oceánicos que transportan volúmenes masivos de agua alrededor del globo. Estos desplazamientos juegan un papel crucial en el ciclo del agua y el clima. La Corriente del Golfo, un flujo cálido del Océano Atlántico, lleva agua desde el Golfo de México, a través del Atlántico, hasta Gran Bretaña. Con una velocidad de 97 kilómetros diarios, la Corriente del Golfo transporta 100 veces más agua que todos los ríos del planeta juntos. Originada en climas más cálidos, la Corriente del Golfo lleva agua caliente al Atlántico Norte, lo cual incide en el clima de algunas regiones, por ejemplo, el oeste de Inglaterra.
RESERVAS OCEANICAS
TRANSFORMACIÓN DEL AGUA POR EVAPORACIÓN
La evaporación es el proceso dominante por el cual el agua pasa del estado líquido al gaseoso. Es el mecanismo mediante el cual el agua líquida de los océanos entra a la atmósfera como vapor, retornando así al ciclo hídrico. Diversas investigaciones han evidenciado que los océanos, mares, lagos y ríos aportan cerca del 90% de humedad a la atmósfera mediante evaporación; el 10% restante proviene de la transpiración de las plantas.
Para que se dé la evaporación se requiere calor (energía). La energía descompone los enlaces que mantienen unidas a las moléculas de agua; por ello, el agua se evapora con más facilidad en el punto de ebullición (100º C, 212º F), pero se evapora más lentamente en el punto de congelamiento. Cuando la humedad relativa del aire es del 100%, que es el punto de saturación, la evaporación no puede continuar. El proceso de evaporación toma calor del ambiente, lo que explica por qué el agua que se evapora de la piel durante la transpiración nos enfría.
La evaporación desde los océanos es el principal mecanismo por el cual el agua entra a la atmósfera. La amplia superficie de los océanos (cerca del 70% de la superficie terrestre está cubierta por océanos) favorece la evaporación a gran escala.
A nivel mundial, la misma cantidad de agua que se evapora retorna a la Tierra como precipitación. Esto, sin embargo, varía geográficamente. Sobre los océanos, la evaporación es más común que la precipitación, mientras que sobre la tierra, la precipitación supera a la evaporación. La mayor parte del agua que se evapora de los océanos cae de vuelta sobre estos. Solo un 10% del agua evaporada desde los océanos es transportada hacia tierra firme y cae como precipitación. Una vez evaporada, una molécula de agua permanece alrededor de diez días en el aire.
Aunque la atmósfera no es el almacenador principal de agua, sí constituye un camino rápido para que el agua se desplace alrededor del mundo. Siempre hay agua en la atmósfera. Las nubes son la representación más visible del agua en la atmósfera, pero incluso el aire contiene partículas de agua demasiado pequeñas para ser visibles. El volumen de agua en la atmósfera en cualquier momento es alrededor de 12,900 kilómetros cúbicos.
Si toda el agua de la atmósfera cayera como lluvia simultáneamente, cubriría la superficie terrestre con una capa de agua de 2.5 cm de espesor.
AGUA EN LA ATMÓSFERA
La condensación es el proceso mediante el cual el vapor de agua presente en el aire se convierte en líquido. Este fenómeno es fundamental para el ciclo hídrico, dado que es responsable de la formación de las nubes. Estas nubes pueden generar precipitaciones, que constituyen la principal vía por la que el agua vuelve a la Tierra. La condensación es el proceso inverso a la evaporación.
La condensación también está detrás de la aparición de la niebla, del empañamiento de los lentes al pasar de un espacio frío a uno más cálido, de la humedad diaria, de las gotas que resbalan por el exterior de un vaso y de las gotas que se forman en el interior de las ventanas en días fríos.
Condensación en el aire:
Incluso en aquellos días de cielo azul sin nubes, el agua sigue existiendo en la atmósfera en forma de vapor y de gotas microscópicas. Las moléculas de agua se unen con minúsculas partículas de polvo, sales y humo para generar las gotas de nube. Estas gotas crecen y se agrupan, formando las nubes. Cuando las gotas de nube se unen entre sí y aumentan su tamaño, se forman las nubes, y es entonces cuando puede producirse la precipitación.
