cicle de l'aigua models hidrològicsrua.ua.es/dspace/bitstream/10045/36055/4/tema aigua.pdf ·...
TRANSCRIPT
Cicle de l'aiguaModels hidrològicsModels hidrològics
1,386.000.000 km3
Tota l'aigua del planeta!
Reservori Temps mitjà de residència
Glaceres 20 to 100 anys
Cobertura estacional de neu 2 to 6 mesos
Humitat del sòl 1 to 2 mesos
Aigües subterrànies: superficials 100 to 200 anys
Aigües subterrànies: profundes 10,000 anys
Llacs 50 to 100 anys
Rius 2 to 6 mesos
TEMPS MITJÀ DE RESIDÈNCIA = VOLUM / FLUX
FLUXOSFLUXOS
OCEANSOCEANS
OCEANSOCEANS
OCEANSOCEANS
C.POLARSOCEANS -
• El gel de les glaceres cobreix el 10 – 11% de tota la terra.• Si totes les glaceres es fongueren avui el nivell del mar augmentaria uns 70 m.• Durant l'última edat de gel (glaceres cobrien 1/3 de la terra) el nivell del mar era 122 m més baix.• Durant l'última onada de calor, fa 125.000 anys, el mar estava uns 5,5 m més elevat• Fa uns tres milions d'anys els mars podrien haver estat fins 50 m més elevats.
C.P
OLA
RS
H. ergaster 1,3 Ma H. erectus 0,75 Ma H. sapiens 0,25 Ma
OC
EAN
S -
C.P
OLA
RS
http://globalfloodmap.org/Spain
• El nivell del mar augmentarà en 2100 entre 20 i 60 cm respecte del nivell actualOC
EAN
S -
EVA
PO
TRA
NSP
IRA
CIÓ
PO
TEN
CIA
L (E
TP)
EVA
PO
TRA
NSP
IRA
CIÓ
PO
TEN
CIA
L (E
TP)
ETP: Cultiu de referència en condicions òptimes; gespa ben regada amb una alçada assumida de 12 cm, una resistència superficial fixa de 70 segons m-1 i un albedo de 0,23.
www.worldclim.orghttp://www.fao.org/NR/climpag/pub/EN1102_en.asp
EVA
PO
TRA
NSP
IRA
CIÓ
PO
TEN
CIA
L (E
TP)
• A Espanya l'ETP mitjana anual és de 800 mm i l'ETR 445 mm
http://www.eea.europa.eu/publications/92-9167-056-1/page003.htmlEVA
PO
TRA
NSP
IRA
CIÓ
PO
TEN
CIA
L (E
TP)
EVAPOTRANSPIRACIÓ REAL (ETR)
•M
itjana
de <1
mm
dia
-1a 4
mm
dia
-1en
ocean
s
EVAPOTRANSPIRACIÓ REAL (ETR)
EVA
PO
TRA
NSP
IRA
CIÓ
REA
L (E
TR)
Mu, Q., F. A. Heinsch, M. Zhao and S. W. Running (2007). Development of a global evapotranspiration algorithm based on MODIS and global meteorology data. Remote Sensing of Environment, 111: 519-536.
• En continents el 64% de la precipitació s'evapotranspira
EVA
PO
TRA
NSP
IRA
CIÓ
REA
L (E
TR)
PR
ECIP
ITA
CIÓ
• Tot el vapor d'aigua de l'atmosfera correspondria a una pluja de 25 mm
• 25-50% de la precipitació a l'Amazònia prové de la mateixa conca
PR
ECIP
ITA
CIÓ
PRECIPITACIÓPRECIPITACIÓ
AP
LIC
AC
ION
S D
E L'
ET
• L'eficiència del reg (%): pèrdua d'aigua a través de la transpiració expressada com % d'aigua afegida mitjançant el reg.
