¿Qué es el ciclo del agua?

El ciclo del agua describe la presencia y el movimiento del agua en la Tierra y sobre ella. El agua de la Tierra esta siempre en movimiento y constantemente cambiando de estado, desde líquido, a vapor, a hielo, y viceversa. El ciclo del agua ha estado ocurriendo por billones de años, y la vida sobre la Tierra depende de él; la Tierra sería un sitio inhóspito si el ciclo del agua no tuviese lugar.

Un breve resumen del ciclo del agua

El ciclo del agua no se inicia en un lugar específico, pero para esta explicación asumimos que comienza en los océanos. El sol, que dirige el ciclo del agua, calienta el agua de los océanos, la cual se evapora hacia el aire como vapor de agua. Corrientes ascendentes de aire llevan el vapor a las capas superiores de la atmósfera, donde la menor temperatura causa que el vapor de agua se condense y forme las nubes. Las corrientes de aire mueven las nubes sobre el globo, las partículas de nube colisionan, crecen y caen en forma de precipitación. Parte de esta precipitación cae en forma de nieve, y se acumula en capas de hielo y en los glaciares, los cuales pueden almacenar agua congelada por millones de años. En los climas más cálidos, la nieve acumulada se funde y derrite cuando llega la primavera. La nieve derretida corre sobre la superficie del terreno como agua de deshielo y a veces provoca inundaciones. La mayor parte de la precipitación cae en los océanos o sobre la tierra, donde, debido a la gravedad, corre sobre la superficie como escorrentía superficial. Una parte de esta escorrentía alcanza los ríos en las depresiones del terreno; en la corriente de los ríos el agua se transporta de vuelta a los océanos. El agua de escorrentía y el agua subterránea que brota hacia la superficie, se acumula y almacena en los lagos de agua dulce. No toda el agua de lluvia fluye hacia los ríos, una gran parte es absorbida por el suelo como infiltración. Parte de esta agua permanece en las capas superiores del suelo, y vuelve a los cuerpos de agua y a los océanos como descarga de agua subterránea. Otra parte del agua subterránea encuentra aperturas en la superficie terrestre y emerge como manantiales de agua dulce. El agua subterránea que se encuentra a poca profundidad, es tomada por las raíces de las plantas y transpirada a través de la superficie de las hojas, regresando a la atmósfera. Otra parte del agua infiltrada alcanza las capas más profundas de suelo y recarga los acuíferos (roca subsuperficial saturada), los cuales almacenan grandes cantidades de agua dulce por largos períodos de tiempo. A lo largo del tiempo, esta agua continua moviéndose, parte de ella retornará a los océanos, donde el ciclo del agua se "cierra"...y comienza nuevamente.
Etapas del ciclo del agua
tiene 15 componentes:
Agua almacenada en los océanos, Evaporación, Agua en la atmósfera, Condensación, Precipitación, Agua almacenada en los hielos y la nieve, Agua de deshielo, Escorrentía superficial, Corriente de agua
Agua dulce almacenada, Infiltración, Descarga de agua subterránea Manantiales, Transpiración y Agua subterránea almacenada

Agua en los océanos
La cantidad de agua que es "almacenada" en los océanos por largos períodos de tiempo, es mucho mayor a la que actualmente se encuentra en movimiento en el ciclo del agua. Se estima que, de los 1.386.000.000 kilómetros cúbicos (332.500.000 millas cúbicas) que hay de agua en la Tierra, alrededor de 1.338.000.000 kilómetros cúbicos (321.000.000 millas cúbicas) son almacenados en los océanos. Esto es, alrededor de un 96.5%. También se estima, que los océanos proveen de un 90% del agua que se evapora hacia la atmósfera.
Durante los períodos de clima más frío, se forman grandes capas de hielo y glaciares, en la medida que una mayor cantidad de agua se acumula en forma de hielo, menor será el agua disponible en las otras componentes del ciclo. Lo contrario sucede durante los períodos más cálidos. Durante las últimas glaciaciones, los glaciares cubrieron casi un tercio de la superficie terrestre, y los océanos eran aproximadamente 400 pies (120 metros) más bajos de lo que son hoy día. Alrededor de 3 millones de años atrás, cuando la Tierra era más cálida, los océanos podrían haber estado 165 pies (50 metros) por encima del nivel medio actual.

