Typ | Biogeochemický cyklus |
---|---|
Část | Vědy o atmosféře , ekologie , hydrologie |
Voda cyklus (nebo hydrologický cyklus ) je přirozený jev, který představuje průběh mezi velkých nádržích tekuté, pevné nebo vodní páry na Zemi : oceány , atmosféra , jezera , . Řeky voda , podzemními a ledovce . „Motorem“ tohoto cyklu je sluneční energie, která podporou odpařování vody pohání všechny ostatní výměny.
Věda , která studuje koloběh vody je hydrologie . To může být rozebrán do hydrogeologie , povrchové hydrologie , městských hydrauliky , atd.
Nádrže | Objem (10 6 km 3 ) |
Procentní objem celkem |
Doba pobytu | |
---|---|---|---|---|
Oceány | 1370 | 97,25 | 3200 let | |
Ledové čepice a ledovce | antarktický | 29 | 2.05 | 20 000 let |
Zmrzlinárny | 20 až 100 let | |||
Podzemní voda | mělký | 9.5 | 0,68 | 100 až 200 let |
hluboký | 10 000 let | |||
Jezera | 0,125 | 0,01 | 50 až 100 let | |
Půdní vlhkost | 0,065 | 0,005 | 1 až 2 měsíce | |
Atmosféra | 0,013 | 0,001 | 9 dní | |
Řeky a řeky | 0,0017 | 0,0001 | 2 až 6 měsíců | |
Biosféra | 0,0006 | 0,00004 | - | |
Sezónní sněhová pokrývka | - | - | 2 až 6 měsíců |
Velké vodní nádrže na Zemi jsou v sestupném pořadí podle objemu:
Doba zdržení vody v nádrži odpovídá průměrné době, během které tam molekula vody zůstává před průchodem do jiné nádrže. Doba pobytu vody je 9 dní v atmosféře , několik měsíců v půdě nebo v hydrografické síti , několik desetiletí v jezerech nebo horských ledovcích , 3200 let v horách. Oceány , 10 000 let v hlubokých podzemních vodách a 20 000 let v antarktický ledový štít.
Pozemní obálky obsahují vodu v různých množstvích: zejména v povrchových vodách , méně v litosféře a v malém množství v atmosféře a biosféře .
Vyhřívaná slunečním zářením se povrchová voda odpařuje . Voda se poté připojuje k atmosféře ve formě vodní páry. Odpařování závisí na množství dostupné vody, stupni nasycení par vzduchem, větrem, slunečním zářením, teplotou atd. Potenciální evapotranspirace definuje tok vody, kterou lze odpařit.
Pokud atmosféra není nasycena vodou, část srážek se okamžitě odpaří ( zachycení srážek ). Toto odpařování může také pokračovat po deštivé epizodě, pokud atmosféra stále není nasycená. Toto odpařování je o to účinnější, čím blíže jste k povrchu půdy. Pokud v atmosféře zůstane nenasycená zóna, objeví se odpařovací zotavení. Je zvýhodněn kapilárním vzestupem .
Potit sePoté zasáhne transpirace rostlin, hovoří se o evapotranspiraci . Cyklus popsaný výše je v zásadě geochemický. Ve skutečnosti mají na cyklus vliv živé bytosti, zejména rostliny . Tyto kořeny rostlin čerpání vody z půdy a uvolnění některé z nich do ovzduší. Podobně je část vody zadržována v rostlinách.
Of mraky mohou tvořit, když se atmosféra je nasycen vodní parou (nedosáhne rosný bod ). Jsou tvořeny drobnými kapkami vody nebo částicemi ledu v suspenzi. Když kapky dosáhnou velké velikosti, padají ve formě srážek: déšť , sníh , krupobití nebo rosa .
Celá vrstva vody odpařená v globálním měřítku padá ve formě srážek, hlavně na oceány (pro 7/9) a částečně na kontinenty (pro 2/9).
Voda vysrážená na kontinentech je částečně odpařována lokálně ( recyklace srážek ), částečně odváděna směrem k oceánům povrchovým odtokem a hladinami podzemních vod .
Odtok odkazuje na hydrologické toku fenoménu vody na povrch půdy.
Čím je proces pomalejší, tím více času musí voda chemicky interagovat s prostředím, kterým prochází. Naopak, čím rychlejší proces, tím výraznější jevu eroze . Závisí to také na kvalitě podloží a interakcích pod zemí ( hydrogeologie ).
