- Il ciclo dell'acqua e il bilancio idrico
L'ambiente marino
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Deflusso superficiale
Deflusso sotterraneo
L'acqua che cade sui continenti intraprende un percorso verso il mare sotto forma di
La circolazione atmosferica trasporta aria carica di umidità fino a quando si verificano condizioni tali da determinare la condensazione del vapore e, di conseguenza, la formazione di nubi e precipitazioni
è un sistema alimentato dall'energia del Sole e dalla gravità
Il ciclo idrologico
L'acqua presente sulla superficie terrestre è in continuo movimento poichè può passare rapidamente da uno stato all'altro
L'acqua si sposta orizzontalmente fino a ricongiungersi con le acque superficiali o immettersi direttamente nell'oceano
L'acqua assorbita scende in profondità, dove si accumula sotto forma di falde acquifere e acque carsiche
Inizia con l'inflitrazione, in cui parte delle acque cadute sulla terraferma penetrano nel sottosuolo attraverso le fessure e le porosità del suolo e delle rocce
Il deflusso sotterraneo
Scorrono temporaneamente in superficie quando l'intensità delle precipitazioni supera la capacità di assorbimento del suolo
Acque dilavanti
Laghi
Corsi d'acqua (fiumi e torrenti)
è costituito da
Il deflusso superficiale
La salinità dell'acqua di mare ha un valore medio del 35 per mille
Queste sono presenti sotto forma di ioni
L'acqua di mare contiene sostanze disciolte che la rendono salata, come il cloruro, il sodio e il magnesio
Le acque marine
71%
La percentuale di superficie terrestre ricoperta dagli oceani
Le eruzioni vulcaniche avvenute nella storia della Terra hanno emesso grandi quantità di numerose sostanze, che poi sono ricadute negli oceani
I minerali portati così in soluzione defluiscono verso gli oceani tramite i corsi d'acqua
L'origine dei sali marini
Una delle fonti dei sali marini è l'azione solvente delle acque superficiali sulle rocce continentali
- L'evaporazione
- La formazione del ghiaccio marino
Quelli che fanno aumentare la salinità
- Le precipitazioni
- Deflusso dalla terraferma
- La fusione di iceberg e ghiaccio marino
Quelli che fanno diminuire la salinità
I processi che influenzano la salinità dell'acqua di mare
L'acidificazione degli oceani riduce la concentrazione di ioni carbonato, necessari per la costruzione di gusci calcarei da parte di molti organismi marini
Questo processo abbassa il pH dell'oceano, rendendo l'acqua più acida
Quando esso si scioglie in acqua forma acido carbonico (H2CO3)
Si stima che circa un terzo del diossido di carbonio immesso in atmosfera finisca per dissolversi negli oceani
il cambiamento climatico e l'acidificazione degli oceani
Alle alte altitudini le acque superficiali hanno temperature molto basse e, in profondità, la temperatura è simile a quella della superficie
Lo strato d'acqua compreso tra 300m e 1000m, in cui si verifica una rapida diminuzione della temperatura, si chiama termoclino
Alle basse latitudini la temperatura diminuisce rapidamente con la profondità
L'andamento della temperatura in relazione alla profondità dipende dalla latitudine
Avvicinandosi ai poli le temperature superficiali sono molto inferiori rispetto a quelle che si riscontrano vicino all'equatore
La temperatura dell'acqua in superficie varia in base alla quantità di radiazione solare ricevuta, che a sua volta dipende dalla latitudine
La temperatura degli oceani
Alle alte latitudini l'acqua ha densità elevata sia in superficie che in profondità
Tra i 300m e i 1000m si verifica un rapido cambiamento di densità chiamato picnoclino
Alle basse latitudini la superficie è poco densa e aumenta rapidamente con la profondità
Se la temperatura aumenta la densità diminuisce
All'aumentare della salinità aumenta la densità
Temperatura
Salinità
La densità dell'acqua di mare è influenzata da
La densità degli oceani
Zona profonda (3)Le temperature sono poco superiori al punto di congelamento e la densità rimane costante ed elevata
Zona di transizione (2)La temperatura scende rapidamente con la profondità.Questa zona comprende un termoclino e il picnoclino a esso associato
Zona superficiale (1)Le temperature sono più elevate e variano in relazione alla latitudine e alla vicinanza alla costa.Lo spessora varia dai 300m ai 450m
Basandosi sulla stratificazione delle acque oceaniche legata alla densità, si distinguono
La stratificazione delle acque oceaniche
Più in profondità si trova la zona afotica, dove la luce solare non arriva; essa ospita diverse specie che si sono adattate alla vita negli abissi
La zona eufotica è la parte della zona fotica più vicina alla superficie
La zona superficiale dell'oceano, in cui penetra la luce solare, è chiamata zona fotica
Il plancton consiste nell'insieme degli organismi microscopici trasportati passivamente dalle correnti marine
La radiazione solare permette la fotosintesi da parte del fitoplancton e delle fanerogame marine che riforniscono di sostanze nutritive la maggior parte degli altri organismi
La maggior parte degli organismi marini vive nelle acque superficiali illuminate dal Sole