TRANSFORMACIÓN DEL VAPOR DE AGUA A LÍQUIDO: CONDENSACIÓN
¿Por qué la temperatura disminuye a medida que ascendemos en la atmósfera?
Las nubes se forman en la atmósfera debido a que el aire que contiene el vapor de agua asciende y se enfría. Este proceso se debe fundamentalmente a que el aire cercano a la superficie de la Tierra es calentado por la radiación solar. La razón de este enfriamiento del aire por encima de la superficie terrestre está relacionada con la presión del aire. El aire tiene peso; al nivel del mar, el peso de la columna de aire que está sobre nuestras cabezas es de alrededor de 32 kilogramos por pulgada cuadrada. Esta presión, conocida como presión barométrica, es el resultado de la densidad del aire que se encuentra por encima de nosotros. A mayor altitud, hay menos cantidad de aire y, por lo tanto, una menor presión ejercida por este. En las altitudes más altas, la presión barométrica es menor y el aire es menos denso. Esto provoca el enfriamiento del aire.
DESCARGA DE AGUA DESDE LAS NUBES: PRECIPITACIÓN
La precipitación es la forma en la que el agua se desprende de las nubes en forma de lluvia, llovizna, nieve o granizo. Constituye el mecanismo principal mediante el cual el agua retorna al planeta Tierra. La mayor parte de la precipitación se produce en forma de lluvia.
¿Cómo se generan las gotas de lluvia?
Las nubes albergan vapor de agua y pequeñas gotas de nube, que son demasiado minúsculas para caer como precipitación, pero lo suficientemente grandes para conformar nubes visibles. El agua en la atmósfera está en un constante ciclo de evaporación y condensación. Si miras atentamente una nube, notarás partes que se desvanecen (se evaporan) y otras que se expanden (se condensan). La mayor parte del agua condensada en la atmósfera no cae como precipitación debido a las corrientes de aire ascendentes que mantienen a las nubes a flote. Para que se produzca la precipitación, primero deben formarse diminutas gotas que, al chocar, generan gotas de mayor tamaño lo suficientemente pesadas como para caer de la nube en forma de precipitación. Se requieren muchas gotas de nube para generar una única gota de lluvia.
La frecuencia y cantidad de precipitación varían geográfica y temporalmente: La cantidad de precipitación cambia en distintas regiones del mundo, entre países e incluso dentro de una misma ciudad. Por ejemplo, en Atlanta, Georgia (Estados Unidos), las tormentas de verano pueden provocar una pulgada o más de lluvia en una calle, mientras que otras áreas cercanas pueden permanecer secas. No obstante, la cantidad de lluvia que cae en el estado de Georgia en un mes supera a la que cae en la ciudad de Las Vegas, Nevada, durante un año entero. El récord mundial promedio de lluvia anual pertenece a Mt. Waialeale, en Hawái, donde se registra un promedio de 1,140 cm de lluvia por año. De manera excepcional, en este lugar se registró una precipitación de 1,630 cm en un período de 12 meses, lo que equivale a casi 5 cm diarios. En contraposición a esta precipitación abundante, encontramos a Arica, en Chile, donde no ha llovido durante 14 años.
ALMACENAMIENTO DE AGUA EN FORMA DE HIELO Y NIEVE
Grandes extensiones de hielo a nivel global: El agua que se guarda durante largos plazos en hielo, nieve o glaciares, es un elemento crucial del ciclo hidrológico. La mayoría de la cubierta de hielo del planeta, aproximadamente el 90%, está en la Antártida, mientras que el 10% restante se halla en Groenlandia. La capa de hielo de Groenlandia es un componente intrigante del ciclo del agua. Este manto de hielo ha crecido hasta aproximadamente 2.5 millones de kilómetros cúbicos con el tiempo, dado que la nieve acumulada excede la cantidad que se funde. El espesor promedio de esta capa de hielo es de 1,500 metros, aunque puede llegar a tener hasta 4,300 metros de grosor. El peso del hielo es tal que la tierra que se encuentra debajo se ha hundido, adoptando una forma cóncava.
