ŪDENS VAI HIDROLOĢISKAIS CIKLS: POSMI UN NOZĪME - VIDE - 2025

Ūdens cikls vai hidroloģiskais cikls ir ūdens cirkulācijai uz Zemes maiņu starp šķidrumu, gāzveida un cieto valstīm. Šajā asinsrites kustībā ūdens pārvietojas starp hidrosfēru, atmosfēru, litosfēru un kriosfēru.

Šis process ir būtisks dzīvībai uz zemes, jo lielu daļu šūnu veido ūdens. Cilvēkiem 60% ķermeņa ir ūdens, smadzenēs sasniedzot 70% un plaušās - 90%.

Ūdens cikls aptver visu planētu ūdens masu - gan virszemes, gan pazemes - upēs, okeānos, gaisā un dzīvās būtnēs. Ūdens hidroloģiskajam ciklam visatbilstošākās īpašības ir tā viršanas un sasalšanas temperatūra.

Viršanas temperatūra vai temperatūra, kurā tā pāriet no šķidruma uz gāzi, ir 100 ºC jūras līmenī (samazinās līdz ar augstumu). Kamēr sasalšanas temperatūra vai temperatūra, kurā ūdens pāriet no šķidruma līdz cietam stāvoklim, ir 0 ºC.

Vēl viena izcila īpašība ir tā kā universāla šķīdinātāja raksturs, jo tieši šķidrums izšķīdina visvairāk vielu (polāros jonus un molekulas). Ūdenim, ko veido divi ūdeņraža atomi un viens skābekļa atoms, ir pozitīvs pols (ūdeņradis) un negatīvs pols (skābeklis).

Ūdens ciklā šis elements iziet sešās stadijās: iztvaikošanu un transpirāciju, kondensāciju, nokrišņus, noteci, infiltrāciju un cirkulāciju. Enerģija, kas vada ūdens ciklu, ir saules enerģija, un vēl viens būtisks spēks ir gravitācija, kas nodrošina nokrišņus, noteci un infiltrāciju.

Ūdens cikla posmi

Ūdens cikls. Avots: Malama Ūdens cikla posmi nav stingri secīgi, tas ir, ne katra ūdens molekula katrā cikla pagriezienā iziet cauri tām visām. Visu posmu kombinācija veido slēgtu plūsmu vai ciklu, kas ietver ūdens iztvaikošanu un tā atmosfēras cirkulāciju.

Vēlāk ūdens kondensējas un izgulsnējas, cirkulē pa upēm vai uzkrājas ezeros un okeānos, kur notiek jauna iztvaikošana. Cita daļa nokrīt no zemes, no tās daļa iztvaiko un vēl viena infiltrējas, uzkrājas vai cirkulē pazemē.

Vidēji ik pēc 8 dienām viss atmosfēras ūdens tiek atjaunots, un ik pēc 16 līdz 180 dienām ūdens upēs tiek atjaunots. Turpretī ūdens ezerā vai ledājā saglabājas līdz 100 vai vairāk gadiem.

1- iztvaikošana un svīšana

Iztvaikošana ir ūdens pārveidošana no šķidruma uz gāzveida stāvokli, paaugstinot tā temperatūru. Šis temperatūras paaugstināšanās ir karsēšanas produkts, ko izraisa saules starojums, galvenokārt ultravioletais.

Tāpat ūdens sildīšanu veicina zemes un priekšmetu, kas atrodas uz tās virsmas, izstarotais karstums (infrasarkanais starojums).

Ūdens iztvaiko, kad tas sasniedz 100ºC vai zemāk atkarībā no atmosfēras spiediena. Šī ūdens gazifikācija sastāv no ūdens molekulām, kas tiek uzlādētas ar kinētisko enerģiju, palielinot to kustību un paplašinot ūdeni.

Kad molekulas atdalās viena no otras, ūdens zaudē koherenci, kas tai piešķirta ar šķidruma īpašībām, un virsmas spraigums ir salauzts. Būdams vieglāks, gāzē pārveidots ūdens atmosfērā paaugstinās kā ūdens tvaiks.

Temperatūra, relatīvais mitrums un vējš

Gandrīz visos gadījumos ūdens okeānos, upēs un augsnē nesasniedz 100 ºC, bet iztvaikošana notiek, jo ūdens slānī ir molekulas, kuras sakarst vairāk nekā citas un sagrauj virsmas spraigumu , iztvaikojot.

