VODNÍ NEBO HYDROLOGICKÝ CYKLUS: FÁZE A VÝZNAM - ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ - 2025

Voda cyklus nebo hydrologický cyklus je cirkulace vody na Zemi mění mezi kapalných, plynných a pevných látek. V tomto oběhovém pohybu voda přechází mezi hydrosférou, atmosférou, litosférou a kryosférou.

Tento proces je zásadní pro život na Zemi, protože velké procento buněk je tvořeno vodou. U lidí je 60% těla voda, dosahující 70% v mozku a 90% v plicích.

Vodní cyklus zahrnuje celou hmotu planetární vody, povrchové i podzemní, v řekách, oceánech, vzduchu a živých bytostech. Nejvýznamnějšími vlastnostmi vody pro hydrologický cyklus jsou teplota varu a teplota tuhnutí.

Bod varu nebo teplota, při které přechází z kapaliny na plyn, je 100 ºC na hladině moře (s výškou klesá). Zatímco bod tuhnutí nebo teplota, při které voda přechází z kapaliny do pevného stavu, je 0 ° C.

Další vynikající vlastností je jeho charakter jako univerzálního rozpouštědla, protože to je kapalina, která rozpouští nejvíce látek (polární ionty a molekuly). Voda, která se skládá ze dvou atomů vodíku a jednoho z kyslíku, má kladný pól (vodíky) a záporný pól (kyslík).

Ve vodním cyklu prochází tento prvek šesti fázemi: odpařování a transpirace, kondenzace, srážení, odtok, infiltrace a cirkulace. Energie, která řídí vodní cyklus, je sluneční energie a další základní silou je gravitace, která umožňuje srážení, odtok a infiltraci.

Fáze vodního cyklu

Koloběh vody. Zdroj: Malama Fáze vodního cyklu nejsou striktně sekvenční, to znamená, že ne každá molekula vody nutně prochází všemi z nich na každém otočení cyklu. Kombinace všech stupňů tvoří uzavřený tok nebo cyklus, který zahrnuje odpařování vody a její atmosférickou cirkulaci.

Později voda kondenzuje a vysráží se, cirkuluje řekami nebo se hromadí v jezerech a oceánech, kde dochází k novému odpařování. Další část uteče ze země, z toho se část vypaří a další infiltruje, hromadí se nebo cirkuluje pod zemí.

V průměru se každých 8 dní obnovuje veškerá atmosférická voda a každých 16 až 180 dní se obnovuje voda v řekách. Naproti tomu voda v jezeře nebo ledovci zůstává až 100 let a více.

1 - Odpařování a pocení

Odpařování je přeměna vody z kapaliny do plynného stavu zvýšením její teploty. Toto zvýšení teploty je výsledkem ohřevu způsobeného slunečním zářením, zejména ultrafialovým zářením.

Rovněž vyzařované teplo (infračervené záření) Země a předměty, které jsou na jeho povrchu, přispívá k ohřevu vody.

Voda se vypařuje, když dosáhne 100 ° C nebo méně v závislosti na atmosférickém tlaku. Toto zplyňování vody sestává z molekul vody nabitých kinetickou energií, zvyšování jejich pohybu a rozšiřování vody.

Když se molekuly od sebe navzájem oddělují, ztrácí voda koherenci, která je jí přiřazena svými vlastnostmi kapaliny, a povrchové napětí je přerušeno. Když je voda lehčí, voda se přeměňuje v plyn stoupá do atmosféry jako vodní pára.

Teplota, relativní vlhkost a vítr

Téměř ve všech případech voda v oceánech, řekách a v půdě nedosahuje 100 ° C, ale dochází k odpařování, protože ve vrstvě vody se vyskytují molekuly, které se zahřívají více než ostatní a narušují povrchové napětí., odpařování.

Pokud je vzduch velmi suchý (nízká relativní vlhkost), molekuly vody, které dokáží rozbít povrchové napětí, budou mít tendenci snadněji procházet do vzduchu. Pokud je na druhé straně vítr, bude to přetahovat vrstvu vodní páry, která se hromadí na vodě.

Nejvyšší rychlost vypařování se vyskytuje v oceánech, kde je rychlost vypařování sedmkrát vyšší než u zemského povrchu.

Edafické odpařování

Z vody, která infiltruje půdu, část dosáhne vrstvy podzemní vody (nasycená zóna). Zatímco další část se zahřívá při svém průchodu nenasycenou zónou a odpařuje se a vrací se na povrch.

Pocení

Rostliny potřebují vodu pro své metabolické procesy, které ve většině případů získávají z půdy. Dělají to skrze své kořeny a když dosáhnou listů, část se používá pro proces fotosyntézy.

Přibližně 95% vody absorbované rostlinami se však uvolňuje do životního prostředí ve formě vodní páry v potu. Vodní pára se uvolňuje přes stomatu v listové epidermis.

