VANDENS ARBA HIDROLOGINIS CIKLAS: ETAPAI IR SVARBA - APLINKA - 2025

Vandens dviračiu ar hidrologinis ciklas yra vandens cirkuliacija Žemėje keičiasi tarp skystų, dujinių ir kietųjų narių. Atliekant šį kraujotaką, vanduo pereina iš hidrosferos, atmosferos, litosferos ir kriosferos.

Šis procesas yra gyvybiškai svarbus žemėje, nes didelę ląstelių dalį sudaro vanduo. Žmonėms 60% kūno yra vanduo, jo dalis smegenyse siekia 70%, o plaučiuose - 90%.

Vandens ciklas apima visą planetinio vandens masę - tiek paviršinį, tiek požeminį - upėse, vandenynuose, ore ir gyvose būtybėse. Hidrologiniam ciklui svarbiausios vandens savybės yra jo virimo temperatūra ir užšalimo temperatūra.

Virimo temperatūra arba temperatūra, nuo kurios ji pereina iš skysčio į dujas, yra 100 ºC jūros lygyje (mažėja pagal aukštį). Kol užšalimo temperatūra arba temperatūra, nuo kurios vanduo pereina iš skysčio į kietą būseną, yra 0 ºC.

Kita išskirtinė savybė yra jo, kaip universalaus tirpiklio, savybės, nes būtent skystis ištirpina daugiausiai medžiagų (polinius jonus ir molekules). Vanduo, kurį sudaro du vandenilio atomai ir vienas iš deguonies, turi teigiamą polį (vandeniliai) ir neigiamą polį (deguonį).

Vandens cikle šis elementas pereina šešis etapus: išgarinimą ir transpiraciją, kondensaciją, kritulius, nuotėkį, infiltraciją ir cirkuliaciją. Vandens ciklą skatinanti energija yra saulės energija, o kita pagrindinė jėga yra gravitacija, kuri įgalina kritulius, nuotėkį ir infiltraciją.

Vandens ciklo etapai

Vandens ciklas. Šaltinis: Malama Vandens ciklo stadijos nėra griežtai nuoseklios, tai yra, ne kiekviena vandens molekulė būtinai pereina jas visas kiekviename ciklo posūkyje. Visų etapų derinys sudaro uždarą srautą ar ciklą, kuris apima vandens išgarinimą ir jo atmosferos cirkuliaciją.

Vėliau vanduo kondensuojasi ir nusėda, cirkuliuoja upėmis arba kaupiasi ežeruose ir vandenynuose, kur išgaruoja. Kita dalis nubėga nuo žemės, dalis jos išgaruoja, o kita infiltruojasi, kaupiasi ar cirkuliuoja po žeme.

Vidutiniškai kas 8 dienas atnaujinamas visas atmosferos vanduo ir kas 16–180 dienų - upių vanduo. Vanduo ežere ar ledyne, priešingai, išlieka iki 100 ar daugiau metų.

1- Garinimas ir prakaitavimas

Garinimas yra vandens pavertimas skysčiu į dujinę būseną, padidinant jo temperatūrą. Šis temperatūros padidėjimas yra šildymo, kurį sukelia saulės radiacija, daugiausia ultravioletinė, rezultatas.

Taip pat žemės šildymas (infraraudonosios spinduliuotės), esantis ant žemės paviršiaus, ir daiktai, prisideda prie vandens įkaitimo.

Vanduo išgaruoja, kai pasiekia 100ºC ar žemesnę temperatūrą, priklausomai nuo atmosferos slėgio. Šis vandens dujinimas susideda iš to, kad vandens molekulės yra įkrautos kinetine energija, padidindamos jų judėjimą ir išplečiančios vandenį.

Kai molekulės atsiskiria viena nuo kitos, vanduo praranda vientisumą, kurį jai lemia skystos savybės, ir paviršiaus įtempis nutrūksta. Būdamas lengvesnis, dujomis virstas vanduo pakyla į atmosferą kaip vandens garai.

Temperatūra, santykinė drėgmė ir vėjas

Beveik visais atvejais vanduo vandenynuose, upėse ir dirvožemyje nesiekia 100 ºC, tačiau išgaruoja, nes vandens sluoksnyje yra molekulių, kurios įkaista daugiau nei kitos ir sulaužo paviršiaus įtempimą. , išgaruoja.