Ja gaiss ir ļoti sauss (zems relatīvais mitrums), ūdens molekulas, kurām izdodas izjaukt virsmas spraigumu, mēdz vieglāk nokļūt gaisā. No otras puses, ja ir vējš, tas velk ūdens tvaiku slāni, kas uzkrājas uz ūdens.

Vislielākais iztvaikošanas ātrums notiek okeānos, kur iztvaikošanas ātrums ir septiņas reizes lielāks nekā zemes virsmā.

Edafiskā iztvaikošana

Daļa no ūdens, kas iefiltrējas augsnē, sasniedz gruntsūdeņu slāni (piesātinātā zona). Kamēr vēl viena daļa sasilst tranzītā caur nepiesātināto zonu un iztvaiko, atgriežas uz virsmas.

Svīšana

Augiem vielmaiņas procesiem ir vajadzīgs ūdens, ko vairumā gadījumu viņi iegūst no augsnes. Viņi to dara caur saknēm un sasniedzot lapas, un daļa tiek izmantota fotosintēzes procesam.

Tomēr apmēram 95% augu absorbētā ūdens vidē izdalās sviedru ūdens tvaiku veidā. Ūdens tvaiki izdalās caur stomātu lapotnes epidermā.

2 - kondensāts

Tā ir gāzes pāreja šķidrā stāvoklī, kas notiek uz virsmas temperatūras pazemināšanās dēļ. Temperatūrai pazeminoties, ūdens molekulas samazina savu kinētisko enerģiju un vairāk sasaistās savā starpā, lai kondensējas.

Ūdens pilieni kondensāta dēļ. Avots: Nicole López Šis process prasa, lai būtu daļiņas, kurām ūdens pieķeras, un šo daļiņu temperatūrai jābūt zemākai par ūdens piesātinājuma temperatūru. Šajos apstākļos tiek sasniegts rasas punkts vai rasas temperatūra, tas ir, temperatūra, kurā ūdens kondensējas.

Mākoņu veidošanās

Mākoņu veidošanās Avots: Arun Kulshreshtha Gaiss paaugstinās, kad tas tiek uzkarsēts, un šajā procesā izvada ūdens tvaikus, kas rodas iztvaikošanas dēļ uz zemes virsmas. Kad tas paaugstinās, tā temperatūra pazeminās, līdz tā sasniedz rasas punktu un kondensējas.

Tādējādi veidojas nelieli ūdens pilieni, kuru diametrs sasniedz 0,004–0,1 mm un kurus aiznes vējš un galu galā saduras viens ar otru. Šo kondensācijas punktu uzkrāšanās veido mākoņus, kas, sasniedzot ūdens piesātinājumu, rada nokrišņus.

Sals

Ja temperatūra ir ļoti zema, rodas sals, tas ir, zvīņu vai adatu slānis nelielos ledus gabaliņos. To iegūst ar tiešu ūdens tvaiku nogulsnēšanos uz virsmas, nevis ar nokrišņiem.

3 - Nokrišņi

Nokrišņi. Avots: Cassini83 Nokrišņi ir kondensēta ūdens krišana šķidrā vai cietā veidā no atmosfēras uz Zemes virsmu. Tā kā kondensētais ūdens atmosfērā uzkrājas mākoņu formā, tā svars palielinās, līdz tas nevar izvairīties no gravitācijas spēka.

Lietus

Lietus ir ūdens nokrišņi šķidrā stāvoklī, kas ir ļoti svarīgi, jo tas izplata svaigu ūdeni virs zemes virsmas. 91% nokrišņu ūdens nonāk tieši okeānos, 9% nonāk kontinentālajās masās, lai pabarotu baseinus, kas atgriežas okeānā.

Nevada

Ja temperatūra atmosfēras augšējos slāņos ir pietiekami zema, kondensētais ūdens izkristalizējas sniegpārslās. Palielinoties izmēram un uzkrājoties, tie nonāk gravitācijas spēka ietekmē un nokrīt.

Krusa

Tie ir 5 un 50 milimetru vai pat lielāki ledus akmeņi, kas veidojas ap suspendētā materiāla daļiņām. Kad ap daļiņu uzkrātais ledus sasniedz pietiekamu svaru, tas nokrīt.

