Ciklus vode

Kako kliše prolazi, voda je život. Voda je prirodni element koji se koristi od svih živih i neživih bića. Voda je u stalnom stanju kretanja i tranziciji iz jednog stanja u drugo. Postoje tri stanja vode: tvar (led), tekućina i para.

Definicija ciklusa vode

Ciklus vode, koji je također poznat kao hidrološki ciklus ili hidrološki ciklus, odnosi se na beskrajno kretanje vode ispod, na ili iznad površine Zemlje. Ukupna masa vode prisutne u zemlji relativno je konstantna tijekom vremena. Da li je ova voda prisutna kao slano, svježe ili u atmosferi ovisi o širokom rasponu vremenskih varijabli. Kakve god da su ove varijable, masa ostaje konstantna. Na primjer, da bi se povećala količina vode u atmosferi, to znači da se smanjila količina slane vode ili svježe vode. Voda je materija. Osnovna znanost pokazuje da materija ne može biti stvorena ili uništena, ali može se promijeniti. Postoje različiti procesi kroz koje se voda kreće iz jednog stanja u drugo, uključujući isparavanje, infiltraciju, površinski i podzemni protok, kao i kondenzaciju i padaline. Voda može mijenjati stanja (led, tekućina ili para) kroz isparavanje, kondenzaciju i taloženje. Površinski ili podzemni protok služi samo za premještanje vode s jednog mjesta na drugo.

Otprilike 96% ukupne količine vode na zemlji sastoji se od slane vode. Samo 4% preostaje za pripremu svježe vode. Oko 68% od 4% ukupne slatke vode vezano je za ledenjake i led s još 30% podzemlja.

Koraci u ciklusu vode

Sunce je glavni izvor energije za ciklus. Kada sunce izađe, zagrijava svaku vodu koja je na otvorenom. Što je veće vodno tijelo, to je veći učinak. Čestice vode uzimaju energiju od sunca i isparavaju u atmosferu u tekućem obliku. Da bi voda isparila, ne mora biti u tekućem obliku. Led i snijeg također se mogu ispariti. Snijeg i led mogu se prvo pretvoriti u tekuće stanje, a zatim ispariti, ili temperatura može biti dovoljno visoka da se odmah sublimira u paru. Sublimacija je proces u kojem se tvar mijenja iz čvrstog u plin izravno, bez pretvaranja u tekućinu. Drugi oblik isparavanja poznat je kao evapotranspiracija. Evapotranspiracija se odnosi na vodenu paru koja se dobiva uglavnom iz biljaka.

Molekula vode sastoji se od dva atoma vodika, i jedan atom kisika i njegova kemijska formula je H20. H₂ predstavlja dva atoma vodika, a O je za kisik. Atomi se mogu jednostavno definirati kao građevni blokovi molekula. Glavni sastojci zraka u atmosferi su dušik i kisik. Oba ova elementa su gušća od molekule vode. Kao rezultat, molekula vode može dobiti visinu u atmosferi kao rezultat uzgona. Opće je poznato da teže tvari ostaju na dnu, a lakše se kreću prema gore.

Opće je poznato da što više odlazite, to postaje hladnije. Kako visina pare raste, tlak zraka nastavlja padati. Tlak zraka je izravno proporcionalan temperaturi, tako da temperatura također pada. Kada temperatura dovoljno padne, vodena para, puna energije sunca, počinje prenositi ovu toplinu u okolnu atmosferu. Kada vodena para prenosi dovoljno energije, oborine (sitne kapljice vode) nastaju u procesu koji se naziva kondenzacija. Masivna koncentracija oborina vidljiva je s površine zemlje kao oblaka. Što je viša razina, oblaci su tamniji. Ponekad se može pojaviti magla ili magla kada se kondenzacija dogodi blizu površine. Kondenzacija u blizini tla može biti uzrokovana naglim padom tlaka zraka ili kada se prolaz toplih, vlažnih vjetrova sudari s hladnim vjetrom.

