EL AGUA EN LA NATURALEZA

El ciclo del agua es una fase esencial de la vida en la Tierra y consta de dos fases principales, la terrestre que está relacionada con el transporte y el almacenamiento de las aguas en la Tierra y en el mar, principalmente en forma líquida y sólida, y la fase atmosférica que está relacionada con el transporte del agua en la atmósfera, principalmente en forma de vapor. Durante el ciclo del agua se presentan diferentes fenómenos como: la precipitación, evaporación, condensación, solidificación, fusión, transpiración, destilación, solubilidad de materia inorgánica y orgánica.
En la Tierra, el agua se presenta en tres fases, líquida, sólida y vapor, y está distribuida en cinco reservas interconectadas cuyo conjunto constituye la hidrosfera. El mar es la más importante de las reservas, seguida de los depósitos de hielo o de nieve, las aguas terrestres, la atmósfera y por último la biosfera. El tiempo de permanencia del agua en cada tipo de reserva se puede calcular a partir de la cantidad de agua presente en dicha reserva y de su velocidad de acumulación o de gasto.
  El mar contiene 1 350 x 10¹⁵ m³ y representa el 97 % del total de agua de la hidrosfera; los hielos árticos y antárticos 33.6 x 10¹⁵ m³ ; la atmósfera 0.013 x 10¹⁵ m³. En los continentes el agua se distribuye en distintas reservas, en los glaciares 25 x 10¹⁵ m³, que representa el 1.8 % del total de la hidrosfera; en aguas superficiales 8.4 x 10¹⁵ m³ ; en los lagos y ríos 0.2 x 10¹⁵ m³ y en la materia viva de la biosfera 0.066 x 10¹⁵ m³ . El resto está distribuida casi uniformemente en depósitos de profundidad cercana a los 800m.
  En el ciclo del agua todo viene del mar y todo vuelve al mar de un modo u otro. El motor que permite mantener las masas de agua en movimiento entre la tierra, el mar y la atmósfera es la energía solar. El clima es el resultado de un equilibrio constantemente reajustado entre el agua, la atmósfera y la energía del Sol. La abundancia de las precipitaciones, así como, su influencia sobre el clima y los recursos hidrológicos, no parece guardar proporción con la cantidad mínima de agua presente en la atmósfera en un momento determinado.
   ¿Cómo se realiza el ciclo del agua?. La energía solar calienta la superficie del mar y de los continentes provocando el proceso de evaporación del agua que se acumula en la atmósfera y por condensación forma vapor, líquido o cristales de hielo. Luego por la acción de la gravedad, el agua vuelve al mar o a los continentes en forma de lluvia, nieve, granizo u otra forma cualquiera de precipitación.
    Parte del agua precipitada vuelve a ser evaporada o expulsada por los organismos vivos. Otra parte corre por la superficie o se infiltra en el suelo para formar los cuerpos de agua. Éstos vuelven el agua al mar, punto de partida de nuevo del ciclo por la acción de la energía solar.
    El ciclo hidrológico es un sistema complejo de circulación ininterrumpida de materia y energía, en continuo y a gran escala, que transporta el agua en todas sus formas y que ilustra la ley de conservación de la materia. Aunque no toda el agua del sistema climático participa constantemente en el ciclo del agua, ya que determinadas cantidades de agua se acumulan durante períodos en la atmósfera, la biosfera, la criosfera (en forma de capas de hielo), el mar, los ríos, los embalses y lagos, y en la litosfera en forma de agua química o físicamente ligada a los suelos o las rocas.
   El agua es uno de los agentes primordiales de enlace entre los diversos constituyentes del sistema climático.
   Un aspecto importante del ciclo del agua es el energético. El agua se presenta en tres fases, sólida, líquida y vapor y las transiciones entre ellas requieren de grandes cantidades de energía, los llamados calores latentes en cada cambio de fase.
   La instalación de una red de estaciones aerológicas ha permitido hacer el estudio cuantitativo del vapor de la hidrosfera y de los movimientos aéreos del vapor de agua. Sin embargo, ha sido difícil obtener datos confiables sobre la evaporación, la cantidad de agua almacenada y las precipitaciones.
   Hasta ahora, la evaluación de la cantidad de agua evaporada es incierta porque se obtienen cantidades diferentes por la teoría de la difusión y por la teoría del balance energético. Las medidas de las precipitaciones marinas son todavía escasas y su interpretación es difícil.
   Tomando en cuenta todos los procesos de aporte y eliminación de agua en una región dada, es posible establecer un balance de la distribución espacial y temporal de las aguas. Se considera que a largo plazo y para regiones extensas el contenido de las reservas superficiales y subterráneas es constante. La cantidad de total de agua que permanece en una determinada región terrestre varía muy poco. Esto significa que la eliminación del agua de una región por evaporación y por corrientes de agua es compensada prácticamente por las precipitaciones.
 

