El cambio climático y su influencia en los recursos hídricos subterráneos S. Panwar

El cambio climático y su influencia en los recursos hídricos subterráneos S. Panwar * y GJ Departamento de Ciencias de la Tierra Chakrapani, Instituto Indio de Tecnología de Roorkee, Roorkee 247 667, el cambio climático India se discute comúnmente en los planos nacional e internacional. Afecta directamente el ciclo del agua y por lo tanto la vida en la Tierra. El efecto del cambio climático en las aguas superficiales se conoce desde hace bastante tiempo ahora, sin embargo la investigación está todavía en su infancia sobre los efectos del cambio climático en el agua del subsuelo. Esta revisión ofrece una visión de los factores responsables del cambio climático, sus efectos sobre la cantidad y calidad del agua subterránea a nivel mundial, con énfasis en los recursos hídricos subterráneos de la India y las estrategias de mitigación previstas. Palabras clave: acuíferos, el cambio climático, zonas de agua subterránea, estrategias de mitigación, la intrusión de agua de mar. El cambio climático afecta los componentes del ciclo del agua, como la evaporación, precipitación y evapotranspiración y por lo tanto da lugar a alteración a gran escala en agua presente en los glaciares, ríos, lagos, océanos, etc. Los efectos del cambio climático en el agua subterránea se relaciona con los cambios en sus tasas de recarga y descarga, además de los cambios en la cantidad y calidad de agua en los acuíferos. El cambio climático se refiere a los cambios a largo plazo en los componentes del clima tales como la temperatura, la precipitación, la evapotranspiración, etc. La principal causa del cambio climático es la elevación del nivel de gases de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera como el CO2, CH4, N2O , vapor de agua, el ozono y clorofluorocarbonos. Estos gases de efecto invernadero absorben 95% de las radiaciones de onda larga espalda emitidos desde la superficie, con lo que la Tierra más caliente. Excepto CO2, los efectos de otros gases de efecto invernadero son menores debido a su baja concentración y también debido a tiempos de residencia bajos (por ejemplo, vapor de agua y metano). El aumento del nivel de CO2 que causa el calentamiento global fue propuesto por primera vez por Svante Arrhenius, un científico sueco en 1896 y ahora es un hecho ampliamente aceptado que la concentración de CO2 es el principal regulador de la temperatura en la Tierra y conduce al calentamiento global. La temperatura de la Tierra está aumentando de forma continua; entre 1990 y 2005, la temperatura aumentó en 0,15 a 0,3 ° C por década; 11 de los 12 años más cálidos se notó durante 1.995 a 2.006 y en el futuro un aumento de 0,2 ° C por década es projected1. El cambio climático tiene un impacto adverso en los reservorios de agua subterránea de la India y por lo tanto, mejores estrategias de gestión y mitigación para reducir al mínimo las amenazas son necesarias. Los factores que causan el cambio climático Ambos factores naturales y antropogénicos controlar el cambio climático. El papel del hombre siempre se insistirá lo suficiente debido a los efectos climáticos acelerados en los últimos tiempos. Sin embargo, los procesos naturales desempeñan un papel mucho más importante y significativo como se ha observado durante toda la vida útil de la Tierra. La figura 1 muestra que las condiciones climáticas no eran las mismas en toda la historia de la Tierra. Natural hace que las causas naturales del cambio climático incluyen cambios axial y orbital de la Tierra, los cambios en la fuerza del Sol, movimientos de placas, la colisión de asteroides y de meteorización química. Cada uno de estos factores se ha discutido brevemente en los siguientes: Los cambios en la fuerza de la Sun: La fuerza de la dom se mide por el número de manchas solares visibles en su superficie. La concentración de CO2 disminuye con el enfriamiento de los océanos y aumenta con la calefacción, lo que demuestra que el Sol es un conductor primario del clima en Earth2. La primera medición por satélite realizado en 1978 indicó que la radiación solar varía en un 0,5% durante cada 11 años. Este factor ha sido probado por las mediciones por satélite, sin embargo, el concepto de duración de 11 años aún no está bien entendida y accepted3. Axial de la Tierra y cambios orbitales: El cambio en la inclinación del eje de la Tierra afecta a la cantidad de radiación solar recibida en la superficie; se nota una diferencia latitudinal y por lo tanto da lugar a las estaciones en la Tierra. La inclinación del eje de la Tierra en la actualidad es de 23,5 ° y varía entre 22.2 ° y 24.5 °. Aumento de la inclinación amplifica las diferencias estacionales y disminución en los resultados de inclinación en la reducción de las diferencias estacionales y por lo tanto afecta climate3 de la Tierra. También La órbita de la Tierra no es constante y varía de circular excéntrico, y