Cambio constante en los hielos y glaciares: El clima en nuestro planeta está en constante transformación, aunque generalmente estos cambios son tan lentos que no los percibimos. Ha habido épocas calurosas, como en la era de los dinosaurios, hace unos 100 millones de años. Asimismo, ha habido numerosos períodos fríos, como durante la última Edad de Hielo, hace alrededor de 20,000 años, cuando Canadá, gran parte del norte de Asia y Europa, y algunas áreas de los Estados Unidos estaban cubiertos por glaciares.
Algunos datos sobre los glaciares y las capas de hielo: Los glaciares abarcan entre el 10% y el 11% de la superficie terrestre total. Si todos los glaciares se fundieran hoy en día, el nivel del mar aumentaría cerca de 70 metros. (Fuente: Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo) Durante la última Edad de Hielo, el nivel del mar estaba aproximadamente 122 metros más bajo que ahora, y los glaciares cubrían casi un tercio de la superficie terrestre. Durante el último período cálido, hace unos 125,000 años, los mares estaban alrededor de 5.5 metros por encima del nivel actual. Hace casi tres millones de años, los mares podrían haber estado unos 50.3 metros más altos.
El agua del deshielo se dirige a las vías fluviales: A nivel global, la escorrentía generada por el derretimiento de la nieve es una parte esencial de la dinámica del agua en la Tierra. En climas fríos, la mayor parte del caudal de los ríos en primavera proviene del deshielo de la nieve y el hielo. Además de inundaciones, el deshielo rápido de la nieve puede provocar deslizamientos de tierra y el movimiento de materiales sólidos.
DESLIZAMIENTO DE AGUA EN LA SUPERFICIE: ESCORRENTIA SUPERFICIAL
La precipitación es la forma en la que el agua se desprende de las nubes en forma de lluvia, llovizna, nieve o granizo. Constituye el mecanismo principal mediante el cual el agua retorna al planeta Tierra. La mayor parte de la precipitación se produce en forma de lluvia.
¿Cómo se generan las gotas de lluvia?
Las nubes albergan vapor de agua y pequeñas gotas de nube, que son demasiado minúsculas para caer como precipitación, pero lo suficientemente grandes para conformar nubes visibles. El agua en la atmósfera está en un constante ciclo de evaporación y condensación. Si miras atentamente una nube, notarás partes que se desvanecen (se evaporan) y otras que se expanden (se condensan). La mayor parte del agua condensada en la atmósfera no cae como precipitación debido a las corrientes de aire ascendentes que mantienen a las nubes a flote. Para que se produzca la precipitación, primero deben formarse diminutas gotas que, al chocar, generan gotas de mayor tamaño lo suficientemente pesadas como para caer de la nube en forma de precipitación. Se requieren muchas gotas de nube para generar una única gota de lluvia.
FLUJO O CORRIENTE DE AGUA
El flujo de agua se refiere al desplazamiento de agua a través de su conducto natural, como un río. La entidad U.S. Geological Survey aplica este término para describir la cantidad de agua que circula en un río, arroyo o quebrada.
Relevancia de los ríos
Los ríos son esenciales para proporcionar agua potable y de irrigación, para la generación de energía eléctrica, para la eliminación de desechos (idealmente, desechos tratados), para el transporte de mercancías y para la obtención de alimentos. Los ríos son el principal hábitat para el crecimiento de plantas y animales. Los ríos contribuyen a mantener llenos los acuíferos al transferir agua a ellos a través de sus lechos. Además, mantienen los océanos llenos de agua ya que constantemente descargan agua en ellos a través de la escorrentía.