Jei oras yra labai sausas (maža santykinė drėgmė), vandens molekulės, kurios sugeba sunaikinti paviršiaus įtempimą, bus linkusios lengviau patekti į orą. Kita vertus, jei yra vėjas, tai nutempia vandens garų sluoksnį, kuris kaupiasi ant vandens.

Didžiausias išgaravimo greitis yra vandenynuose, kur išgarinimo greitis yra septynis kartus didesnis nei žemės paviršiuje.

Edafinis garinimas

Dalis vandens, kuris įsiskverbia į dirvožemį, patenka į požeminio vandens sluoksnį (prisotintą zoną). Kol kita dalis įkaista per nesočiąją zoną ir išgaruoja grįždama į paviršių.

Prakaitavimas

Augalams medžiagų apykaitos procesams reikalingas vanduo, kurį dažniausiai gauna iš dirvožemio. Jie tai daro per šaknis ir pasiekę lapus, o dalis yra naudojama fotosintezės procesui.

Tačiau apie 95% augalų absorbuoto vandens į aplinką patenka prakaito vandens garų pavidalu. Vandens garai išsiskiria per žandikaulį lapijos epidermyje.

2- kondensacija

Tai yra dujų praleidimas į skystą būseną, kuri atsiranda paviršiuje dėl temperatūros sumažėjimo. Krintant temperatūrai, vandens molekulės mažina savo kinetinę energiją ir labiau jungiasi viena su kita, kad kondensuotųsi.

Vandens lašai dėl kondensato. Šaltinis: Nicole López Šis procesas reikalauja, kad būtų dalelių, prie kurių vanduo priliptų, ir šių dalelių temperatūra turi būti žemesnė už vandens soties temperatūrą. Šiomis sąlygomis pasiekiamas rasos taškas arba rasos temperatūra, tai yra temperatūra, kurioje vanduo kondensuojasi.

Debesų susidarymas

Debesų susidarymas Šaltinis: Arun Kulshreshtha Šildomas oras pakyla ir šiame procese pašalina vandens garus, kurie susidaro dėl garinimo žemės paviršiuje. Kai ji pakyla, jos temperatūra krenta, kol pasiekia rasos tašką ir kondensuojasi.

Tokiu būdu susidaro maži vandens lašai, kurių skersmuo yra nuo 0,004 iki 0,1 mm, kuriuos neša vėjas ir kurie susiduria vienas su kitu. Susikaupę šie kondensacijos taškai sudaro debesis, kurie, pasiekę vandens prisotinimą, sukuria kritulius.

Šaltis

Jei temperatūra labai žema, susidaro šaltis, tai yra, svarstyklių ar adatų sluoksnis mažuose ledo gabalėliuose. Tai susidaro dėl tiesioginio vandens garų nusėdimo ant paviršiaus, o ne dėl kritulių.

3 - Krituliai

Krituliai. Šaltinis: „Cassini83“ krituliai yra skysto ar kieto kondensuoto vandens kritimas iš atmosferos į Žemės paviršių. Kadangi kondensuotas vanduo kaupiasi atmosferoje debesų pavidalu, jo svoris didėja, kol jis negali išvengti gravitacijos jėgos.

Lietus

Lietus yra skysto vandens krituliai, kurie yra labai svarbūs, nes jie paskleidžia gėlo vandens per žemės paviršių. 91% iškritusio vandens grįžta tiesiai į vandenynus, 9% patenka į žemynines mases, kad galėtų tiekti į vandenyną grįžtančius baseinus.

Nevada

Jei temperatūra viršutiniuose atmosferos sluoksniuose yra pakankamai žema, kondensuotas vanduo kristalizuojasi į snaigutes. Didėjant jų dydžiui ir kaupiantis, jie nusėda sunkio jėgos dėka ir sukelia sniego kritimą.

Sveika

Tai yra 5 ir 50 milimetrų skersmens ar dar didesni ledo akmenys, susidarantys aplink pakabinamų medžiagų daleles. Kai aplink dalelę susikaupęs ledas pasiekia pakankamai svorio, jis nusėda.