2 - Kondenzace

Jedná se o průchod plynu do kapalného stavu, ke kterému dochází na povrchu v důsledku poklesu teploty. Jak teplota klesá, molekuly vody snižují svou kinetickou energii a spojují se více navzájem, aby kondenzovaly.

Kapky vody v důsledku kondenzace. Zdroj: Nicole López Tento proces vyžaduje, aby existovaly částice, na nichž voda ulpívá, a teplota těchto částic musí být nižší než teplota nasycení vody. Za těchto podmínek je dosaženo rosného bodu nebo rosné teploty, tj. Teploty, při které voda kondenzuje.

Oblačnost

Oblačnost Zdroj: Arun Kulshreshtha Vzduch stoupá, když je zahřátý, a v tomto procesu odvádí vodní páru, která je vytvářena v důsledku odpařování na zemském povrchu. Když stoupne, jeho teplota klesá, dokud nedosáhne rosného bodu a kondenzuje.

Tím se vytvoří malé kapky vody, které dosahují průměru mezi 0,004 a 0,1 mm, které jsou neseny větrem a nakonec se navzájem srazí. Hromadění těchto kondenzačních bodů vytváří mraky, které po dosažení nasycení vodou generují srážení.

Mráz

Pokud je teplota velmi nízká, vytváří se námraza, to znamená vrstva šupin nebo jehel v malých kouscích ledu. To je způsobeno přímým nanášením vodní páry na povrch, nikoli srážením.

3 - Srážky

Srážky deště. Zdroj: Cassini83 Precipitace je pokles kondenzované vody v kapalné nebo pevné formě z atmosféry na zemský povrch. Jak se kondenzovaná voda hromadí v atmosféře ve formě mraků, její hmotnost se zvyšuje, dokud se nemůže vyhnout gravitační síle.

Déšť

Déšť je srážení vody v kapalném stavu, což je velmi důležité, protože distribuuje čerstvou vodu po zemský povrch. 91% vody, která se vysráží, se vrací přímo do oceánů, 9% jde do kontinentálních mas, aby nakrmily pánve vracející se do oceánu.

Nevada

Pokud je teplota v horních vrstvách atmosféry dostatečně nízká, kondenzovaná voda krystalizuje do sněhových vloček. Jak se zvětšují a hromadí, nakonec se srážejí gravitační silou a způsobují sněžení.

Kroupy

Jsou to ledové kameny o průměru 5 a 50 milimetrů nebo větší, které jsou tvořeny kolem suspendovaných částic materiálu. Když led nahromaděný kolem částice dosáhne dostatečné hmotnosti, vysráží se.

4- Odtok

Srážková voda může padat přímo na vodní útvar (rybník, řeka, jezero nebo oceán) nebo na zem. Podobně mohou vodní útvary přetékat, to znamená, že část vody, která obsahuje, uniká z mezních hodnot.

Tento proces, kterým se generuje proud vody v důsledku přetečení nádoby nebo kanálu, se nazývá odtok. To se vytváří, když je množství vody, které vysráží nebo přetéká, větší než infiltrační kapacita půdy.

5 - Infiltrace

Infiltrace je proces, kterým voda proniká do půdy skrze její póry a praskliny. Rychlost infiltrace nebo množství vody, které dokáže v daném čase proniknout do půdy, závisí na různých faktorech.

Například v písčité půdě s hrubými částicemi, které v sobě zanechávají větší póry, bude infiltrace větší. Zatímco v hliněné půdě, která má jemnější částice, je infiltrace menší.

Půdní vrstvy

Půdy se skládají z různých horizontů nebo vrstev uspořádaných jedna na druhé, každá s vlastními vlastnostmi. Existují půdy, jejichž povrchový horizont nebo horizont A je vysoce propustný, zatímco některé z nižších horizontů jsou méně.

Pokud infiltrovaná voda narazí na nepropustnou vrstvu, hromadí se na ní nebo cirkuluje vodorovně. To tvoří podzemní vodní útvary nebo vodonosné vrstvy, které mají velký význam jako přívod čerstvé vody.

Globální množství podzemní vody se odhaduje na 20násobek množství povrchové vody na Zemi. Toto vodní útvar udržuje základní tok řek a dodává rostlinám vodu.

Springs

Voda nahromaděná v podloží může najít cestu ven a vytvořit prameny. Jinými slovy, přírodní zdroj vody, který vytéká ze země a tvoří rybníky nebo řeky.

6- Cirkulace

Většina vody je obsažena v oceánech, jezerech a podzemních nádržích, nebo zmrzlá na pólech nebo ve vysokých horách. Relevantní část je však v neustálém oběhu, což dává vodnímu cyklu dynamiku.

Vzdušné proudy

Rozdíly v teplotách mezi body zemské atmosféry způsobují posuny hmot vzduchu. Tyto posuny zase způsobují rozdíly v atmosférickém tlaku a vytvářejí se větry, které nesou vodní páru.

