El ciclo hidrológico mantiene en movimiento el suministro de agua dulce de la Tierra. Como funcionan las cosas Agua - la bebemos, nos bañamos en ella, y jugamos en él. El agua nos da vida sin embargo, demasiado o muy poco también puede quitarle la vida. Es la sustancia más común en la Tierra, pero con demasiada frecuencia no hay una gota para beber. Los extraordinarios atributos del agua dan vida a este planeta, que de otra manera podría ser estéril y sin vida. Por ejemplo, el agua se expande cuando se congela, volviéndose menos denso. Si el hielo no flotara en el agua, nuestro planeta sería un lugar muy diferente hoy. El hielo se hundiría hasta el fondo de los lagos y ríos, donde el sol no podría derretirlo en primavera, un proceso necesario para hacer nubes y lluvia, que continúan el flujo del ciclo. Esto sucedería todos los años hasta que, finalmente, no quedaba nada más que hielo y un páramo inhabitable.
El agua existe en tres estados:sólido, líquido y gas - que comprenden la Tierra ciclo hidrológico , más conocido como el ciclo del agua. En este ciclo el agua dulce llega a la Tierra en forma de lluvia, aguanieve, nieve y granizo, derramando sobre océanos y tierra día y noche. El agua que golpea la tierra corre hacia masas de agua más grandes, como lagos y ríos, o se filtra bajo tierra y se convierte en agua subterránea, nutriendo nuestros cultivos en el proceso. Cuando el sol vuelve a salir calienta el agua y hace vapor, que se eleva y se condensa en nubes, que se juntan, se llenan de agua y vuelven a caer a la Tierra en forma de lluvia.
Este ciclo ha continuado desde que comenzó el mundo y ha hecho posible la vida en la Tierra. De hecho, No hay más ni menos agua en el mundo de hoy que cuando existían los dinosaurios. Piense en el ciclo del agua de la Tierra como el método de reciclaje definitivo. No es de extrañar que los hidrólogos estén tan fascinados con él.
Vaya a la página siguiente para leer sobre las diferentes ramas de la ciencia que utilizan los hidrólogos para estudiar el ciclo del agua en la Tierra.
¿Te sientes un poco reseco?Si bien alrededor del 70 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta de agua, El 97 por ciento del agua es agua salada del océano, que no es apto para el consumo humano. Del 3 por ciento que es agua dulce, 2 por ciento está congelado en glaciares, dejando sólo el 1 por ciento del suministro de agua del mundo entero apto para beber. Piense en eso la próxima vez que tome una ducha muy larga.
Contenido
Leonard Malczynski, un hidrólogo, ingeniero de software y economista de Sandia National Laboratories, crea modelos utilizando la dinámica del sistema para ayudar a los planificadores del agua a predecir cómo diferentes factores pueden alterar el uso por parte de los consumidores. Andy Nelson / The Christian Science Monitor / Getty Images La hidrología es el estudio del flujo de agua a través del ciclo hidrológico, y Hidrólogos son las personas que realizan la investigación. Si bien la mayoría de la gente no piensa mucho en el agua, Los hidrólogos examinan todos los aspectos:de dónde viene y en qué cantidades, donde va, cómo llega allí y qué le sucede en el proceso.
Para hacer esto, utilizan muchas matemáticas y algunos artilugios realmente interesantes, e incluso se mojan un poco a veces. Los resultados son asombrosos. Los hidrólogos ayudan a los diseñadores e ingenieros a construir presas y diques para mantener las ciudades a salvo de las inundaciones. rastrear la contaminación y encontrar nuevas fuentes de agua; incluso ayudan a rastrear el agua
en el espacio.
Debido a que el agua está en todas partes y es tan fundamental para casi todo lo que hacemos, los hidrólogos abarcan casi todas las ramas de la ciencia, desde la física y la geología hasta la astronomía y la ecología. Hay tantas formas de estudiar las aguas de la Tierra; aquí hay algunos.
Hidrología espacial es el estudio del movimiento de las aguas de la Tierra a través del ciclo hidrológico utilizando una base de datos espacial desarrollada en un sistema de información geográfica (SIG). Esto significa que intentan conectar el espacio variable que es la tierra con el tiempo variable y el flujo que es el agua.
[fuente:Universidad de Purdue].
