Vatten eller hydrologiska cykelstadier och betydelse

4329
Robert Johnston
Vatten eller hydrologiska cykelstadier och betydelse

De vattnets kretslopp eller hydrologisk cykel är cirkulationen av vatten på jorden som växlar mellan flytande, gasformiga och fasta tillstånd. I denna cirkulationsrörelse passerar vattnet mellan hydrosfären, atmosfären, litosfären och kryosfären..

Denna process är grundläggande för livet på jorden eftersom en stor procentuell cell består av vatten. Hos människor är 60% av kroppen vatten och når 70% i hjärnan och 90% i lungorna..

Vattencykeln omfattar hela planetvattnet, både ytan och under jorden, i floder, hav, luften och i levande varelser. De mest relevanta egenskaperna hos vatten för den hydrologiska cykeln är dess kokpunkt och fryspunkt..

Kokpunkten eller temperaturen vid vilken den går från vätska till gas är 100 ºC vid havsnivå (sjunker med höjden). Medan fryspunkten eller temperaturen vid vilken vatten passerar från en vätska till ett fast tillstånd är 0 ºC.

En annan enastående egenskap är dess karaktär som ett universellt lösningsmedel, eftersom det är vätskan som löser upp flest ämnen (polära joner och molekyler). Vatten, som består av två väteatomer och ett syre, har en positiv pol (väten) och en negativ pol (syre).

I vattencykeln går detta element genom sex steg: avdunstning och transpiration, kondens, nederbörd, avrinning, infiltration och cirkulation. Energin som driver vattencykeln är solenergi, och en annan grundläggande kraft är tyngdkraften som möjliggör nederbörd, avrinning och infiltration..

Artikelindex

  • 1 Steg av vattencykeln
    • 1.1 1- Avdunstning och svettning
    • 1.2 2- Kondens
    • 1.3 3- Nederbörd
    • 1.4 4- Avrinning
    • 1.5 5- Infiltration
    • 1.6 6- Cirkulation
  • 2 Vattencykelns betydelse
    • 2.1 Vital vätska
    • 2.2 Temperaturreglering
    • 2.3 Vattenrening
    • 2.4 Klimatfenomen
    • 2.5 Negativa effekter
  • 3 Referenser

Stadier av vattencykeln

Vattnets kretslopp. Källa: Malama [CC0]
Stegen i vattencykeln är inte strikt sekventiella, det vill säga att inte varje vattenmolekyl nödvändigtvis går igenom dem alla vid varje varv av cykeln. Kombinationen av alla steg bildar ett slutet flöde eller en cykel som inkluderar avdunstning av vatten och dess atmosfäriska cirkulation..

Därefter kondenserar vattnet och fälls ut, cirkulerar genom floder eller ackumuleras i sjöar och hav där ny avdunstning sker. En annan del rinner av marken, en del av detta avdunstar och en annan infiltrerar, ackumuleras eller cirkulerar under jorden..

I genomsnitt förnyas allt atmosfäriskt vatten var 8: e dag och var 16: e till 180: e dag förnyas vattnet i floder. Däremot förblir vatten i en sjö eller glaciär i upp till 100 år eller mer..

1- Avdunstning och svettning

Avdunstning är omvandlingen av vatten från en vätska till ett gasformigt tillstånd genom att öka dess temperatur. Denna temperaturökning är en produkt av uppvärmning som orsakas av solstrålning, främst ultraviolett.

På samma sätt bidrar den utstrålade värmen (infraröd strålning) från jorden och föremål som finns på dess yta, till uppvärmningen av vattnet..

Vattnet avdunstar när det når 100 ° C eller mindre beroende på atmosfärstrycket. Denna förgasning av vatten består av att vattenmolekylerna laddas med kinetisk energi, ökar deras rörelse och expanderar vattnet..

När molekylerna skiljer sig från varandra förlorar vattnet den koherens som tilldelats av dess flytande egenskap och ytspänningen bryts. Att vara lättare, vattnet förvandlas till gas stiger upp i atmosfären som vattenånga.

Temperatur, relativ fuktighet och vind

I nästan alla fall når vattnet i oceanerna, floderna och i jorden inte 100 ºC, men avdunstning sker, för i ett vattenlager finns det molekyler som värms upp mer än andra och bryter ytspänningen..

Om luften är mycket torr (låg relativ luftfuktighet) tenderar de vattenmolekyler som klarar av att bryta ytspänningen lättare i luften. Om det å andra sidan är vind kommer detta att dra ut lagret av vattenånga som ackumuleras på vattnet.

Den högsta avdunstningshastigheten sker i haven, där avdunstningshastigheten är sju gånger landytans.

Edafisk avdunstning

Av vattnet som infiltrerar jorden når en del grundvattenskiktet (mättad zon). Medan en annan del värms upp under sin transit genom den omättade zonen och avdunstar och återgår till ytan.