Las cuencas y los ríos
Cuando se reflexiona sobre un río, es crucial considerar su cuenca. ¿Qué es una cuenca? Si estás en tierra firme en este momento, mira hacia abajo. Tú y todas las demás personas están situadas sobre una cuenca. La cuenca es el área dentro de la cual toda el agua que cae se dirige hacia un mismo lugar. Las cuencas pueden ser tan pequeñas como la huella de un paso en el lodo o tan extensas como para abarcar toda la sección de tierra que drena hacia el río Mississippi en el punto donde desemboca en el Golfo de México. Las cuencas más pequeñas se ubican dentro de cuencas más grandes. Las cuencas son sumamente importantes; los cuerpos de agua son afectados por lo que ocurre en sus cuencas, ya sea por causas naturales o por intervención humana.
El flujo de los canales de agua está en constante cambio El flujo está siempre en fluctuación, cada día, incluso de un minuto a otro. La escorrentía en la cuenca producida por la lluvia es el principal factor que incide en el flujo. La lluvia propicia la expansión de los ríos. Un río puede crecer aunque la lluvia haya caído en un punto mucho más elevado de la cuenca, ya que toda el agua que cae en una cuenca eventualmente drena hacia un mismo lugar.
El tamaño de un río se determina por el tamaño de su cuenca. Los ríos grandes tienen cuencas grandes y los ríos pequeños, cuencas pequeñas. De igual manera, los ríos de diferentes tamaños reaccionan de forma distinta frente a las tormentas y las precipitaciones. El nivel de los ríos grandes aumenta y disminuye de una forma más pausada que el de los ríos más pequeños. En una cuenca pequeña, el aumento y la vuelta al nivel normal del agua puede ocurrir en cuestión de horas o minutos. A los ríos grandes les lleva muchas horas este proceso, por lo que las inundaciones pueden prolongarse por varios días.
ALMACENAMIENTO O CONSERVACIÓN DE AGUA DULCE
El agua superficial engloba los riachuelos, estanques, lagos, embalses (lagos formados por el hombre) y humedales de agua dulce.
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El volumen de agua en ríos y lagos está en constante cambio debido al ingreso y egreso del agua en el sistema. El agua que fluye hacia adentro proviene de las lluvias, de la escorrentía superficial, del agua subterránea que aflora a la superficie y de los ríos tributarios. La pérdida de agua de los lagos y ríos se debe a la evaporación y al drenaje hacia las aguas subterráneas. Los seres humanos también aprovechan el agua superficial para cubrir sus necesidades. La cantidad y ubicación del agua superficial varía en el tiempo y el espacio, ya sea por causas naturales o debido a la intervención humana.
El agua superficial sostiene la vida
La vida puede surgir en el desierto siempre que exista disponibilidad de agua superficial o subterránea. El agua superficial es verdaderamente el sustento de la vida. Además, el agua subterránea existe gracias a la infiltración del agua superficial hacia los acuíferos. El agua dulce es relativamente escasa en la superficie de la Tierra: únicamente un 3% del agua en la Tierra es dulce y los lagos y estanques de agua dulce constituyen un 0.29% del agua dulce de la Tierra. El 20% de todo el agua dulce se encuentra en un solo lago: el Lago Baikal en Asia, y otro 20% está almacenado en los Grandes Lagos (Hurón, Michigan y Superior). Los ríos contienen únicamente un 0.006% de todas las reservas de agua dulce. La vida en la Tierra se mantiene con el equivalente a una gota en la cubeta del total de agua en el planeta.
INFILTRACIÓN O PERCOLACIÓN
El origen del agua subterránea es la precipitación
La percolación es el proceso de movimiento descendente del agua desde la superficie terrestre hacia las capas inferiores del suelo o rocas permeables. En cualquier lugar del planeta, una fracción del agua que llega en forma de precipitación o nieve se filtra hacia el subsuelo y las rocas. La cantidad de agua que percola depende de una gran variedad de factores. La percolación de la precipitación que cae sobre el glaciar en Groenlandia puede ser mínima mientras que, como se ilustra en esta imagen del riachuelo desapareciendo dentro de una cueva en Georgia, un riachuelo puede convertirse directamente en agua subterránea.