Oblaci puni oborina mogu pasti u regiji u kojoj su nastali, ili ih vjetar može otpuhati kako bi odložio svoj teret u drugim dijelovima svijeta. Oborine mogu pasti u različitim oblicima, ovisno o temperaturi u oblacima. Kada je temperatura iznad 2⁰, tada će oborine najvjerojatnije biti u tekućem obliku, također poznatom kao kiša. S druge strane, kada je temperatura ispod 2⁰, tada će nastati kristalne čestice koje će pasti kao grad, susnježica ili pahulje koje tvore snijeg. Kada snijeg traje dugo vremena, onda se formiraju glečeri koji su sposobni spremiti vodu za eone. Većina padalina pada na zemlju u obliku vode, što stvara periodične rijeke, kao i razvoj otjecanja na površini planeta koji se može odvoditi u sezonska tijela poput močvara, od kojih se većina ispušta u mora i oceani. Neke male količine te vode prodiru u zemlju kako bi ih koristile biljke. Neki od njih opskrbljuju neke od podzemnih potoka i rijeka. Neki od tih oborina također obnavljaju vodonosnike. Akviferi se mogu opisati kao prirodna podzemna vodna skladišta čija je primarna svrha skladištenje vode. Voda također hrani izvore i gejzire. Kako vrijeme napreduje, većina te vode pronalazi put do oceana i drugih vodenih tijela, a ciklus se ponavlja.

Ostali procesi u ciklusu vode

Uključena su dva primarna procesa. Prva je oborina. Taloženje se odnosi na vodenu paru koja se kondenzira visoko u atmosferi koja pada na površinu zemlje. Većina padalina pada kao kiša, a dio pada u obliku snijega, susnježice, tuče, magle, među ostalima. Oko 78% globalnih oborina pada preko oceana, a većina preostalog postotka pada preko kopna, dok mali dio tvori snijeg. Neke od vodene pare mogu se izravno promijeniti u led u procesu koji se naziva taloženje.

Drugi je isparavanje. Isparavanje je proces kroz koji voda prelazi iz tekućeg u plinovito stanje i izlazi u atmosferu. Kada se spominje isparavanje, ona također uključuje transpiraciju iz vegetacije. Zajedno, para iz biljaka i vodenih tijela poznata je kao evapotranspiracija. Ne iznenađuje što većina plina dolazi iz oceana i velikih vodenih tijela jer su izloženiji suncu. Isparavanje iz oceana predstavlja nevjerojatnih 86% globalne vodene pare. Neka voda može biti uzvišena.

Postoji nekoliko manjih procesa, kao što je infiltracija. Infiltracija se odnosi na bezbroj načina na koje voda prelazi na ili ispod zemlje. Kako voda teče, neki od njih se ispuštaju u velika vodena tijela, a dio se može filtrirati u zemlju. Infiltracija također dovodi do procesa poznatog kao podzemni tok. Kao što ime sugerira, podzemni tok je kretanje vode ispod površine zemlje. Dio te vode odlaže se u vodonosnike, odvodi u oceane ili se vraća na površinu kao izvor.

Drugi uključuju topljenje snijega, što je voda koja se stvara topljenjem leda ili snijega. Presretanje krošnje je još jedan proces koji se odnosi na oborine koje hvata biljka. Kiša isparava natrag bez pada na tlo. Voda može također biti pod utjecajem gravitacije u procesu perkolacije, ili može ući u plašt kroz proces tektonike ploča.

Učinci na klimu

Energija je ključni element u ciklusu vode. Jedna od posljedica slijeda je promjena temperature. Na primjer, isparavanjem voda preuzima energiju (u obliku topline) iz obližnjih izvora što smanjuje temperaturu okoline. Nasuprot tome, kada je voda u obliku pare, ona je puna toplinske energije. Da bi se kondenzirao, ona mora osloboditi ovu toplinu u okolinu, što dovodi do povećanja temperature. Kondenzacija u atmosferi može dovesti do stvaranja kiše, ili ako su uvjeti prikladni, doći će do snijega. Ovi antagonistički procesi igraju značajnu ulogu u utjecaju na klimu.

Osim utjecaja na klimu, ciklus je također odgovoran za pročišćavanje vode kada ispari. Kada ispari prljava tekuća voda, samo se čestice vode pretvaraju u paru. Nečistoće koje se nalaze u vodi ostaju na površini. Kada ova para padne u obliku kiše, voda je čista i čista za ljudsku potrošnju. Tok vode na površini zemlje i ispod njega također igra ključnu ulogu u premještanju minerala iz jedne regije u drugu. Većina živih bića zahtijevaju određene minerale koji se nalaze u vodi za njihov opstanak i dobrobit. Većina podzemnog toka također pomaže oblikovati neke od veličanstvenih i prekrasnih struktura koje se nalaze u svijetu. Izvrstan primjer takvog uređenja je stalaktit. Postoje negativni utjecaji na površinsko otjecanje s najčešćom erozijom.