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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E9 - Ciclo Hidrológico Global
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4615
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Reservorios globales
Inventario y almacenamiento de agua en atmósfera, océanos, hielo y continentes.
Grupo 2: Grupo 2: Evaporación y transporte atmosférico
Transferencia de agua y energía desde el océano hacia la atmósfera por evaporación.
Grupo 3: Grupo 3: Precipitación oceánica y continental
Descarga atmosférica de agua hacia océano y continentes, con partición espacial del flujo.
Grupo 4: Grupo 4: Escorrentía y cierre continental
Retorno del agua continental al océano mediante ríos y napas subterráneas.
Grupo 5: Grupo 5: Intensificación por calentamiento
Aumento de capacidad atmosférica de vapor y de intensidad media de precipitación con calentamiento.
Grupo 6: Grupo 6: Contraste húmedo-seco
Respuesta espacial desigual: regiones húmedas se humedecen y regiones secas se secan.
Grupo 7: Grupo 7: Nexo agua-energía
Acoplamiento del transporte de agua con calor latente y redistribución energética climática.
ID:1690
Grupo 1: Grupo 1: Reservorios globales
Descripción
Inventario y almacenamiento de agua en atmósfera, océanos, hielo y continentes.
Pregunta clave: ¿Dónde se almacena globalmente el agua y qué hace que el sistema sea un ciclo?
Inventario y almacenamiento de agua en atmósfera, océanos, hielo y continentes. El ciclo hidrológico global describe el movimiento continuo del agua entre cuatro reservorios: la atmósfera, que contiene cerca de trece mil kilómetros cúbicos de agua; los océanos, que contienen cerca de mil cuatrocientos millones de kilómetros cúbicos de agua; el hielo, que contiene cerca de veintiséis millones de kilómetros cúbicos de agua; y los continentes, que contienen cerca de un millón de kilómetros cúbicos de agua fuera del hielo. La escorrentía, por último, devuelve al océano cerca de cuarenta y cuatro mil kilómetros cúbicos de agua cada año, el agua que cayó como precipitación sobre los continentes y que los ríos y las napas subterráneas terminan drenando de vuelta hacia el océano, cerrando así el ciclo hidrológico global entre el océano, la atmósfera y los continentes. El agua se mueve constantemente entre estos cuatro reservorios del ciclo hidrológico global, y ese movimiento continuo es lo que define al propio ciclo hidrológico global como un ciclo y no como cuatro reservorios estáticos e independientes entre sí.
ID:3142
Grupo 2: Grupo 2: Evaporación y transporte atmosférico
Descripción
Transferencia de agua y energía desde el océano hacia la atmósfera por evaporación.
Pregunta clave: ¿Cómo pasa agua y energía del océano a la atmósfera?
Transferencia de agua y energía desde el océano hacia la atmósfera por evaporación. La evaporación consume cerca de ochenta y cinco vatios por metro cuadrado del flujo de calor latente global, la energía que la evaporación absorbe de la superficie para convertir agua líquida en vapor de agua, y esa misma evaporación es el mecanismo dominante para trasladar energía desde la superficie hacia la atmósfera en los trópicos, más importante allí que la transferencia directa de calor por contacto entre la superficie y el aire. Como la evaporación, la precipitación y la escorrentía del ciclo hidrológico global trasladan tanto agua como la energía asociada a esa agua, cualquier cambio en el ciclo hidrológico global —como la intensificación bajo calentamiento global descrita antes— implica directamente un cambio en la distribución de energía del sistema climático, no solo un cambio en dónde y cuánto llueve. La evaporación retira cerca de cuatrocientos treinta y cuatro mil kilómetros cúbicos de agua del océano cada año y los traslada hacia la atmósfera.
ID:3143
Grupo 3: Grupo 3: Precipitación oceánica y continental
Descripción
Descarga atmosférica de agua hacia océano y continentes, con partición espacial del flujo.
Pregunta clave: ¿Cómo retorna el agua atmosférica a océanos y continentes?
Descarga atmosférica de agua hacia océano y continentes, con partición espacial del flujo. La escorrentía, por último, devuelve al océano cerca de cuarenta y cuatro mil kilómetros cúbicos de agua cada año, el agua que cayó como precipitación sobre los continentes y que los ríos y las napas subterráneas terminan drenando de vuelta hacia el océano, cerrando así el ciclo hidrológico global entre el océano, la atmósfera y los continentes. La precipitación devuelve esa misma agua desde la atmósfera hacia la superficie: cerca de trescientos noventa y un mil kilómetros cúbicos de agua caen como precipitación sobre el océano cada año, y cerca de ciento siete mil kilómetros cúbicos de agua caen como precipitación sobre los continentes cada año. Cuanto mayor es la capacidad de la atmósfera para contener vapor de agua, más intensa es, en promedio, la precipitación que el ciclo hidrológico global produce cuando finalmente descarga ese vapor de agua acumulado.
