Ciclo da água

A terra da água está sempre em movimento, e o ciclo de água, também conhecida como o ciclo da água, descreve o movimento contínuo da água sobre, acima e abaixo da superfície da Terra. Uma vez que o ciclo da água é verdadeiramente um "ciclo", não há começo nem fim. A água pode mudar estados entre o líquido , vapor e gelo em vários lugares no ciclo da água, com esses processos acontecem em um piscar de um olho e ao longo de milhões de anos. Embora o equilíbrio da água na Terra permanece relativamente constante ao longo do tempo, as moléculas de água individuais podem vir e ir com pressa.

Descrição

O ciclo da água.

O ciclo da água não tem nenhum ponto começar ou terminar. O sol, que impulsiona o ciclo da água, aquece a água nos oceanos. Alguns dos que evapora-se em forma de vapor no ar . Gelo e neve lata sublimar diretamente em vapor de água. As correntes de ar ascendentes levar o vapor para a atmosfera, juntamente com a água de evapotranspiração, que é água transpirada a partir de plantas e evaporou-se a partir do solo. O vapor sobe no ar onde as temperaturas mais frias causar-lhe a condensar em nuvens. As correntes de ar movem as nuvens ao redor do globo, partículas de nuvem colidir, crescer e cair do céu como precipitação. Alguns precipitação cai como neve e pode acumular como calotas polares e geleiras, que pode armazenar água congelada durante milhares de anos. Snowpacks em climas mais quentes, muitas vezes descongelar e derreter quando a primavera chega, e os fluxos de água derretida terrestre como neve derretida. A maior parte da precipitação cai de volta nos oceanos ou na terra, onde, devido à gravidade, a precipitação flui sobre o solo como escoamento superficial. Uma parte do escoamento superficial entra rios nos vales na paisagem, com vazão de água se movendo em direção aos oceanos. Escoamento e infiltração de água subterrânea, se acumulam e são armazenados como de água doce em lagos. Nem todos os fluxos de escoamento nos rios. Muito do que penetra no solo como infiltração. Um pouco de água se infiltra profundamente no solo e reabastece aqüíferos (rocha subsuperficial saturada), que armazenam enormes quantidades de água doce por longos períodos de tempo. Alguns infiltração permanece perto da superfície da terra e pode infiltrar-se até os organismos em água de superfície (eo mar) como descarga de água subterrânea, e um pouco de água do solo encontra aberturas na superfície da terra e emerge como nascentes de água doce. Ao longo do tempo, a água continua fluindo, alguns para reentrar no oceano, onde o ciclo da água se renova.

Os diferentes processos são os seguintes:

• A precipitação é vapor de água condensado que cai para a superfície da Terra. Mais precipitação ocorre como chuva , mas também inclui a neve , granizo, gotejamento nevoeiro, graupel, e granizo. Cerca de 505 mil km³ de água cair como precipitação a cada ano, 398 mil km³ de que sobre os oceanos.

• Interceptação Canopy é a precipitação que é interceptado por folhagem da planta e, eventualmente, evapora para a atmosfera, em vez de cair no chão.

• Snowmelt refere-se ao escoamento produzido pelo derretimento da neve.

• Escoamento inclui a variedade de maneiras pelas quais a água se move em toda a terra. Isto inclui tanto escoamento superficial e escoamento canal. À medida que flui, a água pode infiltrar-se no solo, evaporar-se no ar, tornam-se armazenados em reservatórios ou lagos, ou ser extraído para usos agrícolas humanos ou outros.

• A infiltração é o fluxo de água a partir da superfície do solo no solo. Uma vez infiltrado, a água se torna a umidade do solo ou águas subterrâneas.

• Fluxo subsuperficial é o fluxo de água subterrânea, na zona e os aqüíferos vadose. Água subsuperficial pode voltar à superfície (por exemplo. Como uma mola ou por que está sendo bombeado) ou eventualmente escoar para os oceanos. A água volta para a superfície da terra na elevação inferior, onde ele se infiltrou, sob a força da gravidade ou pressão induzida por gravidade. A água subterrânea tende a mover-se lentamente, e é reabastecido lentamente, para que ele possa permanecer em aqüíferos por milhares de anos.

• A evaporação é a transformação de água do líquido de fases de gás que se move a partir do solo ou de corpos de água para a atmosfera sobrejacente. A fonte de energia para a evaporação é principalmente a radiação solar . A evaporação muitas vezes inclui implicitamente transpiração das plantas , embora juntos eles são especificamente referido como evapotranspiração. As quantidades totais de evapotranspiração anual para cerca de 505 mil km³ de água, 434 mil km³ de que evapora dos oceanos.

• A sublimação é a mudança de estado sólido diretamente de água (neve ou gelo) ao vapor de água.

• Advecção é o movimento da água - na forma sólida, líquida ou vapor estados - através da atmosfera. Sem advecção, a água que evaporou-se sobre os oceanos não poderia precipitar sobre a terra.

• A condensação é a transformação de vapor de água de gotículas de água líquida no ar, produzindo nuvens e nevoeiro.

Reservatórios

No contexto do ciclo da água, uma representa o reservatório de água contida em passos diferentes no âmbito do ciclo. O maior reservatório é a coleção de oceanos , respondendo por 97% da água da Terra. A próxima maior quantidade (2%) é armazenado em sólido forma na calotas polares e geleiras . A água contida no interior de todos os organismos vivos representa a menor reservatório.

O volume de água no reservatórios de água doce, em particular aqueles que estão disponíveis para uso humano, são importantes recursos hídricos .