4- notece

Nokrišņu ūdens var nokrist tieši uz ūdenstilpes (dīķa, upes, ezera vai okeāna) vai uz zemes. Tāpat ūdenstilpes var pārplūst, tas ir, daļa no esošā ūdens izplūst no ierobežošanas robežām.

Šo procesu, kurā tvertnes vai kanāla pārplūdes rezultātā rodas ūdens straume, sauc par noteci. Tas rodas, ja ūdens daudzums, kas izgulsnē vai pārplūst konteinerā, ir lielāks nekā augsnes infiltrācijas spēja.

5 - infiltrācija

Infiltrācija ir process, kurā ūdens iekļūst augsnē caur tā porām un plaisām. Infiltrācijas ātrums vai ūdens daudzums, kam noteiktā laikā izdodas iekļūt augsnē, ir atkarīgs no dažādiem faktoriem.

Piemēram, smilšainā augsnē ar rupjām daļiņām, kas atstāj lielākas poras viena otrai, infiltrācija būs lielāka. Atrodoties mālainā augsnē, kurā ir smalkākas daļiņas, infiltrācija ir mazāka.

Augsnes slāņi

Augsnes veido dažādi horizonti vai slāņi, kas izvietoti viens virs otra, katram ir savas īpašības. Ir augsnes, kuru virsmas horizonts vai horizonts A ir ļoti caurlaidīgs, bet daži no apakšējā horizonta ir mazāk.

Ja infiltrētais ūdens sastopas ar necaurlaidīgu slāni, tas uz tā uzkrājas vai cirkulē horizontāli. Tas veido pazemes ūdensobjektus vai ūdens nesējslāņus, kuriem ir liela nozīme kā saldūdens padevei.

Tiek lēsts, ka gruntsūdeņu daudzums pasaulē 20 reizes pārsniedz virszemes ūdens daudzumu uz Zemes. Šis ūdensobjekts uztur upju pamatplūsmu un nodrošina ūdeni augiem.

Atsperes

Pamatnē uzkrātais ūdens var atrast izejas uz ārpusi un veidot avotus. Citiem vārdiem sakot, dabisks ūdens avots, kas izplūst no zemes, veidojot dīķus vai upes.

6- cirkulācija

Liela daļa ūdens atrodas okeānos, ezeros un pazemes rezervuāros vai ir sasalusi pie stabiem vai augstos kalnos. Tomēr attiecīgā daļa atrodas pastāvīgā cirkulācijā, piešķirot ūdens ciklam dinamiku.

Gaisa straumes

Temperatūru atšķirības starp Zemes atmosfēras punktiem rada gaisa masu pārvietojumus. Šīs nobīdes savukārt izraisa atmosfēras spiediena atšķirības, un rodas vēji, kas izvada ūdens tvaikus.

Karstā gaisa masas paceļas no zemes virsmas uz atmosfēras augšējiem slāņiem. Tāpat gaiss pārvietojas horizontāli no augsta spiediena apgabaliem uz zema spiediena apgabaliem.

Okeāna straumes

Okeānos ūdens nepārtraukti cirkulē, veidojot jūras straumes. Tos nosaka Zemes rotācijas un tulkošanas kustības.

Upes

Ūdens, kas nokrišņos kalnos, gravitācijas dēļ tek lejup pa kalnu, sekojot reljefa kontūrlīnijām. Šajā procesā kanālu veido paša ūdens erozīvā iedarbība, un tas caur to tiek novirzīts. Tādā veidā veidojas ūdensteces, kas var būt īslaicīgas vai pastāvīgas.

Ūdens sasalšana

Daļa ūdens, kas nokrīt uz zemes, cirkulē, jo tas ir imobilizēts ledus formā. Jūras ūdenī sasalšanas temperatūra ir zem 0 ° C lielā sāļu satura dēļ (parasti -2 ° C).

No otras puses, ja nav daļiņu, pie kurām ūdens pieķeras, tā sasalšanas temperatūra pazeminās līdz - 42 ºC.