también cambia la distancia entre el Sol y la Tierra, lo que resulta en radiaciones solares variables percibidas por la Tierra y en el cambio climático. La tectónica de placas: expansión del fondo marino se mueve los continentes a un ritmo constante, cambiando así las posiciones de latitud, lo que conduce a cambios predecibles en el clima. El ARTÍCULO DE REVISIÓN 38 CIENCIA ACTUAL, VOL. 105, NO. 1, 10 de julio 2013 Figura 1. Las fluctuaciones climáticas a lo largo de la escala de tiempo geológica (adaptado de Nahle2). Figura 2. Ciclo global del carbono y la piscina de CO2 en diferentes reservorios (adaptado de Ruddiman3). posición del polo magnético sur durante 430 mis coincide hace con el cambio climático que se ha observado, que mostró la aparición de las glaciaciones a gran escala en el día de hoy en el desierto del Sahara. Las erupciones volcánicas también cambian la composición de la atmósfera por SO2 expulsar, CO2, vapor de agua y los materiales piroclásticos. Hipótesis BLAG e hipótesis elevar-intemperie se utilizan para explicar la relación entre las placas tectónicas y los procesos de cambio climático. (i) hipótesis BLAG: Berner4 declaró que la tasa de los controles del fondo marino la difusión de la tasa de CO2 emitido a la atmósfera y por lo tanto la temperatura en la Tierra. Más rápido ritmo de expansión del fondo oceánico resultados en subducción más rápido y liberación de más CO2 a la atmósfera y los océanos. Más lento ritmo de fondo marino difundir los resultados en los efectos opuestos. El ciclo del carbono que regula la concentración de CO2 se muestra en la figura 2. Los cambios en la expansión del fondo marino pueden alterar la tasa de subducción y la generación de magma y por lo tanto la concentración de CO2 en la atmósfera. (ii) Eleve-intemperie hipótesis: A finales de 1980, Raymo et al5 observaron que la tasa media global de la meteorización química se ve muy afectada por la disponibilidad de rocas frescas y superficies minerales para el proceso de meteorización para atacar, y propuso que esta la exposición afecta a los factores relacionados con el clima local y globalmente. El levantamiento de la cordillera del Himalaya durante el Mioceno y la meteorización química consiguiente ha sido citado como un ejemplo de un controlador para el cambio climático. Factores tales como la pérdida de masa, pendientes pronunciadas, terremotos, fuertes precipitaciones y los glaciares en las zonas edificantes aumentan la exposición de rocas frescas y aceleran la meteorización química. Meteorización química acelerada atrae más CO2 de la atmósfera y se enfría la Tierra. Por el contrario, en momentos en que la elevación es lenta, el CO2 permanece en la atmósfera y causa el calentamiento. El evento tectónica de placas como la subducción y la colisión de placas continentales causa elevación. Al igual que en la hipótesis BLAG, esta teoría también no explica totalmente algunos eventos como el corto glaciación en el Sahara, que se produjo cerca de 440 mi ago3. Colisión de asteroides: Esto ha sido responsable de la destrucción de grandes formas de vida en el pasado geológico y también causó el cambio climático instante. Sin embargo, tales largesized (superior a 10 km radio) impactos son poco frecuentes y llegan a la Tierra sólo después de cada 50-100 millones de años3. La Tierra ha experimentado este tipo de eventos en el límite Pérmico-Triásico y en el límite Cretácico-Terciario, que dio lugar a extinciones en masa y en el comienzo de una nueva era. La meteorización química: Los cambios en la concentración de CO2 en la atmósfera pueden estar relacionados con el Examen de Productos Químicos ARTÍCULO ACTUAL Science, vol. 105, NO. 1, 10 de julio 2013 39 procesos de meteorización, que incluyen la hidrólisis y disolución. El proceso de hidrólisis implica la intemperie de la corteza continental (principalmente minerales de silicato) por la acción del ácido carbónico tales como H2O + CO2 → H2CO3. Lluvia Ambiente Acido carbónico CaSiO3 + H2CO3 → CaCO3 + SiO2 + H2O. Rocas de silicato Conchas ácido carbónico de organismos Estas reacciones muestran la absorción de CO2 de la atmósfera siendo depositado en las conchas de los organismos y, como depósitos de piedra caliza, controlando así la concentración de CO2 en el medio ambiente. Aunque este proceso tiene lugar durante largos intervalos de tiempo geológico, todavía representa aproximadamente el 80% de los 0,15 gigatoneladas de carbono enterradas cada año en sediments3 océano. El proceso de disolución implica la disolución de los depósitos de carbonato por la acción del ácido carbónico como H2O + CO2 → H2CO3. Lluvia Ambiente Acido carbónico CaCO3 + H2CO3 → CaCO3 + H2O + CO2 ↑ Caliza carbónica Cáscaras de ácido de organismos Volver a la atmósfera Este proceso de disolución se produce a un ritmo mucho más rápido que la hidrólisis de los silicatos. A diferencia de la hidrólisis,

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