Il ciclo dell'acqua

[axpgn]

Fin dalle Elementari conosciamo il cosiddetto ciclo dell'acqua, che parte dall'evaporazione degli oceani (ma anche dalle terre emerse), con il vapore acqueo che staziona nell'atmosfera per un certo tempo e poi ricade sotto forma di pioggia e neve ed infine scorre per ritornare negli oceani.

Sapreste stimare quanto tempo, mediamente, una molecola d'acqua rimane in atmosfera? E per quanto tempo, sempre mediamente, rimane sulla superficie terrestre (terreno, oceani, fiumi, ecc.)?

Agevolo schemino

Cordialmente, Alex

[mgrau]

A lume di naso, direi che il rapporto dei tempi è uguale al rapporto delle masse.
E aggiungo un'altra domanda. Sapreste stimare quante volte una molecola d'acqua ha percorso il ciclo?

[axpgn]

Anche assumendo che sia vero quanto dici (dovrei verificare), ciò però non risponde alla richiesta.

Per quanto riguarda la tua, anderebbe specificato a partire da quando e si dovrebbe anche ipotizzare che il ciclo sia più o meno sempre stato lo stesso.
Assodato questo diventa "automatico" stabilire il numero di cicli dalla durata degli stessi. IMHO.


Cordialmente, Alex

[mgrau]

"axpgn":Anche assumendo che sia vero quanto dici (dovrei verificare), ciò però non risponde alla richiesta.

Giusto
Vedrei due strade:
1 - stimare la quantità di pioggia annuale, e farne il rapporto con la quantità d'acqua contenuta nell'atmosfera
2 - a rovescio, stimare il numero di cicli, e farne il rapporto con l'età della Terra. E
2a - il numero di cicli lo stimerei basandomi sulla salinità del mare (hint relativo alla mia domanda)

[ingres]

Probabilmente sono stime sballate.

atmosfera: circa 6 gg
superficie terrestre: circa 170 anni

[axpgn]

Come ci sei arrivato? È interessante saperlo

Sull'atmosfera non sei molto lontano, sul resto molto di più


Cordialmente, Alex

[ingres]

Ho trovato dei numeri da inserire nello schema



Poi per ogni volume ho calcolato il tempo di svuotamento, ovvero il tempo necessario a svuotarlo completamente a portate di uscita costanti e annullando le portate di ingresso, come se i nuovi ingressi spingessero via quello che era già presente, e ho diviso per 2 per avere un valore medio.

Quindi:
atmosfera: $T_a = 0.5 * 13/423 =0.0154 text( anni) = 5.6 text( giorni)$
superficie: $T_s = 0.5 * 33600/99 = 169.7 text( anni) $

[axpgn]

I volumi di oceani e atmosfera sono esattamente gli stessi che ho io mentre quello per le terre è un pochino scarso.
I flussi in generale sono scarsi rispetto ai dati miei tranne quello dell'evaporazione terrestre che è pari a quello che ho.
Queste differenze non giustificano però la diversità del risultato tuo rispetto al mio, soprattutto quello relativo alla permanenza sulla terra

[axpgn]

Permanenza media in atmosfera: 9.2 giorni

Permanenza media negli oceani: 2679 anni

[ingres]

Hanno grosso modo utilizzato l'intero tempo di svuotamento, probabilmente con una correzione con la superficie per oceani e terra.
Comunque se usi solo il tempo di svuotamento si ha:

Atmosfera: $T = 13/(410+108) = 0.0251 text( anni) = 9.2 text( giorni)$
Oceani: $T= 1350000/456 =2960 text( anni)$
Terreno: $T=37500/108 = 347 text( anni)$

[Quinzio]

"axpgn":


Permanenza media in atmosfera: 9.2 giorni

Permanenza media negli oceani: 2679 anni

2679 anni !!!
Quindi che fine fa Cromwell e la sua vescica ?
Il biologo inglese Lewis Wolpert è l'autore di una battuta piuttosto celebre, forse perché fa un certo effetto: se prendi un bicchier d'acqua, ci sono buone probabilità che una delle molecole dentro al bicchiere sia transitata dalla vescica di Oliver Cromwell.

[axpgn]

Ho sbagliato a scrivere "Permanenza media negli oceani", volevo dire "Permanenza media sulla superficie terrestre: 2679 anni"; così i conti tornano

[ingres]

Ti dirò che mi tornava di più prima (alla faccia di Cromwell )
Per curiosità negli oceani quanto dovrebbe essere?

[axpgn]

Oh, beh, c'è tutto un capitoletto ma nello specifica riporta solo quella formuletta ovvero

$T=V/Q=(1387.5*10^15)/(518*10^12)=2679\text( anni)$

[ingres]

Ti direi che quello è il tempo di svuotamento oceani + terraferma. Infatti se li considero assieme

$T = (V_1 + V_2)/(Q_1+ Q_2) = ((1350+37.5)*10^(15))/((456+62)*10^12)=(1387.5*10^(15))/(518*10^12)$

[axpgn]

Sì, ok, è proprio quello che fa ma non capisco il punto

[ingres]

Per il tipo di conto credo che il risultato non sia relativo alla sola terraferma o al solo l'oceano ma alla permanenza in uno dei due indistintamente.

[axpgn]

Sì, lo davo per sottinteso ovvero "tempo medio in cui una molecola d'acqua NON si trova nell'atmosfera"

[ingres]

Ok, così torna tutto