Parte del agua que percola queda en las capas más superiores del suelo y puede retornar a un cauce fluvial ya que se filtra hacia el mismo. Otra parte del agua puede percolar a mayor profundidad, recargando así los acuíferos subterráneos. Si los acuíferos son lo suficientemente permeables y están a una profundidad adecuada para permitir que el agua fluya libremente a través de ellos, pueden realizarse pozos en el suelo y utilizar el agua para abastecer las necesidades humanas. El agua puede recorrer largas distancias o permanecer durante extensos períodos como agua subterránea antes de regresar a la superficie o filtrarse hacia otros cuerpos de agua, como océanos o arroyos.
Agua en el subsuelo
El agua, al infiltrarse en el subsuelo, generalmente forma una zona no saturada y otra saturada. En la zona de no saturación hay cierta cantidad de agua presente en los intersticios del material subsuperficial, pero el suelo no está completamente saturado. La parte superior de la zona no saturada es la zona de suelo. La zona del suelo contiene espacios creados por las raíces de las plantas que facilitan que la precipitación se filtre hacia el interior del suelo. Debajo de la zona no saturada se encuentra una zona saturada, donde el agua llena completamente los espacios existentes entre las partículas del suelo y las rocas. Las personas pueden perforar pozos para extraer el agua que se encuentra en esta zona.
DESCARGA O EMISIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA
En numerosas situaciones, el agua subterránea es el principal aporte a los flujos de agua. Los seres humanos han recurrido al agua subterránea durante siglos y continúan haciéndolo hoy en día, principalmente para consumo humano y riego. La supervivencia en la Tierra se basa en el agua subterránea tanto como en el agua superficial.
El agua subterránea se mueve debajo de la superficie:
Una fracción de la precipitación que se produce en la tierra se filtra en el suelo, convirtiéndose en agua subterránea. Una vez en el subsuelo, parte de esta agua se desplaza cerca de la superficie terrestre y surge rápidamente, descargándose en las camas de los flujos de agua. Sin embargo, debido a la gravedad, gran parte de esta agua sigue desplazándose hacia regiones más profundas. La dirección y velocidad del movimiento del agua subterránea son dictadas por varias características del acuífero y de las capas de suelo confinantes (donde el agua tiene dificultades para penetrar).
El desplazamiento del agua bajo la superficie se basa en la permeabilidad (la facilidad o dificultad con la que el agua se desplaza) y la porosidad (la cantidad de espacio libre en el material) de la roca subsuperficial. Si la roca permite que el agua se desplace de manera relativamente libre dentro de ella, el agua puede recorrer distancias considerables en un corto espacio de tiempo. Sin embargo, el agua también puede desplazarse hacia acuíferos más profundos, desde donde tardará años en volver a incorporarse al ambiente.
FUENTES NATURALES - MANANTIALES
Un manantial surge cuando un acuífero se llena hasta el punto de que el agua se derrama en la superficie terrestre.
Los manantiales varían en tamaño, desde pequeños brotes que solo fluyen después de intensas precipitaciones hasta vastas cuencas donde millones de litros de agua emergen a diario.
Pueden formarse en cualquier tipo de roca, aunque son más comunes en las calizas y dolomitas. Este tipo de roca se disuelve fácilmente con la lluvia y tiende a fracturarse. El agua resultante es ácida. A medida que la roca se disuelve y se fractura, se crean espacios que permiten que el agua fluya. Si el flujo es horizontal, puede llegar a la superficie terrestre y dar lugar a un manantial.
El agua de un manantial no siempre es cristalina
Aunque generalmente el agua de un manantial es cristalina, en algunos casos puede presentar una tonalidad marrón debido a su contacto con minerales. En Florida (Estados Unidos), muchas aguas superficiales contienen taninos ácidos naturales que se originan de la materia orgánica de las rocas subterráneas, lo que tiñe el agua cuando entra en contacto con estas rocas. La emanación de agua de un manantial con una coloración intensa puede indicar que el agua está fluyendo rápidamente por grandes conductos dentro del acuífero sin ser filtrada a través de la roca caliza.
