Ciclo del agua

El ciclo del agua (también conocido como ciclo hidrológico) es el movimiento constante del agua sobre, por encima y por debajo de la superficie de la Tierra. Se compone de una serie de procesos: el agua se evapora de los océanos y acaba condensándose y precipitándose en la tierra antes de volver de nuevo a los océanos a través de diversas vías, como la escorrentía de los ríos y la descarga directa de las aguas subterráneas.

El movimiento del agua en el ciclo hidrológico global

La cantidad de agua en la Tierra es finita y por eso es un sistema cerrado. Esto significa que el agua no puede salir ni entrar de la Tierra y su atmósfera. Los tres componentes del ciclo son los almacenes, los flujos y los procesos.

Fig. 1 - Diagrama del ciclo global del agua

Como puedes ver en el diagrama anterior, la naturaleza y la forma del agua cambian constantemente. Los almacenes globales de agua incluyen lagos, océanos, acuíferos (lagos subterráneos) y la criosfera (glaciares, capas de hielo). El agua global puede adoptar la forma de agua, vapor, hielo, agua salada o agua dulce. Hay dos procesos que impulsan el ciclo:

• La energía solar: Energía del sol que calienta el agua, lo que provoca la evaporación (el agua se convierte en vapor o gas) o la transpiración (movimiento del agua a través de las plantas).
• Energía potencial gravitatoria: Forma en que el agua se acelera bajo la gravedad, que la transporta al río y luego al mar. El agua también se infiltra a través del suelo y luego viaja por las grietas de las rocas como agua subterránea.

Como hay más evaporación debido al calentamiento global, hay más humedad en la atmósfera. Esto puede provocar un aumento de la condensación a medida que el aire se enfría, lo que se convierte en mayores precipitaciones. En algunos lugares, provoca un aumento de la nubosidad y de las precipitaciones a medida que cambia el clima.

La energía potencial gravitatoria en el ciclo del agua

La energía potencial gravitatoria es la que impulsa el agua a través del sistema en una secuencia de entradas, salidas, almacenamientos y flujos.

• El sistema es continuo, con salidas que rigen las entradas, ya que no se pierde ni se gana nada.
• Hay algunos cambios en las zonas climáticas del mundo afectadas por el cambio climático. Esto significa que algunos almacenes se están agotando. Por ejemplo, el hielo de las regiones polares y de los glaciares de montaña se está derritiendo sin reponerse.
• En las zonas que se están calentando, la superficie del suelo se seca al aumentar la evaporación. La circulación global del aire lleva este vapor extra a zonas más frías, donde se condensa en nubes y precipitaciones.

Almacenamiento en el ciclo del agua

Fig. 2 - Dónde está el agua en los almacenes mundiales de agua

Aunque la cantidad de agua que hay en los almacenes fluctúa, cada almacén tiene un tamaño relativo. Como se ve en el gráfico anterior, el 96,5% del agua está en los océanos, el 2,5% es agua dulce y el 0,9% está en otras fuentes de agua salada. La mayor parte del agua dulce está en la criosfera (glaciares y capas de hielo) y la mayor parte del agua superficial está en el hielo subterráneo y el permafrost.

Flujos

La transferencia global de agua mediante flujos de un depósito a otro se conoce como flujos. Estos flujos varían con la temperatura y la estación. La variación se conoce como flujos anuales.

El océano pierde más agua a la atmósfera por evaporación de la que recibe por precipitación, mientras que en las masas de tierra ocurre lo contrario. La escorrentía superficial compone la diferencia conocida como equilibrio. Si se alterara el equilibrio, los océanos recibirían más agua y los continentes se secarían. Este equilibrio se denomina balance hídrico global e impide que esto ocurra. El agua no permanece mucho tiempo en la atmósfera. Su tiempo de residencia allí es corto, mientras que en el océano reside durante periodos más largos.

La importancia de los trópicos

La importancia de los Trópicos se debe a que la mayor parte de las precipitaciones del mundo se producen allí, en la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). Esto significa que es el mayor flujo de transferencia de agua de los océanos a la tierra. Los ángulos pronunciados del sol sobre los océanos tropicales provocan una gran evaporación. Los vientos alisios transportan el vapor de agua hacia la ITCZ, donde fuertes corrientes convectivas elevan el aire que se enfría y se condensa en nubes. Estos flujos atmosféricos de humedad se denominan ríos troposféricos.

Según el lugar de las ZCIT, pueden producirse cambios drásticos en las precipitaciones de las naciones ecuatoriales. Esto puede provocar sequías o inundaciones, como la catastrófica sequía de Brasil durante 2014-2015, que se tratará en el artículo sobre las sequías.

Fig. 3 - Localización de la ITCZ en el mapa mundial en julio frente a en enero

La importancia de las regiones polares

La importancia de las regiones polares proviene del hecho de que dos tercios del agua dulce de la Tierra están encerrados allí, en la criosfera, en forma de capas de hielo y glaciares. Estas regiones contribuyen a la circulación del agua y a la transferencia de calor por todo el mundo, impulsando el ciclo hidrológico global. Esto desencadena la circulación oceánica conocida como circulación termohalina, también conocida como cinta transportadora global.

Fig. 4 - Circulación termohalina. Fuente: Robert Simmon, NASA.

Agua fósil

Bajo la capa de hielo de Groenlandia y bajo el desierto de Kenia hay almacenes de agua conocidos como acuíferos. Se trata de antiguos almacenes de agua dulce sin explotar que existen en las regiones polares y bajo muchos desiertos.

¿Qué es la inseguridad del agua y cuál es su causa?

La causa suele estar relacionada con la escasez de agua, que es el desequilibrio entre la demanda y la oferta. Esto puede deberse a la escasez física o a la escasez económica. Una de las formas de hacer frente a la inseguridad hídrica es la gestión del suministro de agua mediante ingeniería dura. Esto se explorará más a fondo en el artículo sobre la gestión del suministro de agua.

El cambio climático y el ciclo del agua

El cambio climático está afectando a las precipitaciones y el riesgo de inundaciones está aumentando, como puede verse en el artículo sobre las inundaciones. Globalmente hay zonas que tendrán excedentes dentro del ciclo del agua y otras tendrán déficit.

Casos como el del Sahel, que recibe años más húmedos, podría dar lugar a un reverdecimiento del desierto, mientras que la sequía que se está produciendo en California podría llevar a que las tierras no puedan dedicarse a la agricultura. Se han realizado investigaciones para intentar predecir el cambio climático y cartografiar las incertidumbres, comparando los patrones meteorológicos y los sistemas de presión de años anteriores. Esto se estudiará más a fondo en el artículo sobre el cambio climático.