CYKL WODNY LUB HYDROLOGICZNY: ETAPY I ZNACZENIE - ŚRODOWISKO

Woda cykl lub cykl hydrologiczny jest obieg wody na Ziemi zmienia się między państwami ciekłych, gazowych i stałych. W tym ruchu krążenia woda przechodzi pomiędzy hydrosferą, atmosferą, litosferą i kriosferą.

Ten proces ma fundamentalne znaczenie dla życia na Ziemi, ponieważ duży procent komórek składa się z wody. U ludzi 60% ciała stanowi woda, osiągając 70% w mózgu i 90% w płucach.

Cykl wodny obejmuje całą masę wody na planecie, zarówno powierzchniowej, jak i podziemnej, w rzekach, oceanach, powietrzu i istotach żywych. Najważniejszymi właściwościami wody dla cyklu hydrologicznego są jej temperatura wrzenia i krzepnięcia.

Temperatura wrzenia lub temperatura, w której przechodzi z cieczy w gaz, wynosi 100 ºC na poziomie morza (zmniejsza się wraz z wysokością). Podczas gdy punkt zamarzania lub temperatura, w której woda przechodzi ze stanu ciekłego do stanu stałego, wynosi 0 ºC.

Inną wyjątkową właściwością jest jego charakter jako rozpuszczalnika uniwersalnego, ponieważ to właśnie ciecz rozpuszcza większość substancji (jony polarne i cząsteczki). Woda, która składa się z dwóch atomów wodoru i jednego z tlenu, ma biegun dodatni (wodory) i biegun ujemny (tlen).

W obiegu wodnym pierwiastek ten przechodzi sześć etapów: parowanie i transpirację, kondensację, wytrącanie, spływ, infiltrację i cyrkulację. Energią napędzającą obieg wody jest energia słoneczna, a inną podstawową siłą jest grawitacja, która umożliwia opady, spływ i infiltrację.

Etapy cyklu wodnego

Rower wodny. Źródło: Malama Etapy cyklu wodnego nie są ściśle sekwencyjne, to znaczy nie każda cząsteczka wody koniecznie przechodzi przez nie wszystkie na każdym kroku cyklu. Połączenie wszystkich etapów tworzy zamknięty przepływ lub cykl, który obejmuje parowanie wody i jej cyrkulację atmosferyczną.

Później woda skrapla się i wytrąca, krąży w rzekach lub gromadzi się w jeziorach i oceanach, gdzie następuje nowe parowanie. Inna część spływa z ziemi, z tego część wyparowuje, a inna infiltruje, gromadzi się lub krąży pod ziemią.

Średnio co 8 dni odnawiana jest cała woda atmosferyczna, a co 16 do 180 dni woda w rzekach. Natomiast woda w jeziorze lub lodowcu utrzymuje się do 100 lat lub dłużej.

1- Parowanie i pot

Odparowanie to przemiana wody ze stanu ciekłego w gazowy poprzez podwyższenie jej temperatury. Ten wzrost temperatury jest efektem ogrzewania spowodowanego promieniowaniem słonecznym, głównie ultrafioletem.

Podobnie ciepło wypromieniowywane (promieniowanie podczerwone) przez ziemię i obiekty znajdujące się na jej powierzchni przyczynia się do podgrzewania wody.

Woda paruje, gdy osiągnie 100ºC lub mniej, w zależności od ciśnienia atmosferycznego. To zgazowanie wody polega na naładowaniu cząsteczek wody energią kinetyczną, zwiększając ich ruch i rozszerzając wodę.

Gdy cząsteczki oddzielają się od siebie, woda traci koherencję przypisaną jej właściwościami cieczy, a napięcie powierzchniowe zostaje zerwane. Będąc lżejszą, woda przekształcona w gaz unosi się do atmosfery w postaci pary wodnej.

Temperatura, wilgotność względna i wiatr

Prawie we wszystkich przypadkach woda w oceanach, rzekach i glebie nie osiąga 100 ºC, ale następuje parowanie, ponieważ w warstwie wody znajdują się cząsteczki, które nagrzewają się bardziej niż inne i niszczą napięcie powierzchniowe wyparowuje.