Manantiales termales
Los manantiales termales son fuentes naturales en las que el agua está templada o incluso caliente, como en los lodos efervescentes del Parque Nacional de Yellowstone en Wyoming, Estados Unidos. Muchos manantiales termales se ubican en regiones con reciente actividad volcánica y su agua está caliente debido a que ha estado en contacto con rocas que se encuentran a altas temperaturas en las profundidades. Las rocas se vuelven más calientes con el aumento de la profundidad y, si el agua subterránea profunda alcanza una gran fisura que proporciona un camino hacia la superficie, puede resultar en una fuente termal. Las famosas Fuentes Templadas de Georgia y las Fuentes Calientes de Arkansas son ejemplos de este tipo. Las fuentes termales están presentes en todo el mundo, incluso pueden coexistir con los glaciares, como en Groenlandia.
PROCESO DE TRANSPIRACIÓN Y SU RELACIÓN CON LAS HOJAS VEGETALES
La transpiración es el procedimiento mediante el cual el agua es transportada desde las raíces hasta los pequeños orificios situados en la parte inferior de las hojas, donde se convierte en vapor de agua y se expulsa a la atmósfera. La transpiración es, en esencia, la evaporación del agua desde las hojas de las plantas. Se calcula que aproximadamente el 10% de la humedad atmosférica es fruto de la transpiración vegetal.
Durante la temporada de crecimiento, una hoja puede liberar una cantidad de agua que supera ampliamente su propio peso. Un acre de maíz puede liberar entre 11,400 y 15,100 litros de agua al día, y un roble grande puede transpirar aproximadamente 151,000 litros al año.
Factores atmosféricos que inciden en la transpiración
La cantidad de agua que las plantas liberan por transpiración puede variar en función de la región geográfica y del momento. Existen diversos factores que determinan las tasas de transpiración:
Temperatura. A medida que la temperatura aumenta, la tasa de transpiración también lo hace, especialmente durante la temporada de crecimiento, cuando el aire es más cálido.
Humedad relativa. Cuando la humedad del aire que rodea la planta incrementa, la tasa de transpiración disminuye. Es más sencillo para el agua evaporarse hacia el aire seco que hacia el aire saturado.
Viento y movimiento del aire. Un incremento en el movimiento del aire alrededor de la planta generará una mayor transpiración.
Tipos de plantas. Diferentes plantas tienen diferentes tasas de transpiración. Algunas plantas que crecen en zonas áridas, como los cactus, retienen el valioso agua transpirando menos.
RESERVA DE AGUA BAJO TIERRA
El agua que se halla en el subsuelo forma parte integral del ciclo hidrológico, y ha residido en esta ubicación durante millones de años.
El terreno es un reservorio sustancial de agua. Este líquido sigue circulando, aunque a un ritmo muy gradual, y continúa siendo un elemento esencial del ciclo hidrológico. La mayoría del agua en el terreno procede de las precipitaciones que se infiltran a través de la superficie del suelo. El estrato superior del terreno es la zona no saturada, donde las cantidades de agua fluctúan con el tiempo, pero no llegan a saturar el terreno. Debajo de este estrato, se encuentra la zona de saturación, donde todas las fisuras, huecos y espacios entre las partículas de roca están repletos de agua. El término agua subterránea se usa para describir esta zona. Otra palabra para el agua subterránea es "acuífero". Los acuíferos son los grandes depósitos de agua en la Tierra: numerosas personas en todo el mundo dependen del agua subterránea para sus necesidades cotidianas.
FORMACIÓN DE NUBES
Las nubes se generan debido al enfriamiento del aire, lo que causa que el vapor de agua (inapreciable a la vista) se transforme en partículas de agua o hielo (visibles).