Svett

Växter behöver vatten för sina metaboliska processer, som de får från jorden i de flesta fall. De gör detta genom sina rötter och när de når löven och en del används för fotosyntesprocessen.

Cirka 95% av vattnet som absorberas av växter släpps emellertid ut i miljön i form av vattenånga i svett. Vattenånga släpps ut genom stomatan i bladepidermis.

2- Kondens

Det är passage av en gas till flytande tillstånd, som sker på en yta på grund av temperaturminskningen. När temperaturen sjunker minskar vattenmolekylerna sin kinetiska energi och binder mer med varandra för att kondensera.

Vattendroppar på grund av kondens. Källa: Nicole López [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Denna process kräver att det finns partiklar till vilka vattnet vidhäftar och temperaturen på dessa partiklar måste vara lägre än mättnadstemperaturen för vattnet. Under dessa förhållanden når daggpunkten eller daggtemperaturen, det vill säga den temperatur vid vilken vatten kondenserar..

Molnbildning

Molnbildning Källa: Arun Kulshreshtha [CC BY 3.0 us (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/deed.en)]
Luften stiger när den värms upp och i den processen drar den vattenångan som bildas på grund av avdunstning på jordytan. När den stiger sjunker temperaturen tills den når daggpunkten och kondenserar.

Således bildas små droppar vatten som når mellan 0,004 och 0,1 mm i diameter, som blåses av vinden och slutar kollidera med varandra. Ackumuleringen av dessa kondenspunkter bildar moln som, när de når sin vattenmättnad, genererar nederbörd..

Glasera

Om temperaturen är mycket låg genereras frost, det vill säga ett lager av skalor eller nålar i små isbitar. Detta produceras genom direkt avsättning av vattenånga på en yta, inte genom utfällning.

3- Nederbörd

Nederbörd av regn. Källa: Cassini83 [Public domain]
Nederbörd är fallet av kondensvatten i flytande eller fast form från atmosfären till jordytan. När kondensvatten ackumuleras i atmosfären i form av moln ökar dess vikt tills det inte kan undvika tyngdkraften..

Regn

Regn är utfällningen av vatten i flytande tillstånd, vilket är mycket viktigt eftersom det fördelar sötvatten över jordytan. 91% av det utfällda vattnet återvänder direkt till haven, 9% går till de kontinentala massorna för att mata bassängerna som återvänder till havet.

Nevada

Om temperaturen i de övre lagren av atmosfären är tillräckligt låg kristalliserar det kondenserade vattnet till snöflingor. När de ökar i storlek och ackumuleras hamnar de på grund av tyngdkraften och orsakar snöfall..

Hagel

De är isstenar med en diameter på 5 och 50 millimeter eller ännu större, som bildas runt suspenderade materialpartiklar. När isen som ackumuleras runt partikeln når tillräckligt med vikt fälls den ut.

4- Avrinning

Utfällningsvatten kan falla direkt på en vattendrag (damm, flod, sjö eller hav) eller på marken. På samma sätt kan vattenförekomster rinna över, det vill säga en del av det vatten som ryms flyr från inneslutningsgränserna..

Denna process genom vilken en vattenström genereras från överflödet av en behållare eller kanal kallas avrinning. Detta genereras när mängden vatten som fälls ut eller flyter över behållaren är större än markens infiltrationskapacitet.

5- Infiltration

Infiltration är den process genom vilken vatten tränger in i jorden genom dess porer och sprickor. Infiltrationshastigheten eller mängden vatten som lyckas tränga in i markens inre under en viss tid beror på olika faktorer.

Till exempel i en sandjord med grova partiklar som lämnar större porer i varandra blir infiltrationen större. I en lerjord, som har finare partiklar, är infiltrationen mindre.

Jordlager

Jord består av olika horisonter eller lager som är placerade ovanpå varandra, var och en med sina egna egenskaper. Det finns jordar vars ythorisont eller horisont A är mycket permeabel, medan vissa av de nedre horisonterna är mindre.

Om det infiltrerade vattnet möter ett ogenomträngligt lager, ackumuleras det på det eller cirkulerar horisontellt. Detta bildar de underjordiska vattenförekomsterna eller vattendragen, som är av stor betydelse som sötvattenförsörjning..

Mängden grundvatten globalt beräknas vara 20 gånger så stor som ytvattnet på jorden. Denna vattenkropp är det som upprätthåller flödets basflöde och ger växterna vatten..

Fjädrar

Det ackumulerade vattnet i undergrunden kan hitta sätt att komma ut på utsidan och bilda källor. Det vill säga en naturlig vattenkälla som kommer från jorden och bildar dammar eller floder..

6- Cirkulation

Mycket av vattnet finns i haven, sjöarna och underjordiska reservoarer, eller frusna vid polerna eller högt uppe i bergen. En relevant del är dock i permanent cirkulation, vilket ger dynamik till vattencykeln..