EL AGUA EN LA HIDRÓSFERA. TIEMPO PROMEDIO DE RENOVACIÓN VOLUMEN (Km3) % TIEMPO PROMEDIO DE RENOVACIÓN MARES Y OCÉANOS 1 457 000 000 96.811 3 100 años ATMÓSFERA 15 000 0.001 16 000 años CASQUETES POLARES 33 380 000 2.218 9 a 12 días GLACIARES 230 000 0.015 16 000 años LAGOS SALADOS 100 000 0.007 10 a 100 años LAGOS DE AGUA DULCE 135 000 0.009 10 a 100 años RÍOS 1 500 0.0001 12 a 20 días HUMEDADA DE SUELO 38 500 0.002 280 días AGUA SUBTERRÁNEA (hasta 1000 m de profundidad 4 550 000 0.302 300 años AGUA SUBTERRÁNEA (1000 a 2000 m de profundidad) 9 550 000 0.635 4 600 años

   El grado de humedad y la velocidad de los vientos a distintas altitudes son medidos sistemáticamente por la Organización Meteorológica Mundial, mediante una red de sondas atmosféricas distribuidas uniformemente alrededor de la Tierra. El mapa de distribución del contenido en agua en la atmósfera indica, con algunas excepciones, una disminución continua de la cantidad de agua precipitable en función de la altitud, del ecuador a los polos. El vapor de agua no está distribuido uniformemente en la atmósfera, en las regiones ecuatoriales la cantidad de agua precipitable llega a ser de 50 kg/m² y en las zonas subpolares y polares apenas rebasa los 5 kg/m². Las diferencias respecto a la simetría zonal resulta de la influencia de la fisiografía del globo terráqueo. Es en el hemisferio sur donde son menores estas diferencias, está ocupado en mayor proporción por los océanos. La cantidad de agua precipitable es mayor sobre el mar. Por encima de los continentes, además, la cantidad de agua precipitable depende de la potografía.
   El contenido de agua en la atmósfera varía en función de la latitud, de la longitud y de la altitud. El decremento del grado de humedad en función de la altitud sigue una ley exponencial. Más del 50 % del vapor de agua atmosférico está confinado dentro de una latitud de 1 500 m (a una presión de 850 milibar) y más del 90 % del agua precipitable se encuentra a altitudes inferiores a 5 600 m (a una presión inferior a 500 mb).
   Los procesos de convergencia y divergencia de los flujos de vapor de agua en la atmósfera influyen en el grado de salinidad de las capas superficiales de las aguas oceánicas. El grado de salinidad es mayor (37.5 %) en las zonas de fuerte divergencia (mayor evaporación que precipitación) en el Atlántico Norte, en cambio en las regiones ecuatoriales de convergencia (mayor precipitación que evaporación), caracterizadas por un exceso de agua dulce procedente de las precipitaciones, el agua es ligeramente menos salada (34.5 %).