4- Nuotėkis

Kritęs vanduo gali nukristi tiesiai ant vandens telkinio (tvenkinio, upės, ežero ar vandenyno) arba ant žemės. Vandens telkiniai taip pat gali perpildyti, tai yra, dalis vandens patenka į ribas.

Šis procesas, kurio metu dėl rezervuaro ar kanalo perpildymo susidaro vandens srautas, vadinamas nuotėkiu. Tai susidaro, kai vandens, kuris iškrenta arba perpildo talpyklą, yra didesnis nei dirvožemio įsiskverbimo pajėgumas.

5 - infiltracija

Infiltracija yra procesas, kurio metu vanduo prasiskverbia į dirvožemį per jo poras ir įtrūkimus. Vandens, kuris per tam tikrą laiką įsiskverbia į dirvožemį, infiltracijos greitis ar kiekis priklauso nuo įvairių veiksnių.

Pavyzdžiui, smėlingoje dirvoje su šiurkščiomis dalelėmis, kurios palieka didesnes poras viena kitoje, infiltracija bus didesnė. Nors molio dirvožemyje, kuriame yra smulkesnių dalelių, prasiskverbia mažiau.

Dirvožemio sluoksniai

Dirvožemiai sudaryti iš skirtingų horizontų ar sluoksnių, išdėstytų vienas ant kito, kiekvienas iš jų turi savo ypatybes. Yra dirvožemių, kurių paviršiaus horizontas arba horizontas A yra labai pralaidus, tuo tarpu kai kurių žemųjų horizontų yra mažiau.

Jei įsiskverbęs vanduo susitinka su nepralaidžiu sluoksniu, jis kaupiasi ant jo arba cirkuliuoja horizontaliai. Tai sudaro požeminius vandens telkinius arba vandeningus sluoksnius, kurie turi didelę reikšmę gėlo vandens tiekimui.

Apskaičiuota, kad visame pasaulyje požeminio vandens kiekis bus 20 kartų didesnis nei paviršiaus vandens Žemėje. Šis vandens telkinys palaiko bazinį upių srautą ir tiekia vandenį augalams.

Spyruoklės

Podugnyje susikaupęs vanduo gali rasti išeitį į išorę ir sudaryti šaltinius. Kitaip tariant, natūralus vandens šaltinis, kuris kyla iš žemės ir sudaro tvenkinius ar upes.

6- Cirkuliacija

Didžioji vandens dalis yra vandenynuose, ežeruose ir požeminiuose rezervuaruose arba užšalusi prie polių ar aukštuose kalnuose. Tačiau atitinkama dalis yra nuolat cirkuliuojanti ir tai suteikia vandens ciklo dinamiką.

Oro srovės

Temperatūrų skirtumai tarp žemės atmosferos taškų sukelia oro masių poslinkį. Šie poslinkiai savo ruožtu sukelia atmosferos slėgio skirtumus ir susidaro vėjai, kurie neša vandens garus.

Masinės karšto oro srovės kyla iš žemės paviršiaus link viršutinių atmosferos sluoksnių. Taip pat oras juda horizontaliai iš aukšto slėgio sričių į žemo slėgio sritis.

Vandenyno srovės

Vandenynuose vanduo nuolat cirkuliuoja, formuodamas jūrų sroves. Tai lemia Žemės sukimosi ir vertimo judesiai.

Upės

Vanduo, kuris nusėda ant kalnų, dėl sunkio jėgos leidžiasi žemyn į kalną po reljefo kontūrines linijas. Šiame procese kanalas susidaro dėl paties vandens erozinio poveikio ir yra nukreipiamas per jį. Tokiu būdu susidaro vandens tėkmės, kurios gali būti laikinos arba nuolatinės.

Vandens užšalimas

Dalis vandens, kuris nusėda žemėje, ne cirkuliuoja, nes yra imobilizuota ledo pavidalu. Jūros vandenyje dėl didelio druskos kiekio (paprastai –2 ° C) užšalimo temperatūra yra žemesnė nei 0 ° C.

Kita vertus, jei nėra dalelių, prie kurių vanduo prikibtų, jo užšalimo temperatūra nukristų iki - 42 ºC.