(www.eu-watch.org/about/two-years-of-collaboration)
AP
LIC
AC
ION
S D
E L'
ET
AP
LIC
AC
ION
S D
E L'
ET
Aridity Index (AI) = MAP / MAE
AP
LIC
AC
ION
S D
E L'
ET
Classificació Índex d´aridesaSuperf. terrestre
del planeta
Híper-àrid AI < 0.05 7.5%
Àrid 0.05 < AI < 0.20 12.1%
Semi-àrid 0.20 < AI < 0.50 17.7%
Sec subhumit 0.50 < AI < 0.65 9.9%
• L'eficiència en l'ús de l'aigua mitjana del planeta és de 1,28 mmol CO2 mol agua-1
FLUXOSFLUXOS
SUB
TER
RÀ
NIE
S
• Només el 10% de la precipitació passa a aigües subterrànies
AIG
ÜES
SU
BTE
RR
ÀN
IES
Aqüífer Ventós-CastellarSU
BTE
RR
ÀN
IES
Andreu i al. (2005)
AIG
ÜES
SU
BTE
RR
ÀN
IES
Aqüífer Ventós-CastellarSU
BTE
RR
ÀN
IES
Andreu i al. (2005)
AIG
ÜES
SU
BTE
RR
ÀN
IES
SOBREEXPLOTACIÓ D'AQÜÍFERSSOBREEXPLOTACIÓ D'AQÜÍFERS
FLUXOSFLUXOS
ContinentEscolament PerUnitat d'àrea
(mm/any)
Europa 300
Àsia 286
Àfrica 139
Amèrica del Nord i Central
265
Sud Amèrica 445
Austràlia, Nova Zelanda i Nova Guinea
218
L’Antàrtida i Grenlàndia
164
ESC
OLA
MEN
T
Grenlàndia164
• L'escolament a Austràlia és de només 40 mm any-1
• L'Amazònia transporta el 20% de l'aigua que arriba anualment al mar de tots els rius
ESC
OLA
MEN
T
Factors meteorològics que afecten l'escolament: •Tipus de precipitació (pluja, neu, aiguaneu, etc.)•Intensitat de pluja•Quantitat de pluja•Duració de la pluja•Distribució de la pluja en la conca de drenatge•Direcció de moviment de la tempesta•Darrera precipitació i la seua influència en la humitat del sòl•Altres condicions meteorològiques i climàtiques que afecten l’evapotranspiració, com la temperatura, el vent, humitat relativa i l'estació de l'any.
INU
ND
AC
ION
S
l'any.Característiques físiques que afecten l'escolament:•L'ús del territori•Vegetació•Tipus de sòl•Àrea de drenatge•Forma de la conca•Elevació•Topografia, especialment la pendent del terreny•Patrons de la xarxa de drenatge•Estanys, llacunes, reservoris, etc. en la conca, els quals impedeixen o retarden l'escolament d'aigüesavall continues.
INU
ND
AC
ION
S
http://www.eyeonearth.org/en-us/Pages/Home.aspx
INUNDACIONSINUNDACIONS
INUNDACIONSINUNDACIONS
INU
ND
AC
ION
S
Les inundacions catastròfiques causen tragèdies humanes, posant en perill les vides i suposant fortes pèrdues econòmiques. A més de conseqüències socials, les inundacions poden tindre severes conseqüències ambientals, per exemple quan es veuen afectades grans instal·lacions que contenen importants quantitats de químics tòxics.Les properes dècades és probable que vegem un major risc d'inundacions a Europa amb danys econòmics més importants.En els últims cinc anys, Europa ha patit més de 100 inundacions greus, inclosos els desbordaments catastròfics dels rius Danubi i Elba a l'estiu de 2002, al nord del Caucas, al juliol i agost de 2002, als Alps a l'estiu de 2005 i al llarg del Danubi, a la primavera de 2006. Des de 2000, les inundacions a Europa han causat almenys 700 morts, el desplaçament de vora mig milió de persones i 25 mil milions d'euros com a mínim de pèrdues econòmiques assegurades.
INU
ND
AC
ION
S
Les tendències de màxim flux en 7 dies al llarg d'Europa. 1963 – 2000. Blau representa tendències positives, roig negatives. Les unitats
Anàlisis recents suggereixen que l'escalfament global pot reduir el risc d'inundacions a les zones on el tipus d'inundació dominant és deguda al desgel anual, excepte en les regions on un fort augment de les nevades d'hivern pesa més que els efectes d'una temporada de neu més càlida i més curta (Dankers i Feyen, 2009). En altres parts d'Europa hi ha molta més incertesa de com es veurà afectat el risc d'inundació a causa del canvi climàtic. Els augments en els cabals fluvials extrems han sigut predits en diversos estudis i podrien ocórrer durant períodes de temps relativament curts (Kay i Jones, 2011)
INU
ND
AC
ION
S
positives, roig negatives. Les unitats són % del flux mitjà de 7 dies per a la conca corresponent o quadrícula del model per al període 1963-2000. Mitjana d'un total de vuit models per a Europa. Modificat per Stahl i al., 2012.