Hidrogeología , o hidrología de aguas subterráneas , rastrea el flujo de agua a través del suelo y hacia los sistemas subterráneos. Hidrogeólogos ayudar a encontrar fuentes de agua subterráneas (acuíferos) que podamos aprovechar para beber agua. Ellos monitorean estos, así como el flujo de agua hacia los sitios subterráneos para determinar la cantidad que se extrae. También averiguan cómo fluye el agua a través del suelo. Esto puede sonar aburrido pero si es un agricultor que necesita la cantidad adecuada de humedad del suelo para cultivar sus cultivos, es información vital. Los hidrogeólogos ayudan con las prácticas de riego y monitorean la contaminación que se filtra a través del suelo hacia nuestros pozos.
Hidrología de la zona vadosa es un subconjunto de la hidrogeología que se centra en la capa de tierra directamente sobre un acuífero, llamada zona vadosa. Esta zona es importante porque actúa como filtro final y dispositivo de aireación antes de que la lluvia se convierta en agua subterránea. que a veces se extrae directamente del suelo a través de pozos y se utiliza sin métodos de purificación. Si la zona vadosa no es saludable, también lo es gran parte de nuestra agua potable.
Hidráulica no tiene nada que ver con hacer que tu auto haga trucos geniales (bueno, lo hace, simplemente no en este contexto). Este es el estudio del flujo físico del agua. Los profesionales de la hidráulica utilizan modelos matemáticos para rastrear el flujo de agua de una fuente a otra. El propósito principal de esto es rastrear no el agua sino los contaminantes que contiene. Por ejemplo, si una fábrica arroja residuos industriales a un río, fluirá río abajo y eventualmente se dispersará en el océano. ¿Quién sabe dónde acabará? Las personas que estudian hidráulica lo hacen.
Hidrometeorología , también conocido como hidroclimatología , utiliza instrumentos meteorológicos para calcular cuánta lluvia caerá y en qué áreas específicas. Esto es útil por muchas razones, no solo para saber cuándo llevar su paraguas al salir de la casa. La hidrometeorología puede ayudar a determinar cuánta agua llegará a un área en un año determinado. Esto ayuda con la construcción de dispositivos de control de inundaciones y
sistemas de riego.
En una forma de ciencia conocida como dendrohidrología , dendrohidrólogos utilizar anillos de árboles para ayudar a determinar las condiciones históricas de lluvia y sequía, flujo de corriente, escapada, y mucho más. Conocer esta información puede ayudar a las regiones sin registros históricos confiables a predecir el futuro hidrológico.
Si el suministro de agua del mundo contiene la misma cantidad de agua hoy que al principio, entonces, ¿cómo es posible desperdiciar agua? ¿No volverá? ¿Por qué la gente pelea por el agua? Descúbrelo en el
siguiente página.
Hidrología en las Fuerzas ArmadasLos hidrólogos no solo hacen cosas como controlar las inundaciones y la contaminación del agua. La NASA tiene un programa de hidrología que mapea los océanos desde el espacio exterior. Otros programas en los EE. UU. Preparan informes hidrológicos sobre las consecuencias para el suministro de agua de un área si se usa un arma de destrucción masiva en la región. Estos informes se pueden utilizar para ayudar a aclarar las consecuencias de un ataque, o, por otra parte, pueden indicar una forma de quitarle el suministro de agua a una nación [fuente:Seguridad Global].
Los hidrólogos buscan continuamente formas de mejorar las plantas de tratamiento de agua. Flip Chalfant / Getty Images Si bien la Tierra todavía tiene la misma cantidad de agua que siempre ha tenido, la demanda de agua es mayor que nunca. La población sigue creciendo y todos deben ser alimentados y vestidos con materiales que deben cultivarse con agua. Las mismas personas necesitan vivir en casas construidas con acero, Tablas de madera, u otros materiales de construcción diversos, de nuevo, estos materiales requieren una gran cantidad de agua para fabricarse o crecer. Por supuesto, la gente también tiene que bañarse y lavar su ropa e ir al baño… todo esto
toma agua.
¿Quieres conocer el verdadero truco? El agua no cae uniformemente sobre toda la Tierra. Un lugar puede tener demasiada lluvia causando inundaciones y devastación, mientras que otro puede obtener muy poco, provocando una sequía. Una vez que el agua se va por el desagüe, lleva un tiempo volver a procesarlo y convertirlo en algo que se pueda volver a utilizar. Si no hay suficiente lluvia para su área y la población usa demasiada agua, los niveles de reserva descienden más rápido de lo que se pueden reponer.