La profondità dell'acqua e le forme di vita
Altre, invece, costituiscono fenomeni permanenti che interessano ampie zone; si tratta di vasti sistemi di correnti superficiali a movimenti circolari chiamati circuiti
Alcune correnti superficiali hanno vita breve ed esercitano la loro influenza su aree limitate
Si formano a causa dell'attrito tra l'acqua e i venti che soffiano sulla superficie dell'oceano
Le correnti oceaniche superficiali sono movimenti orizzontali d'acqua che interessano la parte superficiale degli oceani
La circolazione oceanica superficiale
Le correnti fredde hanno origine a latitudini elevate e, quando si spostano verso l'equatore, tendono ad abbassare le temperature dei territori adiacenti
Al contrario, le correnti fredde hanno un azione più pronunciata ai tropici e durante i mesi estivi
L'effetto delle correnti calde si osserva prevalentemente alle medie latitudini e durante l'inverno
Le correnti oceaniche hanno un importante effetto sul clima; quando si spostano dalle basse latitudini a quelle più alte, trasferiscono calore da zone più calde a zone più fredde
Le correnti oceaniche superficiali e il clima
Un fenomeno simile avviene con vento che spira invece contro costa, con correnti discendionali di compensazione(downwelling)
Il fenomeno avviene quando i venti soffiano verso l'equatore parallelamente alla costa provocando l'allontanamento delle acque costiere superficiali, che vengono rimpiazzate da acque fredde
L'upwelling è caratteristico delle coste occidentali dei continenti, soprattutto quelle dell'America e dell'Africa
I venti possono causare anche movimenti verticali delle acque oceaniche come l'upwelling, cioè la risalita di acque fredde dagli strati profondi
il fenomeno dell'upwelling
Gran parte dell'acqua coinvolta ha origine ad altitudini elevate, in particolare in prossimità dell'Antartide. In queste regioni l'acqua superficiale si raffredda e la sua salinità aumenta in seguito alla formazione del ghiaccio marino (composto d'acqua dolce); questi processi provocano un aumento della salinità
poichè le variazioni di densità sono causate da differenze di temperatura e salinità, la circolazione oceanica profonda è anche detta termoalina
è dovuta alle differenze di densità tra le masse d'acqua, che fanno sì che quelle più dense si spostino lentamente in profondità
La circolazione oceanica profonda ha una significativa componente verticale e causa il mescolamento tra acque profonde e superficiali
La circolazione oceanica profonda
in corrispondenza del Bosforo, invece, dove il Mar Nero presenta acque superficiali a bassa salinità si creano un flusso d'acqua superficiale in uscita verso il Mediterraneo e un flusso profondo di acqua densa in entrata
questo provoca un afflusso superficiale di acqua meno densa proveniente dall'Atlantico attraverso lo stretto di Gibilterra e un flusso profondo di acqua densa e salata che esce dal Mediterraneo per tornare nell'Atlantico
Il Mar Mediterraneo è soggetto a un'evaporazione molto intensa che non è compensata dagli apporti fluviali di acqua dolce: la sua salinità media infatti è del 2 per mille superiore alla media oceanica
La circolazione nel mar mediterraneo
Le ricadute sono diverse e si ripercuotono sugli ecosistemi marini e di conseguenza sul benessere degli esseri umani
la variazione di temperatura delle acque influisce sulla circolazione oceanica e ha conseguenze anche sulla loro composizione
La ricchezza degli ecosistemi marini dipende in larga misura dalle correnti che si spostano negli oceani
gli impatti del cambiamento climatico sull'equilibrio degli oceani
I venti alisei si indeboliscono mentre negli oceani si genera una controcorrente d'acqua calda diretta verso est, questo fenomeno è indicato con il nome di El Niño ed ha importanti effetti sugli ecosistemi
Ogni 5-7 anni la pressione atmosferica subisce un brusco calo su vaste aree del Pacifico sud-orientale, mentre aumenta nel Pacifico occidentale, invertendo la situazione presente nella norma
questa differenza di temperatura determina anche l'instaurarsi di una pressione leggermente più bassa sul lato occidentale, dove la vegetazione si arricchisce in seguito alle vaste precipitazioni
sul lato occidentale, lungo le coste australiane, le acque sono piuù calde perchè i venti alisei, che soffiano da sud-est nell'emisfero meridionale, si dirigono vivino all'Equatore e si spostano verso ovest producendo una corrente calda superficiale
nella fascia tropicale dell'Oceano Pacifico, le acque risultano di norma più fredde sul lato orientale grazie alla presenza di correnti provenienti da sud.Lungo le coste del Perù e dell'Ecuador le acque fredde e profonde tendono a risalire e ciò attira grandi quantità di pesci
El Niño
Questa lieve anomalia è chiamata La Niña e provoca una siccità più marcata sul lato occidentale del Pacifico e piove di più su quello orientale
Qualche volta, però, nel settore orientale si registrano addirittura un raffreddamento nonchè un'accentuazione delle condizioni normali di circolazione atmosferica e oceanica