ID:3144
Grupo 4: Grupo 4: Escorrentía y cierre continental
Descripción
Retorno del agua continental al océano mediante ríos y napas subterráneas.
Pregunta clave: ¿Cómo vuelve el agua continental al océano y se cierra el ciclo?
Retorno del agua continental al océano mediante ríos y napas subterráneas. La escorrentía, por último, devuelve al océano cerca de cuarenta y cuatro mil kilómetros cúbicos de agua cada año, el agua que cayó como precipitación sobre los continentes y que los ríos y las napas subterráneas terminan drenando de vuelta hacia el océano, cerrando así el ciclo hidrológico global entre el océano, la atmósfera y los continentes. La precipitación devuelve esa misma agua desde la atmósfera hacia la superficie: cerca de trescientos noventa y un mil kilómetros cúbicos de agua caen como precipitación sobre el océano cada año, y cerca de ciento siete mil kilómetros cúbicos de agua caen como precipitación sobre los continentes cada año. El ciclo hidrológico global describe el movimiento continuo del agua entre cuatro reservorios: la atmósfera, que contiene cerca de trece mil kilómetros cúbicos de agua; los océanos, que contienen cerca de mil cuatrocientos millones de kilómetros cúbicos de agua; el hielo, que contiene cerca de veintiséis millones de kilómetros cúbicos de agua; y los continentes, que contienen cerca de un millón de kilómetros cúbicos de agua fuera del hielo.
ID:3145
Grupo 5: Grupo 5: Intensificación por calentamiento
Descripción
Aumento de capacidad atmosférica de vapor y de intensidad media de precipitación con calentamiento.
Pregunta clave: ¿Cómo intensifica el calentamiento el ciclo hidrológico?
Aumento de capacidad atmosférica de vapor y de intensidad media de precipitación con calentamiento. Bajo el calentamiento global, la intensidad de este ciclo hidrológico global se amplifica, porque la capacidad de la atmósfera para contener vapor de agua aumenta cerca de un siete por ciento por cada grado Celsius de calentamiento. Cuanto mayor es la capacidad de la atmósfera para contener vapor de agua, más intensa es, en promedio, la precipitación que el ciclo hidrológico global produce cuando finalmente descarga ese vapor de agua acumulado. Como la evaporación, la precipitación y la escorrentía del ciclo hidrológico global trasladan tanto agua como la energía asociada a esa agua, cualquier cambio en el ciclo hidrológico global —como la intensificación bajo calentamiento global descrita antes— implica directamente un cambio en la distribución de energía del sistema climático, no solo un cambio en dónde y cuánto llueve.
ID:3146
Grupo 6: Grupo 6: Contraste húmedo-seco
Descripción
Respuesta espacial desigual: regiones húmedas se humedecen y regiones secas se secan.
Pregunta clave: ¿Cómo se reparte espacialmente esa intensificación?
Respuesta espacial desigual: regiones húmedas se humedecen y regiones secas se secan. Sin embargo, esta intensificación del ciclo hidrológico global no se distribuye de forma pareja sobre la superficie de la Tierra: las regiones que ya son húmedas tienden a volverse todavía más húmedas, mientras que las regiones que ya son secas tienden a volverse todavía más secas, de modo que la misma intensificación del ciclo hidrológico global amplifica los contrastes que ya existían entre las regiones húmedas y las regiones secas en vez de repartirse por igual entre ellas.
ID:3147
Grupo 7: Grupo 7: Nexo agua-energía
Descripción
Acoplamiento del transporte de agua con calor latente y redistribución energética climática.
Pregunta clave: ¿Cómo acopla el ciclo del agua la redistribución de energía?
Acoplamiento del transporte de agua con calor latente y redistribución energética climática. La evaporación consume cerca de ochenta y cinco vatios por metro cuadrado del flujo de calor latente global, la energía que la evaporación absorbe de la superficie para convertir agua líquida en vapor de agua, y esa misma evaporación es el mecanismo dominante para trasladar energía desde la superficie hacia la atmósfera en los trópicos, más importante allí que la transferencia directa de calor por contacto entre la superficie y el aire. Como la evaporación, la precipitación y la escorrentía del ciclo hidrológico global trasladan tanto agua como la energía asociada a esa agua, cualquier cambio en el ciclo hidrológico global —como la intensificación bajo calentamiento global descrita antes— implica directamente un cambio en la distribución de energía del sistema climático, no solo un cambio en dónde y cuánto llueve. El ciclo hidrológico global no solo mueve agua: también mueve energía, porque el nexo entre el agua y la energía es íntimo.
ID:3148