El ciclo hidrológico comienza con la evaporación, que ocurre principalmente sobre la superficie marina, especialmente en áreas cálidas. Este agua, en estado de vapor, se desplaza a la atmósfera y contribuye a la generación de nubes, que facilitarán la precipitación. Las nubes son la manifestación condensada de la humedad atmosférica, compuesta por minúsculas gotas de agua o cristales de hielo minúsculos. Son el fenómeno atmosférico visible más destacado y representan una etapa transitoria, pero crucial, en el ciclo del agua. Este ciclo incluye la evaporación de la humedad desde la superficie terrestre, su desplazamiento a altitudes más altas de la atmósfera, la condensación del vapor de agua en masas nubosas y el regreso final del agua a la tierra en forma de precipitaciones de lluvia y nieve. La generación de nubes ocurre debido al enfriamiento del aire que desencadena la condensación del vapor de agua en partículas de agua o hielo.
Las partículas que componen las nubes tienen un tamaño que fluctúa entre 5 y 75 micras (0.0005 cm y 0.008 cm). Son tan pequeñas que incluso las corrientes verticales más suaves las mantienen en el aire. Las diferencias entre las formaciones nubosas se originan, en parte, de las diferentes temperaturas de condensación. Cuando la condensación ocurre a temperaturas por debajo del punto de congelación, las nubes suelen constar de cristales de hielo. Las nubes que se forman en aire más cálido suelen estar compuestas de gotitas de agua. Sin embargo, a veces, las nubes "superenfriadas" contienen gotitas de agua a temperaturas por debajo del punto de congelación.
El movimiento del aire asociado al desarrollo de las nubes también influye en su formación. Las nubes que se generan en aire tranquilo tienden a aparecer en capas o estratos, mientras que las que se forman en vientos o aire con fuertes corrientes verticales presentan un gran desarrollo vertical.
Las nubes juegan un papel fundamental: modifican la distribución del calor solar sobre la superficie terrestre y en la atmósfera. En general, como la reflexión de la parte superior de las nubes es mayor que la de la superficie terrestre, la cantidad de energía solar reflejada al espacio es mayor en días nublados. Aunque las capas superiores de las nubes reflejan la mayor parte de la radiación solar, una porción de ella penetra hasta la superficie terrestre, que la absorbe y la reemite. La parte inferior de las nubes es opaca para esta radiación terrestre de onda larga, por lo que la refleja de vuelta a la Tierra. El resultado es que la atmósfera inferior absorbe, en general, más energía calorífica en días nublados debido a la presencia de esta radiación atrapada. En contraposición, en un día despejado, la superficie de la Tierra absorbe inicialmente más radiación solar pero esta energía se disipa muy rápido por la ausencia de nubes. Sin tener en cuenta otros efectos meteorológicos relacionados, la atmósfera absorbe menos radiación en días claros que en días nublados.
La nubosidad tiene un impacto significativo en las actividades humanas. Por ejemplo, en los primeros días de la aviación, las nubes afectaban la visibilidad. Con el desarrollo del vuelo con instrumentos, que permite al piloto navegar dentro de una nube grande, este obstáculo ha sido mitigado.
El primer estudio científico de las nubes se llevó a cabo en 1803, cuando el meteorólogo británico Luke Howard diseñó un método para clasificarlas. A continuación, se publicó un sistema de clasificación en 1887, que más tarde sirvió como base para el Atlas Internacional de las Nubes de 1896. Este atlas se revisa y modifica regularmente, y se utiliza en todo el mundo. Las nubes suelen dividirse en cuatro principales familias según su altura: nubes altas, nubes medias, nubes bajas y nubes de desarrollo vertical (estas últimas pueden abarcar todas las altitudes). Estas cuatro divisiones pueden subdividirse en género, especie y variedad, describiendo en detalle la apariencia y el modo de formación de las nubes.
Se reconocen más de cien tipos diferentes de nubes. A continuación, se describen solo las familias principales y los géneros más relevantes.
NUBES DE GRAN ALTURA
Formadas por cristales de hielo, estas nubes se encuentran aproximadamente a una altura media de 8 kilómetros sobre la superficie terrestre. Dentro de esta familia se pueden identificar tres tipos principales:
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Los cirros son nubes aisladas que presentan una apariencia plumosa y filiforme, comúnmente con formas de ganchos o plumones, y suelen estar dispuestas en líneas.