Jeśli powietrze jest bardzo suche (niska wilgotność względna), cząsteczki wody, które zdołają przełamać napięcie powierzchniowe, będą miały tendencję do łatwiejszego przedostawania się do powietrza. Jeśli z drugiej strony jest wiatr, będzie to ciągnąć warstwę pary wodnej, która gromadzi się na wodzie.

Najwyższe tempo parowania występuje w oceanach, gdzie szybkość parowania jest siedmiokrotnie większa niż na powierzchni ziemi.

Odparowanie edaficzne

Część wody infiltrującej glebę dociera do warstwy wód gruntowych (strefa nasycona). Podczas gdy inna porcja nagrzewa się podczas przejścia przez strefę nienasyconą i odparowuje wracając na powierzchnię.

Pot

Rośliny potrzebują wody do procesów metabolicznych, którą w większości przypadków pozyskują z gleby. Robią to przez swoje korzenie i kiedy docierają do liści, a część jest wykorzystywana do procesu fotosyntezy.

Jednak około 95% wody wchłoniętej przez rośliny jest uwalniane do środowiska w postaci pary wodnej podczas pocenia się. Para wodna jest uwalniana przez aparaty szparkowe w naskórku liści.

2- Kondensacja

Jest to przejście gazu do stanu ciekłego, które następuje na powierzchni w wyniku spadku temperatury. Wraz ze spadkiem temperatury cząsteczki wody zmniejszają swoją energię kinetyczną i łączą się ze sobą bardziej, aby skondensować.

Krople wody spowodowane kondensacją. Źródło: Nicole López Proces ten wymaga obecności cząstek, do których przylega woda, a ich temperatura musi być niższa niż temperatura nasycenia wody. W tych warunkach osiągany jest punkt rosy lub temperatura rosy, czyli temperatura, w której skrapla się woda.

Tworzenie się chmur

Tworzenie się chmur Źródło: Arun Kulshreshtha Powietrze unosi się, gdy jest ogrzewane, i podczas tego procesu odprowadza parę wodną, która jest wytwarzana w wyniku parowania na powierzchni ziemi. Kiedy rośnie, jego temperatura spada, aż osiągnie punkt rosy i skrapla się.

W ten sposób powstają małe krople wody o średnicy od 0,004 do 0,1 mm, które są unoszone przez wiatr i zderzają się ze sobą. Nagromadzenie tych punktów kondensacji tworzy chmury, które po osiągnięciu nasycenia wodą generują opady.

Mróz

Jeśli temperatura jest bardzo niska, powstaje szron, czyli warstwa łusek lub igieł w małych kawałkach lodu. Jest to wytwarzane przez bezpośrednie osadzanie się pary wodnej na powierzchni, a nie przez opady.

3- Opad

Ulewny deszcz. Źródło: Cassini83 Opady to opadanie skondensowanej wody w postaci ciekłej lub stałej z atmosfery na powierzchnię Ziemi. Ponieważ skroplona woda gromadzi się w atmosferze w postaci chmur, jej waga rośnie, aż nie może uniknąć siły grawitacji.

Deszcz

Deszcz to wytrącanie się wody w stanie ciekłym, które jest bardzo ważne, ponieważ rozprowadza świeżą wodę po powierzchni ziemi. 91% wytrącanej wody wraca bezpośrednio do oceanów, 9% trafia do mas kontynentalnych, aby zasilić baseny powracające do oceanu.

Nevada

Jeśli temperatura w górnych warstwach atmosfery jest wystarczająco niska, skroplona woda krystalizuje w płatki śniegu. W miarę zwiększania rozmiarów i gromadzenia się, w końcu wytrącają się pod wpływem siły grawitacji i powodują opady śniegu.

Grad

Są to kamienie lodowe o średnicy 5 i 50 milimetrów lub nawet większe, które powstają wokół zawieszonych cząstek materiału. Kiedy lód zgromadzony wokół cząstki osiągnie wystarczającą wagę, wytrąca się.