Los hidrólogos buscan constantemente formas de encontrar más agua para satisfacer las demandas actuales. Las instalaciones de tratamiento de agua toman el agua que se ha utilizado como residuo y la vuelven a convertir en agua dulce, agua local que se puede volver a consumir. Los hidrólogos no solo buscan formas de mejorar estas instalaciones, también intentan encontrar nuevos pozos de agua subterráneos y, quizás aún más importante, descubra cómo mantener estos suministros con la creciente amenaza de contaminación.
La contaminación es un desperdicio industrial, emisiones de automóviles, escorrentía de plaguicidas y desechos animales de las granjas, y nutrientes extra en los suelos que provocan un desequilibrio. Estos pueden desembocar en lagos Rios y corrientes; filtrarse en el agua subterránea; o acumularse en el aire y caer al suelo como lluvia ácida. Mapear el curso de estos contaminantes a través de la hidráulica ambiental es una forma en que los hidrólogos ayudan a localizar y limpiar
contaminantes.
Don Moseley, Director de Proyectos Experimentales de Wal-Mart, luce el asfalto absorbente en el estacionamiento de un nuevo, Wal-Mart Super Store más ecológica y experimental en Aurora, Colo. Thomas Cooper / Getty Images Otra forma es a través de innovaciones como los materiales de pavimento permeables. Cuando llueve a veces contiene contaminantes. En lugares con mucha gente, como la mayoría de las ciudades, también suele haber mucho hormigón. Esto elimina todos los contaminantes de la carretera y los lleva a la alcantarilla más cercana, sistema de drenaje o río, que rebosa de agua y no tiene otro lugar adonde ir. El hormigón es impermeable:no permite que el agua pase a través de él hacia el suelo. Esto plantea un problema, porque filtrar los contaminantes con rocas y arena es el primer sistema de filtración de agua natural para nuestras aguas subterráneas.
Una respuesta a este problema puede ser el hormigón permeable. Esta superficie permite que el agua pase a través de ella, algo así como suelo. Elimina la presión de los sistemas de alcantarillado en áreas urbanas donde toda el agua y los desechos tienen que drenarse durante una gran lluvia. También ayuda con el control de inundaciones y el control de la contaminación. Los costos, sin embargo, a veces son prohibitivamente altos. Cavar calles y reemplazar el concreto no es una tarea fácil. La mejor manera de comenzar el proceso de planificación permeable es comenzar durante la fase de planificación de un proyecto.
Esta es solo una de las muchas formas en que los hidrólogos trabajan para mantener segura nuestra agua subterránea. Otros hidrólogos investigan los niveles de contaminación en la nieve, suelo e incluso glaciares.
En la página siguiente, descubra cómo los hidrólogos pueden predecir, y a veces incluso prevenir, inundaciones.
Un negocio está rodeado por el agua de la inundación del río Mississippi en Foley, Mo. Joe Raedle / Getty Images Cualquiera que haya experimentado una inundación o conozca a alguien que haya entendido que las inundaciones son un asunto serio. Pueden eliminar comunidades enteras y nivelar cientos de años de historia en solo segundos.
Algunas inundaciones pueden llegar repentinamente, se denominan Inundaciones repentinas o inundaciones críticas . A veces ni siquiera tiene que estar lloviendo en algún lugar cercano para que ocurra una inundación repentina. Las inundaciones repentinas pueden ocurrir cuando se producen fuertes lluvias río arriba y el agua fluye río abajo, cobrando más impulso a medida que pasa. Otro tipo de inundación crítica ocurre cuando algún tipo de dispositivo de retención de inundaciones, como una presa o un dique, se rompe y el agua se precipita.
Inundaciones no críticas son inundaciones que pasan lentamente, durante un período de tiempo relativamente largo. Ocurren cuando las fuertes lluvias caen durante días y días, y ríos, los lagos y arroyos se expanden más allá de sus límites normales. No se deje engañar por el nombre:las inundaciones no críticas pueden ser tan devastadoras como las inundaciones repentinas si no están preparadas para ellas. y también pueden provocar inundaciones críticas.
Los hidrólogos trabajan constantemente para prevenir y reducir la gravedad de las inundaciones. Hidroclimatólogos utilizar datos de lluvia y tecnología meteorológica para ayudar a determinar la precipitación máxima para un área. Luego tratan de determinar cuándo podrían ocurrir inundaciones y cuánta lluvia se necesitaría para inundar un área.