Luftströmmar

Skillnaderna i temperaturer mellan punkter i jordens atmosfär genererar förskjutningar av luftmassor. Dessa förskjutningar orsakar i sin tur skillnader i atmosfärstryck och vindar produceras som bär vattenångan.

Massor av varm luft stiger från jordens yta mot atmosfärens övre lager. På samma sätt rör sig luften horisontellt från områden med högt tryck till områden med lågt tryck..

havsströmmar

I haven är vattnet i konstant cirkulationsrörelse och bildar marina strömmar. Dessa bestäms av jordens rotation och rotation..

Floder

Vattnet som fälls ut på bergen går nedför på grund av tyngdkraften och följer terrängens konturlinjer. I denna process bildas en kanal av den erosiva effekten av själva vattnet och denna kanaliseras genom den. På detta sätt bildas vattendrag som kan vara tillfälliga eller permanenta..

Frysande vatten

En del av vattnet som fälls ut på jorden cirkulerar inte, eftersom det är immobiliserat i form av is. I havsvatten är fryspunkten under 0 ° C på grund av det höga salthalten (vanligtvis -2 ° C).

Å andra sidan, om det inte finns några partiklar som vattnet håller fast vid, minskar dess fryspunkt till - 42 ºC..

Betydelsen av vattencykeln

Vital vätska

Levande varelser kräver vatten för att leva, i själva verket består levande celler av en hög andel vatten. Vatten, som är ett universellt lösningsmedel och att kunna lösa upp en stor mängd lösta ämnen, är viktigt i cellulära biokemiska reaktioner.

Olika faser av vatten. Källa: BE [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]
Vattencykeln, genom nederbörd och genom floder, sjöar och underjordiska akviferer, levererar det vatten som krävs för livet. Primärproduktion genom fotosyntes är den process som garanterar omvandling av solenergi till användbar energi för livet.

Fotosyntes är inte möjlig utan vatten, både när det gäller plankton (vattenorganismer) och i markväxter.

Temperaturreglering

Massorna av vatten som finns på jorden, liksom deras cirkulation i den hydrologiska cykeln, är en termisk regulator. Den höga specifika värmen av vatten gör att den gradvis kan absorbera värme och även gradvis frigöra den.

På samma sätt reglerar levande varelser sin kroppsvärme genom att överföra den till kroppsvatten och förlora den genom svett..

Vattenbehandling

När vatten avdunstar frigör det föroreningar och upplösta salter, så att när det fälls ut är det friskt och relativt rent vatten. Det finns dock förorenande gaser och partiklar i atmosfären som härrör från mänskliga aktiviteter som kan påverka dess kvalitet..

Klimathändelser

Vattencykeln bestämmer eller bidrar till förekomsten av en serie klimatfenomen som regn, snöfall och hagelstormar. På samma sätt bestämmer det utseendet på dimma, den periodiska översvämningen av floder eller variationer i temperaturen på jordytan..

Negativa effekter

Vattencykeln har också vissa negativa effekter för människor, såsom urlakning, erosion och socio-naturkatastrofer..

Läcker ut

Den består av tvättning eller släp av näringsämnen som finns i jorden på grund av lösningsmedelseffekten av det infiltrerande vattnet. I jordbruksmark med liten kapacitet att behålla näringsämnen orsakar detta fenomen markutarmning..

Erosion

Det är förlusten av slitage på mark eller berg på grund av mekanisk påverkan av vind eller vatten. Avrinningsvatten har en hög erosiv kraft från mark och stenar, beroende på dessa strukturella och mineralogiska egenskaper.

I kala jordar med branta sluttningar i områden med hög nederbörd är erosion hög. Jordförlusten på grund av denna orsak har en hög ekonomisk inverkan på livsmedelsproduktionen.

Socio-naturkatastrofer

Stort regn, liksom kraftiga snöfall och kraftiga hagelstormar kan orsaka stora negativa effekter på mänskliga strukturer och samhällen. På samma sätt genererar överflödet av floder och höjningen av havsnivån översvämningar av befolkade områden och odlingsområden..

Människan förändrar med sina handlingar naturliga cykler och gynnar sådana katastrofer som global uppvärmning eller byggande av anläggningar i högriskområden..

Referenser

  1. Calow, P. (red.) (1998). Encyclopedia of ecology and environment management.
  2. Margalef, R. (1974). Ekologi. Omega-utgåvor.
  3. Ordoñez-Gálvez, J.J. (2011). Hydrologisk cykel. Teknisk grundfärg. Geografiska samhället i Lima.
  4. Sterling, T.M. och Hernández-Rios, I. (2019). Transpiration - Rörelse av vatten genom växter. Växt- och markvetenskap e-bibliotek. Skriv ut lektion.
  5. Vera, C. och Camilloni, I. (s / f). Vattencykeln. Utforska. Multimedia träningsprogram. Ministeriet för utbildning, vetenskap och teknik.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.