Hidrologia Global

HIDROLOGIA GLOBAL
Jesús Carrera Ramírez
Instituto Ciencias de la Tierra
CSIC
Barcelona


1. Introducción
La hidrología es la rama de la ciencia que estudia cómo se mueve el agua en la Tierra, cómo se transforma, qué factores controlan su abundancia, etc. La cuestión básica es: ¿Por qué fluyen los ríos cuando no llueve? La respuesta a esta pregunta nos parece trivial hoy día. Sinembargo, en comparación con otras ramas del conocimiento, se tardó mucho en dar una respuesta satisfactoria.
Los griegos pensaban que el agua del mar era una mezcla de agua y tierra (dos de los cinco elementos básicos). Ello hacía que tuviese una tendencia a fluir hacia los continentes, donde la componente térrea volvía a su medio natural, convirtiendo el agua en menos salada y favoreciendo quese hiciese más ligera. De hecho, se hacía tan ligera que se llegaba a convertir en las nubes que con frecuencia se observan en las cumbres de las montañas. El respeto por los griegos era tal que se tardó mucho en cuestionar este esquema.
No fue hasta el siglo XVIII en que Perrault (familiar del de Caperucita) y Halley (el mismo del cometa) echaron cuentas y concluyeron que el ciclo hidrológicoera al revés. El que definitivamente cerró el ciclo hidrológico tal como hoy lo entendemos fue, ya a principios del siglo XIX, Dalton (que, irónicamente, pasó a la historia por confundir colores).
El hecho es que, tal vez debido a un comienzo tan tardío, el ciclo hidrológico sigue rodeado de un halo de misterio. La verdad es que no faltan motivos. En zonas áridas, las lluvias son una bendiciónque viene cuando Dios quiere (por ello se saca a la Virgen para que interceda). Las avenidas siguen siendo debidas a la mano de Dios y las aguas subterráneas son cosa de zahoríes. En este contexto, el cambio climático nos amenaza con reducir drásticamente la disponibilidad de agua. Este capítulo se dedica a arrojar un poco de luz sobre todos estos temas.


2. Los ciclos globales de agua yenergía
La evaporación viene gobernada por la energía solar, por lo que la energía controla el ciclo del agua. Sin embargo, lo contrario también es cierto ya que una parte importante de la energía solar incidente termina gastándose en evaporación, por lo que el agua también controla el ciclo de energía. Ambos inciden sobre la vegetación que también ejerce un importante control sobre los mismos.Ello hace que el ciclo del carbono y otros elementos quede estrechamente ligado a los de agua y energía, por lo que estudiar solo uno de los ciclos es muy parcial. El espacio no permite analizarlos todos. Por ello, nos limitaremos a los ciclo globales de agua y energía, que están estrechamente ligados, afirmación que también es válida cuando se habla de la gestión humana de los recursos.
Elbalance global de energía se muestra en la Figura 1. Para entenderla, hay que pensar que la energía entra y sale de la Tierra por radiación. Conviene distinguir entre radiación de onda corta, que es la que distingue el ojo humano y emiten los cuerpos muy calientes (el Sol o una llama), y, onda corta, que es invisible y es la emitida por los cuerpos a las temperaturas habituales en la Tierra. Deltotal de radiación de onda corta incidente, solo la mitad (49%) llega al suelo (y al mar). El resto es absorbido por la atmósfera (20%), para ser luego reemitida como radiación de onda larga, reflejada por nubes y partículas (22%) o por la superficie del suelo (9%). Del 49% absorbido por el suelo, un 7% se devuelve a la atmósfera en forma de calor sensible (conducción y convección desde lasuperficie del suelo al aire, que calientan de aire), un 23% se consume en evaporar agua del suelo (vuelve a la atmósfera como calor latente en el vapor de agua y dará lugar a las nubes) y 19% restante se reemite como radiación. Dado que la temperatura de la superficie de la Tierra es moderada, la longitud de onda de la radiación emitida es relativamente larga. Por tanto, la radiación emitida por la...