Hmoty horkého vzduchu stoupají ze zemského povrchu směrem k horním vrstvám atmosféry. Podobně se vzduch pohybuje vodorovně z oblastí s vysokým tlakem do oblastí s nízkým tlakem.

oceánské proudy

V oceánech je voda neustále v oběhu a vytváří mořské proudy. Ty jsou určeny pohyby rotace a posunu Země.

Řeky

Voda, která se vysráží na horách, teče dolů z důvodu gravitace sledující vrstevnice terénu. V tomto procesu je kanál vytvořen erozivním účinkem samotné vody a je jím veden. Tímto způsobem se vytvářejí vodní toky, které mohou být dočasné nebo trvalé.

Voda mrzne

Část vody, která se vysráží na zemi, necirkuluje, protože je imobilizována ve formě ledu. V mořské vodě je bod tuhnutí pod 0 ° C kvůli vysokému obsahu solí (obvykle -2 ° C).

Na druhou stranu, pokud neexistují žádné částice, na kterých voda ulpívá, její bod tuhnutí klesne na - 42 ° C.

Význam vodního cyklu

Vitální tekutina

Živé bytosti vyžadují vodu k životu, ve skutečnosti jsou živé buňky tvořeny vysokým podílem vody. V buněčných biochemických reakcích je nezbytná voda, která je univerzálním rozpouštědlem a je schopna rozpustit velké množství solutů.

Různé fáze vody. Zdroj: BE Cyklus vody, přes srážky a přes řeky, jezera a podzemní kolektory, dodává vodu potřebnou pro život. Primární produkce prostřednictvím fotosyntézy je proces, který zaručuje přeměnu sluneční energie na užitečnou energii pro život.

Fotosyntéza není možná bez vody, jak v případě planktonu (vodních organismů), tak v suchozemských rostlinách.

Regulace teploty

Množství vody existující na Zemi, stejně jako jejich cirkulace v hydrologickém cyklu, jsou tepelným regulátorem. Vysoké měrné teplo vody mu umožňuje postupně absorbovat teplo a také jej postupně uvolňovat.

Podobně živé bytosti regulují své tělesné teplo tím, že jej přenášejí do tělesné vody a ztrácí ji potem.

Úprava vody

Když se voda vypařuje, uvolňuje znečišťující látky a rozpuštěné soli, takže když se vysráží, je to čerstvá a relativně čistá voda. V atmosféře jsou však znečišťující plyny a částice způsobené lidskou činností, které mohou ovlivnit její kvalitu.

Klimatické události

Vodní cyklus určuje nebo přispívá k existenci řady klimatických jevů, jako je déšť, sněžení a krupobití. Stejným způsobem určuje výskyt mlhy, periodické záplavy řek nebo změny teploty na zemském povrchu.

Negativní účinky

Vodní cyklus má také určité negativní účinky na člověka, jako je loužení, eroze a sociálně-přírodní katastrofy.

Leaching

Spočívá v mytí nebo tažení živin přítomných v půdě v důsledku rozpouštědlového efektu vody, která infiltruje. V zemědělských půdách s nízkou retenční schopností živin tento jev způsobuje ochuzování půdy.

Eroze

Je to ztráta opotřebení půdy nebo hornin v důsledku mechanického působení větru nebo vody. Odtoková voda má vysokou erozivní sílu půdy a hornin, v závislosti na jejich strukturálních a mineralogických vlastnostech.

V holých půdách se strmými svahy, které se nacházejí v oblastech s velkými srážkami, je eroze vysoká. Ztráta půdy způsobená touto příčinou má velký ekonomický dopad na produkci potravin.

Sociálně-přírodní katastrofy

Přívalové deště, silné sněžení a krupobití mohou způsobit velké negativní dopady na lidské struktury a společenství. Stejně tak přetékání řek a zvyšování hladiny moře způsobují povodně v obydlených oblastech a kultivačních oblastech.

Člověk svým jednáním mění přírodní cykly a způsobuje takové katastrofy, jako je globální oteplování nebo výstavba zařízení ve vysoce rizikových oblastech.

Reference

1. Calow, P. (Ed.) (1998). Encyklopedie ekologie a environmentálního managementu.
2. Margalef, R. (1974). Ekologie. Vydání Omega.
3. Ordoñez-Gálvez, JJ (2011). Hydrologický cyklus. Technický primer. Zeměpisná společnost v Limě.
4. Sterling, TM a Hernández-Rios, I. (2019). Transpirace - pohyb vody rostlinami. Elektronická knihovna rostlin a půdních věd. Tisk lekce.
5. Vera, C. a Camilloni, I. (s / f). Vodní cyklus. Prozkoumat. Multimediální vzdělávací program. Ministerstvo školství, vědy a technologie.