4- Spływ

Wytrącająca się woda może spaść bezpośrednio do zbiornika wodnego (stawu, rzeki, jeziora lub oceanu) lub na ziemię. Podobnie, zbiorniki wodne mogą się przelać, to znaczy część zawartej wody wydostaje się z granic hermetyzacji.

Ten proces, w którym strumień wody jest generowany w wyniku przepełnienia zbiornika lub kanału, nazywany jest spływem. Dzieje się tak, gdy ilość wody, która wytrąca się lub przelewa w pojemniku, jest większa niż zdolność infiltracyjna gleby.

5- Infiltracja

Infiltracja to proces, w którym woda wnika do gleby przez jej pory i pęknięcia. Szybkość infiltracji lub ilość wody, która jest w stanie przedostać się do gleby w określonym czasie, zależy od różnych czynników.

Na przykład w glebie piaszczystej z grubymi cząstkami, które pozostawiają w sobie większe pory, infiltracja będzie większa. Podczas gdy w glebie gliniastej, która ma drobniejsze cząstki, infiltracja jest mniejsza.

Warstwy gleby

Gleby składają się z różnych poziomów lub warstw ułożonych jedna na drugiej, z których każda ma swoje własne cechy. Istnieją gleby, których poziom powierzchniowy lub poziom A jest wysoce przepuszczalny, podczas gdy niektóre z niższych poziomów są mniej przepuszczalne.

Jeśli infiltrowana woda napotka nieprzepuszczalną warstwę, gromadzi się na niej lub krąży poziomo. Tworzy to podziemne zbiorniki wodne lub warstwy wodonośne, które mają ogromne znaczenie jako źródło świeżej wody.

Szacuje się, że ilość wód podziemnych na świecie jest 20 razy większa niż wód powierzchniowych na Ziemi. Ten zbiornik wodny jest tym, co utrzymuje podstawowy przepływ rzek i dostarcza wodę dla roślin.

Sprężyny

Woda nagromadzona w podłożu może znaleźć wyjścia na zewnątrz i utworzyć źródła. Innymi słowy, naturalne źródło wody, która wypływa z ziemi, tworząc stawy lub rzeki.

6- Krążenie

Znaczna część wody znajduje się w oceanach, jeziorach i podziemnych zbiornikach lub zamarznięta na biegunach lub w wysokich górach. Jednak odpowiednia część znajduje się w stałym obiegu, nadając dynamikę cyklowi wody.

Prądy powietrzne

Różnice temperatur pomiędzy punktami atmosfery ziemskiej powodują przemieszczenia mas powietrza. Te przemieszczenia z kolei powodują różnice w ciśnieniu atmosferycznym i wytwarzane są wiatry przenoszące parę wodną.

Masy gorącego powietrza unoszą się z powierzchni ziemi w kierunku górnych warstw atmosfery. Podobnie powietrze przemieszcza się poziomo z obszarów wysokiego ciśnienia do obszarów niskiego ciśnienia.

prądy oceaniczne

W oceanach woda jest w ciągłym ruchu krążenia, tworząc prądy morskie. Są one określane przez ruchy rotacji i translacji Ziemi.

Rzeki

Woda, która wytrąca się w górach, spływa w dół pod wpływem grawitacji po konturach terenu. W procesie tym, w wyniku erozyjnego działania samej wody, tworzy się kanał i jest przez niego przepuszczany. W ten sposób powstają cieki wodne, które mogą być tymczasowe lub trwałe.

Zamarzająca woda

Część wody, która wytrąca się na ziemi, nie krąży, ponieważ jest unieruchomiona w postaci lodu. W wodzie morskiej temperatura zamarzania wynosi poniżej 0 ° C ze względu na wysoką zawartość soli (zwykle -2 ° C).

Z drugiej strony, jeśli nie ma cząstek, do których przywiera woda, jej punkt zamarzania spada do - 42 ºC.