Quando i venti alisei riprendono forza, il fenomeno di El Niño comincia ad attenuarsi e l'acqua calda torna a fluire verso ovest riportando le condizioni alla normalità
La Niña
Il raffreddamento della parte tropicale del Pacifico dovuto a La Niña sembra avere un effetto frenante, ma di breve durata, sull'incremento della temperatura globale
Degli studi sostengono che una temperatura complessivamente più calda potrebbe indebolire El Niño
Secondo alcuni studi il riscaldamento globale potrebbe produrre El Niño più intensi
sono state formulate varie ipotesi:
gli scienziati si sono chiesti se El Niño e La Niña possano avere un collegamento con il riscaldamento globale
El Niño, La Niña e il riscaldamento globale
i microrganismi che proliferano nelle acque con bassi livelli di ossigeno producono grosse quantità di ossido di diazoto, un gas serra molto dannoso
La solubilità dell'ossigeno diminuisce all'aumentare della temperatura; la diminuzione dell'ossigeno potrà colpire diversi organismi marini
la diminuzione di rimescolamento fa infatti ridurre la quantità di ossigeno e comporta una maggiore decomposizione del materiale organico che, a sua volta, fa abbassare il pH dell'acqua
Se l'oceano si riscalda, gli scambi sono rallentati e questo ha effetti sull'acidificazione dell'oceano profondo
la variazione di temperatura delle acque superficiali influenza gli scambi che avvengono tra gli strati e il loro riscaldamento può far diminuire i nutrienti a disposizione
L'aumento della temperatura influisce su nutrienti, ph e ossigeno
Le onde generate dal vento sono dette onde forzate e, quando si propagano attraverso gli oceani in assenza di vento, diventano onde libere
Altezza, lunghezza e periodo dipendono da:-Velocità del vento-Durata del vento-Fetch
il tempo che intercorre tra il passaggio di due creste successive per un punto fisso si chiama periodo
la distanza orizzontale tra due creste o due ventri successivi si chiama lunghezza d'onda
la distanza verticale tra vente e cresta si chiama altezza
il punto di massima altezza di un'onda si chiama cresta, quello di minima altezza ventre; a metà tra questi si trova il livello di calma (il livello che avrebbe l'acqua se non ci fossero onde)
Le principali caratteristiche
Sono causate dal vento che trasferisce all'acqua, per attrito e pressione, la propria energia, determinando l'oscillazione
le onde oceaniche
la loro lunghezza diminuisce mentre l'altezza aumenta, finchè si rovesciano sulla costa sotto forma di frangenti di spiaggia per poi ritornare verso il mare come risacca
a questo punto le onde di oscillazione si trasformano in onde di traslazione, così chiamate perchè determinano uno spostamento di acqua verso la costa
a una profondità pari a metà della lunghezza d'onda, l'attrito con il fondo rallenta la base dell'onda rispetto alla parte superiore e le orbite circolari delle particelle d'acqua vengono deformate in orbite ellittiche
Quando un'onda si avvicina alla costa il suo comportamento cambia a causa dell'interazione con il fondo
le onde in prossimità della costa
La differenza tra i livelli di alta e bassa marea di una località è detta ampiezza o escursione di marea
Questo periodo è dovuto al fatto che, a causa del moto di rivoluzione della luna intorno alla terra, quest'ultima, dopo aver compiuto una rotazione completa attorno al proprio asse, deve ruotare altri 50min affinchè una località si ritrivu nella stessa posizione iniziale rispetto alla Luna
ogni 24h e 50min si hanno 2 alte maree e 2 basse maree
sul lato della Terra rivolto verso la Luna e su quello opposto si ha l'alta marea
questa è massima sul lato della terra rivolto verso laLuna e minima sul lato opposto
Agli effetti della gravità si aggiungono quelli della forza centrifuga sviluppata dal moto di rotazione della Terra
sono causate dall'attrazione gravitazionale esercitata sulla Terra dalla Luna e dal Sole, in misura minore
Le maree sono variazioni periodiche del livello degli oceani caratterizzate da un innalzamento (flusso) e abbassamento (riflusso) dell'acqua
le maree
queste vengono chiamate maree di quadratura e determinano una minore escursione di marea
in vicinanza delle fasi di primo e ultimo quarto di luna, le forze gravitazionali di Luna e Sole agiscono ad angolo retto attenuandosi reciprocamente
queste vengono chiamate maree sigiziali e le loro escursioni di marea sono molto accentuate
quando entrambi sono allineati rispetto alla Terra, cioè in prossimità delle fasi di novilunio e plenilunio, i loro effetti si sommano
Sole e Luna agiscono in modo indipendente
L'effetto del Sole sulle masse d'acqua è circa la metà rispetto a quello della Luna, per via della distanza maggiore
Il ciclo mensile delle maree
di conseguenza, le previsioni pubblicate nelle "tavole di marea" e "i dati di marea" contenuti nelle carte nautiche, si devono basare anche su osservazioni dirette
Le maree sono influenzate da molti fattori, come l'andamento della linea di costa, la conformazione dei bacini oceanici e la profondità dell'acqua
la previsione delle maree