Ūdens cikla nozīme

Vital šķidrums

Dzīvajām būtnēm dzīvībai vajadzīgs ūdens, patiesībā dzīvās šūnas veido liels ūdens daudzums. Ūdens, kas ir universāls šķīdinātājs un spēj izšķīdināt lielu daudzumu izšķīdušo vielu, ir būtisks šūnu bioķīmiskajās reakcijās.

Dažādas ūdens fāzes. Avots: BE Ūdens cikls ar nokrišņiem un caur upēm, ezeriem un pazemes ūdens nesējslāņiem piegādā dzīvībai nepieciešamo ūdeni. Primārā ražošana, izmantojot fotosintēzi, ir process, kas garantē saules enerģijas pārveidi par dzīvībai noderīgu enerģiju.

Fotosintēze nav iespējama bez ūdens gan planktona (ūdens organismu), gan sauszemes augu gadījumā.

Temperatūras regulēšana

Uz Zemes esošās ūdens masas, kā arī to cirkulācija hidroloģiskajā ciklā ir termisks regulators. Ūdens īpašais siltums ļauj tam pakāpeniski absorbēt siltumu un arī pakāpeniski to atbrīvot.

Tāpat dzīvās būtnes regulē sava ķermeņa siltumu, pārnesot to uz ķermeņa ūdeni un zaudējot to svīstot.

Ūdens attīrīšana

Kad ūdens iztvaiko, tas atbrīvo sevi no piesārņotājiem un izšķīdinātiem sāļiem, tāpēc, kad tas izgulsnējas, tas ir svaigs un salīdzinoši tīrs ūdens. Tomēr atmosfērā ir piesārņojošas gāzes un daļiņas, kas rodas cilvēku darbības rezultātā un var ietekmēt tā kvalitāti.

Klimatiskie notikumi

Ūdens cikls nosaka virkni klimatisko parādību, piemēram, lietus, sniegputenis un lietusgāzes, vai veicina to. Tādā pašā veidā tas nosaka miglas parādīšanos, periodiskus upju plūdus vai temperatūras izmaiņas zemes virsmā.

Negatīva ietekme

Ūdens ciklam ir arī noteikta negatīva ietekme uz cilvēkiem, piemēram, izskalošanās, erozija un sociāli dabas katastrofas.

Izskalošanās

Tas sastāv no augsnē esošo barības vielu mazgāšanas vai vilkšanas, pateicoties infiltrētā ūdens šķīdinātāja iedarbībai. Lauksaimniecības augsnēs ar zemu barības vielu aizturi šī parādība izraisa augsnes noplicināšanos.

Erozija

Tas ir augsnes vai iežu nodiluma zudums vēja vai ūdens mehāniskās iedarbības rezultātā. Notekūdeņiem ir augsta augsnes un iežu erozijas spēja atkarībā no to strukturālajām un mineraloģiskajām īpašībām.

Kailās augsnēs ar stāvām nogāzēm, kas atrodas daudz nokrišņu, ir liela erozija. Šī iemesla dēļ augsnes zaudēšanai ir liela ekonomiskā ietekme uz pārtikas ražošanu.

Sociāli dabas stihijas

Spēcīgas lietus, kā arī spēcīgas snigšanas un stipras lietusgāzes var izraisīt būtisku negatīvu ietekmi uz cilvēku struktūrām un kopienām. Tādā pašā veidā upju pārplūšana un jūras līmeņa paaugstināšanās rada plūdus apdzīvotās vietās un kultivēšanas vietās.

Cilvēks ar savu rīcību maina dabas ciklus un izraisa tādas katastrofas kā globālā sasilšana vai objektu celtniecība paaugstināta riska zonās.

Atsauces

1. Calow, P. (Red.) (1998). Ekoloģijas un vides pārvaldības enciklopēdija.
2. Margalefs, R. (1974). Ekoloģija. Omega izdevumi.
3. Ordoñez-Gálvez, JJ (2011). Hidroloģiskais cikls. Tehniskais grunts. Limas ģeogrāfiskā biedrība.
4. Sterling, TM un Hernández-Rios, I. (2019). Transpirācija - ūdens pārvietošanās caur augiem. Augu un augsnes zinātņu e-bibliotēka. Drukas stunda.
5. Vera, C. un Camilloni, I. (s / f). Ūdens cikls. Izpētīt. Multivides apmācības programma. Izglītības, zinātnes un tehnoloģijas ministrija.