Hvad er den hydrologiske cyklus?

Vandsyklusen eller den hydrologiske cyklus henviser til den kontinuerlige cirkulation af vand i Jordens hydrokugle. Vand bevæger sig ind i og fra de forskellige reservoirer på, over og under Jordens overflade, og i processen forvandles det til sine forskellige faser af fast (is), flydende (vand) og gas (damp) med den samlede masse af vandet forbliver ret konstant. De fysiske processer for fordampning, kondensation, sublimering, udfældning, transpiration og afstrømning er ansvarlige for opretholdelse af vandcyklusen. Varmeenergi udveksles også i løbet af cyklen, med denne butik og varmeafgivelse påvirker klimaet over hele verden. Vandcyklusen er meget afgørende for at bevare livet på Jorden, da det supplerer verdens ferskvandsressourcer og moderate ekstremer i klimaet.

Fysiske processer involveret i vandcyklusen

Forskellige fysiske processer virker i koordination for at holde vandcyklussen aktiv på alle tidspunkter. Fordampning indebærer fordampning af vand fra væskefasen, udløst af varmeenergikilden fra solstråling. Fordampning kan også udvides til at omfatte transpiration, en proces af vandtab fra planters blade og sved, hvilket er et lignende vandtab fra dyr under betingelser med varme stress. 90% af atmosfærisk vand bidrager til ved fordampning og 10% ved transpiration fra planter. Kondensation og advektion henviser til omdannelsen af ​​fordampede vanddampe til flydende vanddråber, der er suspenderet i luften som skyer eller tåge, og bevægelserne af sådant kondenseret atmosfærisk vand mellem hav og land. Det kondenserede vand når land og havoverfladen ved nedbørsprocessen. Nogle nedbør udsættes for baldakseaflytning, hvor vegetation på land absorberer vandet, inden det når land. Vand, der når landet, udsættes for afstrømning (eller smeltevand i tilfælde af sne), og det bevæger sig over land mod havene i form af floder, der dræner ud i havet. I processen bliver vandet også fordampet, suger under jorden (i en proces kendt som infiltration, hvor vand samler sig i jorden eller endog dybere i underjordiske akviferer) eller ekstraheres af planternes rodsystemer eller andre midler. Undergrundsstrømmen af ​​vand forekommer under jorden, og selv dette kan ende i havene eller overfladen på land via fjedre. En lille del af sublimering, der involverer direkte omdannelse af fast is til vanddamp, ses også i naturen.

Vandreservoirer og opholdstider

Vandreservoirer repræsenterer en region, hvor en del af vandet, der deltager i vandcyklusen, opbevares i en vis periode. Oceaner er de største vandreservoirer på planeten, der oplagrer næsten 97% af farvandet i hydrokfæren, mens isen og gletscherne opbevarer yderligere 2%. Underjordiske vandreservoirer, floder, søer, damme og vandløb opbevarer også små procentdele af det samlede vand i hydrokfæren, mens vandindholdet i levende organismer repræsenterer det mindste af alle reservoirer. Et andet vigtigt begreb knyttet til vandcyklusen er "opholdstid", som er repræsenteret ved følgende matematiske formel:

Opholdstid = Reservoirets volumen / (Vandsatsen tilsættes til reservoiret eller forlader reservoiret)

Opholdstiden repræsenterer således den gennemsnitlige tid et vandmolekyle bruger i reservoiret og kan udtrykkes enten positivt eller negativt afhængigt af om reservoiret oplever nettotab eller nettovinster af vand. For eksempel kan grundvand opholde sig i 10.000 år under jordens overflade, før det forlader det underjordiske reservoir, mens der i atmosfærisk vand eksisterer maksimalt 10 dage i atmosfæren, inden der falder som regn eller sne.

Betydningen af ​​vandcyklusen og virkningen af ​​menneskelige aktiviteter

Globale klimaer påvirkes af og yderst følsomme for ændringer i vandcyklus mønstre, da cyklussen tillader udveksling af varme og fugt mellem landmasser og vandkroppe. Fordampning af vand fører til afkøling af miljøet, mens kondens opvarmer miljøet ved at frigive varmeenergi. Jordens fysiske geografi er også stærkt påvirket af vandcyklusen, da nedbrydningen af ​​gletschere og afstrømning fra floder udskærer dale, toppe, kløfter, søer og andre landformer, der ses på Jorden. For nylig er planetens vandcyklus intensiveret, og fordampnings- og nedbørshastighederne er steget kraftigt. Menneskelige aktiviteter, såsom damming af floder og vandløb, udvinding af overflade og underjordisk vand til kunstvanding og andre formål og omfattende afskovning har negativt påvirket jordens vandcyklus funktion. Den globale opvarmning har yderligere påvirket hydrokfæren ved at udløse smeltningen af ​​polære iskapper, som nu mister mere vand ved fordampning, snesmeltning og afstrømning, end de vandrer ved nedbør. Dette truer med at øge havets vandstand og oversvømme kystbyer rundt om i verden.