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Los cirroestratos se manifiestan como un velo delgado y blanquecino; a veces presentan una estructura fibrosa y pueden generar halos cuando se interponen entre el observador y la Luna.
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Los cirrocúmulos se caracterizan por su forma de pequeñas bolas y hebras blancas que recuerdan al algodón; suelen disponerse en agrupaciones o hileras.
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NUBES MEDIAS
Formadas por pequeñas gotas de agua, estas nubes se encuentran en una altitud que oscila entre los 3 y los 6 kilómetros sobre la superficie terrestre. Se pueden clasificar en dos géneros principales:
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Los altoestratos se presentan como mantos gruesos de color grisáceo o azulado. A través de ellos, tanto el Sol como la Luna aparecen como si estuvieran detrás de un cristal opaco.
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Los altocúmulos se caracterizan por su aspecto de bolas densas y esponjosas, más grandes que los cirrocúmulos. La luz del Sol o la Luna que brilla a través de estas nubes puede crear una corona, un anillo de colores de diámetro mucho más pequeño que un halo.
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NUBES DE ALTITUD BAJA
Las nubes de desarrollo vertical alcanzan altitudes que varían desde menos de 1.6 a 13 kilómetros sobre la tierra. En este grupo se incluyen dos tipos principales:
1. Los cúmulos tienen forma de cúpula o de madejas de lana. Suelen verse durante el medio y el final del día, cuando el calor solar produce las corrientes verticales de aire necesarias para su formación. La parte inferior es en general plana y la superior redondeada, parecida a una coliflor.
2. Los cumulonimbos son oscuros y de aspecto pesado. Se alzan a gran altura como montañas y muestran a veces un velo de nubes de hielo, falsos cirros, con forma de yunque en su cumbre. Estas nubes tormentosas suelen producir aguaceros violentos e intermitentes.
El grupo de nubes anómalas incluye las nubes nacaradas, o de madreperla, con altitudes entre 19 y 29 kilómetros, y las nubes noctilucentes, con altitudes entre 51 y 56 kilómetros. Estas nubes, muy delgadas, pueden verse sólo entre el ocaso y el amanecer, en altas latitudes. El desarrollo de la aviación a gran altura ha introducido un nuevo grupo de nubes artificiales llamadas estelas de condensación, que están formadas por el vapor de agua condensado que es expulsado junto con otros gases por los motores de los aviones.
Del mismo modo que ocurre con la energía, la cantidad de agua que existe en la naturaleza es constante, lo que cambia es su forma.
NUBES DE CRECIMIENTO VERTICAL
Las nubes de crecimiento vertical se extienden a altitudes que oscilan desde menos de 1.6 hasta 13 kilómetros sobre el suelo terrestre. Dentro de este grupo, se contemplan dos categorías principales:
1. Los cúmulos se caracterizan por su forma de cúpula o de madejas de lana. Suelen aparecer a mitad o final del día, cuando la radiación solar genera las corrientes de aire verticales necesarias para su creación. La parte inferior suele ser plana, mientras que la superior muestra un aspecto redondeado, similar al de una coliflor.
2. Los cumulonimbos presentan un aspecto oscuro y pesado. Se elevan a grandes alturas como si fueran montañas y, a veces, muestran una cobertura de nubes de hielo, que parecen cirros falsos, con una forma de yunque en su cima. Estas nubes de tormenta a menudo desencadenan chubascos violentos e intermitentes.
El conjunto de nubes atípicas incluye las nubes nacaradas o de madreperla, que se encuentran a altitudes entre 19 y 29 kilómetros, y las nubes noctilucentes, que se sitúan a altitudes entre 51 y 56 kilómetros. Estas nubes, extraordinariamente finas, sólo pueden ser observadas entre el anochecer y el amanecer, en latitudes altas. El auge de la aviación a gran altura ha introducido un nuevo tipo de nubes artificiales conocidas como estelas de condensación, que se forman a partir del vapor de agua condensado expulsado junto con otros gases por los motores de los aviones.
Al igual que sucede con la energía, la cantidad de agua presente en la naturaleza es constante, lo que varía es su estado.