Vandens ciklo svarba

Gyvybingas skystis

Gyvoms būtybėms gyventi reikalingas vanduo, iš tikrųjų gyvas ląsteles sudaro didelė vandens dalis. Vanduo, kuris yra universalus tirpiklis ir gali ištirpinti didelį kiekį tirpių medžiagų, yra būtinas ląstelių biocheminėse reakcijose.

Skirtingos vandens fazės. Šaltinis: BE Vandens ciklas, per kritulius ir per upes, ežerus ir požeminius vandeningus sluoksnius, tiekia gyvenimui reikalingą vandenį. Pirminė gamyba fotosintezės būdu yra procesas, kuris garantuoja saulės energijos pavertimą gyvybiškai naudinga energija.

Fotosintezė neįmanoma be vandens nei planktono (vandens organizmų), nei sausumos augalų atveju.

Temperatūros reguliavimas

Žemėje esančios vandens masės, taip pat jų cirkuliacija hidrologiniame cikle yra šilumos reguliatorius. Didelė vandens savitoji šiluma leidžia palaipsniui absorbuoti šilumą ir palaipsniui ją išlaisvinti.

Panašiai ir gyvos būtybės reguliuoja savo kūno šilumą, perduodamos ją į kūno vandenį ir prarasdamos prakaitu.

Vandens valymas

Kai vanduo išgaruoja, jis išsilaisvina iš teršalų ir ištirpusių druskų, todėl, kai jis iškrenta, yra šviežias ir palyginti grynas vanduo. Tačiau atmosferoje yra teršiančių dujų ir dalelių, atsirandančių dėl žmogaus veiklos, ir tai gali turėti įtakos jo kokybei.

Klimatiniai įvykiai

Vandens ciklas lemia daugybę klimato reiškinių, tokių kaip lietus, sniego krituliai ir kruša. Tuo pačiu būdu jis lemia rūko, periodiškų upių potvynių ar temperatūros svyravimo žemės paviršiuje atsiradimą.

Neigiamas poveikis

Vandens ciklas taip pat turi tam tikrą neigiamą poveikį žmonėms, pavyzdžiui, išplovimą, eroziją ir socialines bei gamtines katastrofas.

Išplovimas

Tai susideda iš dirvožemyje esančių maistinių medžiagų plovimo ar tempimo dėl tirpstančio vandens, kuris įsiskverbia, poveikio. Žemės ūkio dirvose, turinčiose mažai maistinių medžiagų sulaikymo galimybių, šis reiškinys sukelia dirvožemio nuskurdimą.

Erozija

Tai yra dirvožemio ar uolienų susidėvėjimas dėl mechaninio vėjo ar vandens poveikio. Nuotekų vanduo turi didelę erozinę dirvožemio ir uolienų galią, atsižvelgiant į jų konstrukcines ir mineralogines savybes.

Pliktame dirvožemyje su stačiais šlaitais, esančiuose daug kritulių turinčiose vietose, erozija yra didelė. Dėl šios priežasties dirvožemio praradimas daro didelį ekonominį poveikį maisto gamybai.

Socialinės ir gamtos stichijos

Lietus, liūtys ir smarki audra gali sukelti didelį neigiamą poveikį žmonių struktūroms ir bendruomenėms. Lygiai taip pat upių perpildymas ir jūros lygio kilimas sukelia potvynius apgyvendintose ir auginimo vietose.

Žmogus savo veiksmais keičia gamtos ciklus ir sukelia tokias nelaimes, kaip globalus atšilimas ar įrenginių statyba didelės rizikos zonose.

Nuorodos

1. Calow, P. (Red.) (1998). Ekologijos ir aplinkosaugos vadybos enciklopedija.
2. Margalef, R. (1974). Ekologija. „Omega“ leidimai.
3. Ordoñez-Gálvez, JJ (2011). Hidrologinis ciklas. Techninis gruntas. Limos geografinė draugija.
4. Sterling, TM ir Hernández-Rios, I. (2019). Transpiracija - vandens judėjimas per augalus. Augalų ir dirvožemio mokslai. Spausdinimo pamoka.
5. Vera, C. ir Camilloni, I. (s / f). Vandens ciklas. Tyrinėkite. Multimedijos mokymo programa. Švietimo, mokslo ir technologijos ministerija.