Znaczenie cyklu wodnego

Życiowy płyn

Istoty żywe do życia potrzebują wody, w rzeczywistości żywe komórki składają się w dużej mierze z wody. Woda, będąc uniwersalnym rozpuszczalnikiem i zdolna do rozpuszczenia dużej ilości substancji rozpuszczonych, jest niezbędna w komórkowych reakcjach biochemicznych.

Różne fazy wody. Źródło: BE Cykl wodny, poprzez opady i przez rzeki, jeziora i podziemne warstwy wodonośne, dostarcza wodę niezbędną do życia. Produkcja pierwotna poprzez fotosyntezę to proces gwarantujący przemianę energii słonecznej w energię użyteczną na całe życie.

Bez wody fotosynteza nie jest możliwa, zarówno w przypadku planktonu (organizmów wodnych), jak i roślin lądowych.

Regulacja temperatury

Masy wody występujące na Ziemi, a także ich cyrkulacja w cyklu hydrologicznym, są termoregulatorem. Wysokie ciepło właściwe wody pozwala jej stopniowo absorbować ciepło, a także stopniowo je uwalniać.

Podobnie, żywe istoty regulują ciepło swojego ciała, przekazując je do wody w organizmie i tracąc je poprzez pocenie się.

Uzdatnianie wody

Kiedy woda paruje, uwalnia się od zanieczyszczeń i rozpuszczonych soli, więc wytrącając się, jest to woda świeża i stosunkowo czysta. Jednak w atmosferze występują zanieczyszczające gazy i cząsteczki, powstałe w wyniku działalności człowieka, które mogą wpływać na jej jakość.

Wydarzenia klimatyczne

Cykl wodny determinuje lub przyczynia się do występowania szeregu zjawisk klimatycznych, takich jak deszcze, opady śniegu i burze gradowe. W ten sam sposób determinuje pojawienie się mgły, okresowe wylewy rzek czy wahania temperatury na powierzchni ziemi.

Negatywne efekty

Cykl wodny ma również pewne negatywne skutki dla ludzi, takie jak wymywanie, erozja i katastrofy społeczno-naturalne.

Wymywanie

Polega na wymywaniu lub wciąganiu składników odżywczych obecnych w glebie w wyniku działania rozpuszczalnika infiltrującej wody. Na glebach rolniczych o niskiej zdolności do retencji składników pokarmowych zjawisko to powoduje zubożenie gleby.

Erozja

Jest to utrata zużycia gleby lub skał w wyniku mechanicznego działania wiatru lub wody. Spływająca woda ma dużą siłę erozyjną gleby i skał, w zależności od ich strukturalnych i mineralogicznych właściwości.

Na gołych glebach o stromych zboczach położonych na obszarach o dużych opadach erozja jest wysoka. Utrata gleby z tego powodu ma duży wpływ ekonomiczny na produkcję żywności.

Katastrofy społeczno-naturalne

Ulewne deszcze, a także obfite opady śniegu i silne burze gradowe mogą powodować poważne negatywne skutki dla struktur ludzkich i społeczności. W ten sam sposób wylewanie rzek i podnoszenie się poziomu morza powodują powodzie na obszarach zaludnionych i uprawnych.

Człowiek swoimi działaniami zmienia naturalne cykle i powoduje takie katastrofy, jak globalne ocieplenie czy budowa obiektów na obszarach wysokiego ryzyka.

Bibliografia

Calow, P. (red.) (1998). Encyklopedia ekologii i zarządzania środowiskowego.
Margalef, R. (1974). Ekologia. Wydania Omega.
Ordoñez-Gálvez, JJ (2011). Cykl hydrologiczny. Podkład techniczny. Towarzystwo Geograficzne Lima.
Sterling, TM i Hernández-Rios, I. (2019). Transpiracja - przepływ wody przez rośliny. Elektroniczna biblioteka nauk o roślinach i glebach. Wydrukuj lekcję.
Vera, C. i Camilloni, I. (s / f). Obieg wody. Badać. Multimedialny program szkoleniowy. Ministerstwo Edukacji, Nauki i Technologii.

CYKL WODNY LUB HYDROLOGICZNY: ETAPY I ZNACZENIE - ŚRODOWISKO - 2026