INU
ND
AC
ION
S
RAINFALL/FLOODING SIMULATIONS WORLDWIDE: Near Real time Global Hydrological Simulation and Flood Monitoring Demonstration System (Using Distributed CREST Model and Satellite Remote Sensing Technology) http://eos.ou.edu/
ÚS
DE
L'A
IGU
A
L'últim informe de la Convenció Internacional sobre Canvi Climàtic (IPCC, 2007a) preveu que la temperatura mitjana global en 2100 serà entre 1.8-4.0ºC més elevada que la mitjana del període entre 1980-2000 (millor estimació, probablement entre 1.1-6.4ºC). El nivell del mar s'estima que augmentarà 0.18-0.59 m per a 2100 (basat en observacions dels ràtios de flux de gel des de Grenlàndia i l'Antàrtida). També es preveuen esdeveniments d'oratge extrem més freqüents i intensos (tant inundacions com sequeres)
ÚS
DE
L'A
IGU
A
Sector Aigua extreta Consum d´aigua
Agricultura 66 % 93 %
Industria 20 % 4 %
Ús domèstic 10 % 3 %
Evaporació d´aigua dels reservoris 4 %
La major part de l'aigua és consumida per l'agricultura. En la següent taula d'usos de l'aigua, s'ha de tenir en compte que alguns dels usos requereixen aigua dels embassaments, però posteriorment part d’aquesta aigua es retorna. La diferència entre el que s'extrau i el que es retorna és el consum. La majoria de l'aigua domèstica es retorna als rius mitjançant els sistemes de clavegueram de la ciutat.
IMPA
CTE
HU
MÀ
Sector Aigua extreta
GLO
BA
L
• Globalment l'ésser humà utilitza el 54% de l'aigua dels rius• 77% de la descàrrega dels rius prové de rius regulats (embassaments, canals, etc.)
IMPA
CTE
HU
MÀ
Sector Aigua extreta
Agricultura 44 %
Industria 40 %
Ús domèstic 15 %EUR
OPA
Sector Aigua extreta
Agricultura 80 %
Industria 6 %
Ús domèstic 14 %ESPA
NYA
DEFORESTACIÓ A GRAN ESCALA – DELTA DE L'EBRE
DEFORESTACIÓ A GRAN ESCALA – DELTA DE L'EBRE
Evolution of the Ebro river delta
Guillén & Palanqués, 1997
GUARDAMAR DEL SEGURA PRINCIPIS DEL SEGLE XX
GUARDAMAR DEL SEGURA PRINCIPIS DEL SEGLE XX
ORIOLA ANYS 60
IMPACTE HUMÀIMPACTE HUMÀ
IMPACTE HUMÀIMPACTE HUMÀ
EEA: Percentatge de masses d'aigua: rius, llacs, de transició i costaneres, naturals, altament modificades, artificials i de tipus desconegut
IMPA
CTE
HU
MÀ
IMPA
CTE
HU
MÀ
IMPACTE HUMÀIMPACTE HUMÀ
CIC
LE L
OC
AL
PRECIPITACIÓ
ESCOLAMENT CORTICAL
INTERCEPTACIÓ
CIC
LE L
OC
AL
TRASCOL
ESCOLAMENTSUPERFICIAL
DRENATGE PROFUND
CIC
LE L
OC
AL
Rosmarinus officinalis
CIC
LE L
OC
AL
Belmonte Serrato, F. (2001). Balance hídrico, distribución de flujos y modelización de la interceptación en dos arbustos semiáridos mediante lluvia simulada. Papeles de Geografía 33: 23-34
Minuts
PLANTPLANT--SOIL RELATIONS SOIL RELATIONS -- WATERWATERVolum de precipitació 554
Intercepció 195ET 280
PINUS HALEPENSIS + HERBESC
ICLE
LO
CA
L
Intercepció 125
ET 266Escolament 10
Escolament 6
Emmagatzematge sòl -11
Emmagatzematge sòl 14
Drenatge profund 80
Drenatge profund 142
HERBASSAR
From Bellot i al., 2001 (data in mm)
CIC
LE L
OC
AL
CIC
LE L
OC
AL
Pluja anual i drenatge en diverses conques mediterrànies (Puigdefábregas & Mendizábal, 1998)
CIC
LE L
OC
AL
Dre
natge
ETR
CICLE LOCALCICLE LOCAL
15
20
25
30
35
40
45
Reducció del pic d´inundació degut al bosc (%)
CICLE LOCAL
0 5
10
15
0.1
11
01
00
10
00
Reducció del pic d
Pe
ríod
e d
e reto
rn (an
ys)
CICLE LOCAL
Corba IDF o d'intensitat-duració-freqüència
CIC
LE L
OC
AL
CIC
LE L
OC
AL
• Turner et al. (1990). The Earth as transformed by human action. Cambridge Univ. Press• Calder, I.R. (2005). Blue Revolution. Integrated land and water resource management. Earthscan.• Schlesinger, W.H. (2000). Biogeoquímica. Un análisis del cambio global. Ariel Ciencia.
http://ga.water.usgs.gov/edu/watercyclerunoff.html
http://www.physicalgeography.net/weblinks_ch8.html
USGS, EEA