Evaporación: El agua cambia de estado líquido a gaseoso, o vapor
La evaporación y porque sucede
La evaporación es el principal proceso mediante el cual, el agua cambia de estado líquido a gaseoso. La evaporación es el proceso por la cual el agua líquida de los océanos ingresa a la atmósfera, en forma de vapor, regresando al ciclo del agua. Diversos estudios han demostrado que los océanos, mares, lagos y ríos proveen alrededor del 90% de humedad a la atmósfera vía evaporación; el restante 10% proviene de la transpiración de las plantas.
El calor (energía) es necesario para que ocurra la evaporación. La energía es utilizada para romper los enlaces que mantienen unidas a las moléculas de agua, es por esto, que el agua se evapora más fácilmente en el punto de ebullición (100 ºC, 212 ºF), pero se evapora más lentamente en el punto de congelamiento. Cuando la humedad relativa del aire es del 100 por ciento, que es el punto de saturación, la evaporación no puede continuar ocurriendo. El proceso de evaporación toma calor del ambiente, motivo por el cual, el agua que se evapora de la piel durante la transpiración te refresca.
La evaporación conduce el ciclo del agua
La evaporación desde los océanos, es el principal proceso por el cual el agua ingresa a la atmósfera. La gran superficie de los océanos (alrededor del 70 por ciento de la superficie terrestre, esta cubierta por océanos) propicia la ocurrencia de la evaporación a gran escala. A escala global, la misma cantidad de agua que es evaporada, vuelve a la Tierra como precipitación. Esto sin embargo varia 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 los mismos como precipitación. Solamente un 10 por ciento 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.


Condensación: Es el proceso por el cual el agua cambia de estado gaseoso a líquido.
La condensación es el proceso por el cual el vapor de agua del aire se transforma en agua líquida. La condensación es importante para el ciclo del agua ya que forma las nubes. Estas nubes pueden producir precipitación, la cual es la principal forma que el agua regresa a la Tierra. La condensación es lo opuesto a la evaporación.
La condensación es responsable también de la niebla, de que se empañen tus lentes cuando pasas de un cuarto que está frío a uno más cálido, de la humedad del día, de las gotas que escurren por el lado de afuera de tu vaso y de las gotas que se forman del lado de adentro de las ventanas cuando el día esta frío.
Condensación en el aire
Incluso en aquellos días en que el cielo esta completamente despejado de nubes, el agua sigue presente en forma de vapor de agua y pequeñas gotas demasiado pequeñas como para ser vistas. Las moléculas de agua se combinan con diminutas partículas de polvo, sales y humo para formar gotas de nube, que crecen y forman las nubes. Cuando las gotas de nube se juntan entre si crecen en tamaño, formándose las nubes y, la precipitación puede suceder.

Precipitación: Es caída del agua, en forma líquida o sólida desde las nubes
La precipitación, es agua liberada desde las nubes en forma de lluvia, aguanieve, nieve o granizo. Es el principal proceso por el cual el agua retorna a la Tierra. La mayor parte de la precipitación cae como lluvia..
¿Cómo se forman las gotas de lluvia?
Las nubes que flotan sobre nuestras cabezas, contienen vapor de agua y gotas de nube, que son demasiado pequeñas como para caer en forma de precipitación, aunque lo suficientemente grandes como para formar nubes visibles. El agua esta continuamente evaporándose y condensándose en el cielo. Si observas de cerca una nube, verás algunas partes desaparecer (evaporarse) y otras partes crecer (condensarse). La mayor parte del agua condensada en las nubes, no cae como precipitación debido a las ráfagas de aire ascendente que soportan a las nubes. Para que ocurra la precipitación primero pequeñas gotitas deben condensarse. Las gotas de agua colisionan y producen gotas de mayor tamaño y lo suficientemente pesadas como para caer de la nube en forma de precipitación. Se requieren muchas gotas de nube para producir una gota de lluvia.
La tasa de precipitación varia geográficamente y a lo largo del tiempo
La cantidad de precipitación varía a lo largo del mundo, de los países, incluso dentro de una misma ciudad. Por ejemplo, en Atlanta, Georgia, E.E.U.U, las tormentas de verano pueden producir una pulgada o más de lluvia en una calle, y dejar otras áreas no muy lejanas secas. Sin embargo, la cantidad de lluvia que cae en el estado de Georgia durante un mes, es más de lo que cae en la ciudad de Las Vegas, Nevada, a lo largo de un año. El record mundial promedio de lluvia anual, pertenece a Mt. Waialeale, Hawai, donde el promedio es 1,140 cm (450 pulgadas) por año. Como algo excepcional se registro en este lugar, 1,630 cm. de lluvia durante un período de 12 meses, lo que corresponde a casi 5 cm. por día !!. En contraste a esa precipitación excesiva, tenemos Arica, Chile, donde no llovió en 14 años.


Escorrentía superficial: Escorrentía de lluvia (aquella escorrentía producida por el agua de lluvia) que corre sobre la superficie del suelo, hacia la corriente de agua más cercana.