Tempo de residência

O tempo de residência de um reservatório dentro do ciclo hidrológico é o tempo médio que uma molécula de água vai gastar nesse reservatório (ver quadro ao lado). É uma medida da média de idade da água no reservatório que, embora um pouco de água vai passar muito menos tempo do que a média, e alguns muito mais.

A água subterrânea pode gastar mais de 10.000 anos abaixo da superfície da Terra antes de sair. Particularmente águas subterrâneas velho é chamada água fóssil. A água armazenada no solo permanece lá muito brevemente, porque é espalhada pouco sobre a Terra, e é facilmente perdida por evaporação, transpiração, o fluxo de corrente, ou recarga de águas subterrâneas. Após a evaporação, a água permanece na atmosfera por cerca de 9 dias antes da condensação e caindo para a Terra como precipitação.

Em hidrologia, tempos de permanência pode ser calculada de duas formas. O método mais comum utiliza o princípio de conservação de massa e assume a quantidade de água num dado reservatório é mais ou menos constante. Com este método, os tempos de residência são calcula-se dividindo o volume do reservatório pela taxa pelo qual a água ou entra ou sai do reservatório. Conceitualmente, isso é equivalente a cronometrando quanto tempo levaria para se tornar o reservatório cheio de vazio se não há água eram para deixar (ou quanto tempo levaria o reservatório de esvaziar a partir completo se não há água foram para entrar).

Um método alternativo para estimar os tempos de residência, a ganhar popularidade particularmente para datar águas subterrâneas, é o uso de técnicas isotópicas. Isto é feito no subcampo de hidrologia isotópica.

Mudanças ao longo do tempo

O ciclo da água descreve os processos que impulsionam o movimento da água ao longo do hidrosfera. No entanto, é muito mais água "em armazém" por longos períodos de tempo que é, na verdade, que se deslocam ao longo do ciclo. Os armazéns para a grande maioria de toda a água na Terra são os oceanos. Estima-se que dos 332.500 mil milhas cúbicos ⁽³ mi) (1386 milhões km ³⁾ de abastecimento de água do mundo, cerca de 321 milhões mi ³ (1338 milhões km ³⁾ é armazenado nos oceanos, ou cerca de 95%. Estima-se também que os oceanos fornecem cerca de 90 por cento da água evaporada que vai para o ciclo da água.

Durante os períodos climáticos mais frios mais calotas polares e geleiras, e forma o suficiente do suprimento mundial de água se acumula como gelo para diminuir os valores em outras partes do ciclo da água. O inverso é verdadeiro durante períodos quentes. Durante as geleiras última idade do gelo cobriu quase um terço da massa terrestre da Terra, com o resultado sendo que os oceanos eram cerca de 400 pés (122 metros) mais baixos do que hoje. Durante a última global "feitiço quente," cerca de 125.000 anos atrás, os mares eram cerca de 18 pés (5,5. Metros) maiores do que são agora. Cerca de três milhões de anos atrás os oceanos poderiam ter sido de até 165 pés (50 metros) mais elevado.

O consenso científico expresso no 2007 Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) Sumário para Formuladores de Políticas é para o ciclo da água para continuar a intensificar ao longo do século 21, embora isso não significa que a precipitação vai aumentar em todas as regiões. Em áreas terrestres subtropicais - lugares que já estão relativamente seco - precipitação deverá diminuir durante o século 21, aumentando a probabilidade de seca . A secagem é projetada para ser mais forte perto das margens poleward das regiões subtropicais (por exemplo, o Bacia do Mediterrâneo, África do Sul , no sul da Austrália , eo Sudoeste dos Estados Unidos). Quantidade de precipitação anuais deverão aumentar em regiões de quase-equatorial, que tendem a ser molhado no clima atual, e também em altas latitudes. Estes padrões de grande escala estão presentes em quase todos os modelos climáticos simulações realizados em vários centros internacionais de pesquisa como parte da quarta avaliação do IPCC.

Recuo dos glaciares também é um exemplo de um ciclo da água em mudança, onde o abastecimento de água às geleiras de precipitação não pode manter-se com a perda de água do derretimento e sublimação. retiro Glacial desde 1850 tem sido intensa.

As atividades humanas que alteram o ciclo da água incluem:

• agricultura
• alteração da composição química da atmosfera
• construção de barragens
• desmatamento e arborização
• remoção de águas subterrâneas a partir de poços
• captação de água de rios
• urbanização

Efeitos no clima

O ciclo da água é alimentado por energia solar. 86% do global de evaporação ocorre a partir dos oceanos, reduzindo a sua temperatura pela resfriamento evaporativo. Sem o efeito de refrigeração da evaporação do efeito de estufa levaria a uma temperatura de superfície muito mais elevada de 67 ° C , e um planeta mais quente.

Efeitos sobre ciclos biogeoquímicos

Enquanto o ciclo de água é em si um ciclo biogeoquímico, o fluxo de água sobre e debaixo da Terra é um componente-chave do ciclismo de outros biogeochemicals. O escoamento superficial é responsável por quase todo o transporte de erodido de sedimentos e de fósforo de terra em waterbodies. O salinidade dos oceanos é derivado de erosão e transporte de sais dissolvidos a partir da terra. Cultural eutrofização de lagos é principalmente devido ao fósforo, aplicada em excesso para campos agrícolas em fertilizantes , e depois transportada por terra e rio abaixo. Ambos escoamento e fluxo de águas subterrâneas desempenham papéis importantes no transporte de nitrogênio do solo para corpos d'água. O zona morta na saída do rio Mississippi é uma conseqüência de nitratos de fertilizantes, a sair dos campos agrícolas e canalizados para baixo a sistema fluvial para o Golfo do México . Escoamento também desempenha um papel no ciclo do carbono, novamente através do transporte de rocha erodida e do solo.