Con esta información, los hidrólogos trabajan con organizaciones, como la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias de los Estados Unidos (FEMA), para ayudar a planificar el desarrollo de la ciudad y la respuesta a emergencias. Esto se basa en la idea de que una gran inundación ocurre una vez cada cien años. El objetivo de un hidrólogo es descubrir cuáles son las peores posibilidades de inundación en un lapso de cien años y diseñar en torno a esa posibilidad para minimizar el daño y el costo de la reconstrucción. Algunas veces, si el costo de construir un dispositivo de inundación con una resistencia de cien años es mucho mayor que el costo de reconstrucción, Los ingenieros construirán para la posibilidad de una inundación de 25 o 30 años, la peor inundación posible que podría ocurrir cada 25 a 30 años. Esto suele ocurrir en áreas remotas, como parques o bosques, donde no hay mucha gente que pueda
Ser afectado.
El trabajo de los hidrólogos determina dónde y cómo construir no solo dispositivos de inundación como diques, presas y alcantarillas, pero también dónde poner ciudades y barrios enteros. La seguridad es lo más importante. El control de inundaciones exitoso no siempre es evidente, pero los intentos fallidos son demasiado obvios.
Algunos hidrólogos van a los confines de la Tierra para estudiar el sistema hídrico; algunos van incluso más lejos. Descubra hasta dónde están dispuestos a llegar algunos en la página siguiente.
Este mapa digital muestra el riesgo de inundaciones en determinadas zonas del Reino Unido. Norwich Union produce mapas de inundaciones utilizando tecnología digital, permitiéndole evaluar el riesgo de viviendas individuales cerca de las llanuras aluviales. Norwich Union / Getty Images El agua está en todas partes pero no siempre es accesible. Los hidrólogos usan modelos, mapas y figuras para ayudarlos a distinguir dónde está el agua:los acuíferos subterráneos y los glaciares remotos no son rival para un hidrólogo bien informado.
Hidrólogos espaciales utilizar GIS (sistemas de interfaz global) y GPS (sistemas de posicionamiento global) para ayudarles a trazar el flujo de la corriente, contaminación y diversos problemas ambientales. Estos pueden verse como cualquier cosa, desde un gráfico de líneas hasta un modelo tridimensional a gran escala de un río o sistema de agua subterránea. Estos sistemas de alta tecnología utilizan coordenadas, mediciones y datos para generar imágenes detalladas de la zona.
Los hidrólogos llegarán bastante lejos para obtener información sobre el movimiento del agua. Los satélites de teledetección orbitan la Tierra, tomar fotografías de los océanos y lo que está sucediendo en ellos. Los satélites producen mapas topográficos del océano, que ayudan a los hidrólogos a estudiar los océanos y sus movimientos en su conjunto. Incluso hay una herramienta de detección remota de arrecifes de coral. Los arrecifes son un gran recurso ecológico, ayudando a producir oxígeno y mantener un equilibrio ambiental para todo el planeta. Saber dónde están estos arrecifes y cómo estudiarlos es muy importante.
Esta imagen de un satélite de la NASA muestra la costa de las Bahamas, Florida y Cuba. Los bancos son arrecifes de coral poco profundos que reflejan la luz a través del océano, dándole un color azul brillante. Imágenes de Stocktrek / Getty Images Hidrología paramétrica es una rama más teórica de la hidrología. Utiliza modelos informáticos para establecer relaciones entre eventos en el ciclo hidrológico. Luego utiliza estas relaciones para generar posibles nuevos eventos.
En general, los hidrólogos son un grupo grande y diverso. Se dedican a la preservación del agua de la Tierra por cualquier medio necesario. Los hidrólogos ayudan a mantener el sustento de la humanidad ayudando a regular las inundaciones, contaminación y alcantarillado. No solo eso, llegan a hacer algunos modelos realmente fascinantes. La hidrología es una rama de la ciencia que siempre estará en demanda, especialmente a medida que nuestra población sigue creciendo y aumenta la demanda de agua dulce.
Para aprender más sobre el agua que nos rodea, siga los enlaces de la página siguiente. Ellos le proporcionarán más información.
Agua, ¿Agua por todas partes?Los científicos han encontrado recientemente restos de agua en vidrio volcánico recogido de la luna, haciéndoles cuestionar cómo llegó a ser la luna. Una vieja idea era que un planeta rebelde, aproximadamente del tamaño de Marte, estrellado contra la tierra, causando que grandes partes de nuestro planeta se rompan. Estas piezas se juntaron y formaron la luna, aunque cualquier átomo de luz, como el hidrógeno, no pudieron sobrevivir. Encontrar agua en las rocas podría poner en duda la edad y el origen de la luna [fuente:National Geographic].