Importancia de los ríos.
Los ríos no son importantes únicamente para las personas, también lo son para el resto de los seres vivos. No son únicamente un lindo lugar para que las personas (y sus perros) jueguen, las personas también los utilizan para abastecerse de agua potable y agua de riego, para producir electricidad, para eliminar residuos (en el mejor de los casos, residuos tratados), para transportar mercadería, y para obtener comida. Los ríos son los principales ambientes donde se desarrollan plantas y animales. Los ríos ayudan a mantener los acuíferos llenos de agua, ya que descargan agua hacia los mismos a través de sus lechos. Y, los océanos se mantienen con agua, ya que los ríos y la escorrentía continuamente están descargando agua en ellos.
Las cuencas y los ríos
Cuando se piensa en un río es importante pensar en su cuenca. ¿Qué es una cuenca? Si tu estas parado sobre tierra en este momento, mira hacia abajo. Tú, y todas las personas están paradas en una cuenca. La cuenca, es el área donde toda el agua que cae dentro de esta y drena, se dirigirá hacia un mismo punto. Las cuencas pueden ser tan chicas como la huella de una pisada en el barro, o tan grandes como para incluir a toda la porción de tierra que drena hacia el río Mississippi en el punto que desemboca en el Golfo de Méjico. Cuencas pequeñas, se encuentran dentro de cuencas más grandes. Las cuencas son importantes ya que el cuerpo de agua y la calidad del mismo se ven afectados por lo que sucede en la cuenca, ya sea por causas naturales o provocado por el hombre.
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Agua subsuperficial
A medida que el agua se infiltra en el suelo subsuperficial, generalmente forma una zona no-saturada y otra saturada. En la zona de no-saturación, hay algo de agua presente en las aperturas del material subsuperficial, pero el suelo no se encuentra saturado. La parte superior de la zona no-saturada es la zona del suelo. La zona del suelo presenta espacios creados por las raíces de las plantas que permite que la precipitación se infiltre dentro del suelo. El agua del suelo es utilizada por las plantas. Por debajo de la zona no-saturada, se encuentra una zona saturada, donde el agua ocupa por completo los espacios que se encuentran entre las partículas del suelo y las rocas. Las personas pueden realizar perforaciones para extraer el agua que se encuentra en esta zona.

Descarga de agua subterránea: El movimiento del agua hacia afuera del suelo
Todos los días, tú ves el agua que te rodea en lagos, ríos, hielo, lluvia y nieve. Pero también hay una gran cantidad de agua que no vemos --- el agua que existe y se mueve dentro del suelo. El agua subterránea es, en muchos casos, el principal contribuyente de los cursos de agua. Las personas han utilizado el agua subterránea por cientos de años y lo continúan haciendo hasta el día de hoy, principalmente para beber y para riego. La vida en la Tierra depende del agua subterránea como también depende del agua superficial.
El agua subterránea fluye bajo la superficie
Una porción de la precipitación que cae sobre la tierra, se infiltra en el suelo y pasa a formar parte del agua subterránea. Una vez en el suelo, parte de esta agua se mueve cerca de la superficie de la tierra y emerge rápidamente siendo descargada en los lechos de las corrientes de agua, pero debido a la gravedad, una gran parte de ésta continúa moviéndose hacia zonas más profundas.
Como muestra este diagrama, la dirección y velocidad del movimiento del agua subterránea están determinadas por varias características del acuífero y de las capas confinadas del suelo (donde el agua tiene dificultad en penetrar). El movimiento del agua por debajo de la superficie depende de la permeabilidad (que tan fácil o difícil es el movimiento del agua) y de la porosidad (la cantidad de espacio abierto en el material) de la roca subsuperficial. Si la roca permite que el agua se mueva de una forma relativamente libre dentro de ella, el agua puede moverse distancias significativas en un corto período de tiempo. Pero el agua también puede moverse hacia acuíferos más profundos, desde donde demorará años en volver a ser parte del ambiente.

El agua de un manantial generalmente es transparente, aunque en algunos caso puede presentar cierto color marrón. Esta imagen muestra un manantial natural en el sur de Colorado. Este color rojo hierro se debe a que el agua ha estado en contacto con minerales. En Florida (E.E.U.U.), muchas aguas superficiales contienen taninos ácidos naturales. Estos taninos provienen de la materia orgánica de las rocas subterráneas, el agua se tiñe cuando entra en contacto con estas rocas. La descarga de agua de un manantial fuertemente coloreada puede indicar que el agua esta fluyendo rápidamente por grandes canales dentro del acuífero, sin estar siendo filtrada a través de la roca caliza.

Una estimación de la distribución del agua global:
Fuente de agua Volumen de agua, en metros cúbicos Volumen de agua, en millas cúbicas Porcentaje de agua dulce Porcentaje total de agua
Océanos, Mares y Bahías 1,338,000,000 321,000,000 -- 96.5
Capas de hielo, Glaciares y Nieves Perpetuas 24,064,000 5,773,000 68.7 1.74
Agua subterránea 23,400,000 5,614,000 -- 1.7
Dulce 10,530,000 2,526,000 30.1 0.76
Salada 12,870,000 3,088,000 -- 0.94
Humedad del suelo 16,500 3,959 0.05 0.001
Hielo en el suelo y gelisuelo (permafrost) 300,000 71,970 0.86 0.022
Lagos 176,400 42,320 -- 0.013
Dulce 91,000 21,830 0.26 0.007
Salada 85,400 20,490 -- 0.006
Atmósfera 12,900 3,095 0.04 0.001
Agua de pantano 11,470 2,752 0.03 0.0008
Ríos 2,120 509 0.006 0.0002
Agua biológica 1,120 269 0.003 0.0001
Total 1,386,000,000 332,500,000 - 100
Fuente: Gleick, P. H., 1996: Water resources. In Encyclopedia of Climate and Weather, ed. by S. H. Schneider, Oxford University Press, New York, vol. 2, pp.817-823.