Infiltrací a prosakováním v zemi voda zásobuje vodní hladiny (pod zemí). Poté prochází vadózní zónou , částí nenasyceného podloží, mezi povrchem a vodní hladinou.
Tok vody v kolektorech je relativně pomalý, často řádově centimetr za rok.
Voda z vodonosných vrstev se připojuje k potokům přes prameny , oceán přes podvodní zdroje nebo atmosféru prostřednictvím evapotranspirace.
Odlesňování , že zemědělské postupy dominantní a urbanizace má za následek zvyšující se odtok, protože nejen kořeny už ne drží půdy, takže neabsorbují srážky, ale půda sama, což také absorbují vodu deště se rozložilo ( humus ) ,.
To může mít za následek častější záplavy .
Účinkem odlesňování je snižování evapotranspirace, jako je urbanizace a všechny formy hydroizolace půdy.
Odběr vody z vodonosných vrstev nemusí mít žádné důsledky, pokud bude respektována kvóta vody způsobená dešti, které se dostanou do vodonosné vrstvy. Je třeba poznamenat, že hluboké vodní stoly jsou dobíjeny počasím několika desetiletí nebo dokonce několika století a že povrchové stoly jsou obecně dobíjeny velmi rychle (několik dní, několik měsíců nebo několik let).
Zavlažování podle kanálů nebo obnovy je metoda, která využívá zneužívání vody a přívod vody ve velkých množstvích během krátké doby. Tato metoda spotřebovává hodně vody, na rozdíl od sprinklerových systémů (otočné čepy, navijáky, mřížka atd.) Nebo kapacích systémů, které zajišťují vodu v menším množství. Silným příkladem zavlažování kanály je to, které vedlo ke snížení toku řek a vysušení Aralského moře . Tato zavlažovací metoda však prokázala, že může poskytovat vodu v oblastech s přirozeným deficitem, nebo dokonce silně doplňovat podzemní vodu jako v Provence, kde tento systém předků neustále doplňuje útvary podzemní vody.
Když odvádíte vodu z vnitrozemského moře kanály, které používají více vody než voda pro růst rostlin, zjevně snižujete hladinu vnitrozemského moře. Tento příklad by neměl být používán jako argument pro čerpání podzemní vody ospravedlňováním se snižováním odpadu pomocí techniky kapání. Proudová voda je přebytek, který není absorbován půdou a vegetací, vod povodí, jehož tok se mění po celý rok. Odvádění vody z proudů, které tečou do velkých oceánů, je jiné a není tak špatné jako stejná akce u těch, které proudí do vnitrozemských moří.
Koloběh vody není způsoben pouze sluncem, jak je popsáno na této stránce, ale voda, která proniká do zemské kůry, nemůže sestoupit níže, než dovoluje magma. Jinými slovy, podzemní voda není zastavena pouze nepropustným povrchem, ale také zpětným tlakem aktivity „magmatického“ vodního cyklu. Tento magmatický vodní cyklus otáčí vodu v zemské kůře štěrbinami a podzemními prostory a přenáší teplo a rozpuštěnou hmotu. Ve skutečnosti můžeme říci, že vodní cyklus zahrnuje dva na sebe navrstvené vodní cykly, které mají hranici (vyměněný průtok: nula). Tyto dva cykly sluneční a magmatické vody nebo atmosférické a hluboké pod zemí si vyměňují objemy vody prostřednictvím gejzírů , horkých a minerálních pramenů, které „přímo“ zvyšují hloubku cyklu v atmosférickém cyklu. Naopak atmosférický vodní cyklus tyto objemy vrací infiltrací vody podél vodních toků. Srážená voda není rovnoměrně rozdělena v čase a prostoru. Kromě toho povaha půdy neumožňuje doplňování podzemní vody po celém povrchu území. Velká část území udržuje deště na povrchu, aby byly zachyceny růstem rostlin nebo stékaly přímo k řekám. Podzemní voda je proto zřídka doplňována během významných dešťů a v oblastech náchylných k záplavám, a proto dočasně a částečně. Na druhé straně řeky mají roli permanentního doplňování podzemní vody na povrchu svých menších koryt.
Voda zbývající uložená v přírodních nádržích se vyznačuje průměrnou dobou pobytu s různou dobou trvání: odhaduje se v průměru na „9,5 dne v atmosféře, 17 dní v řekách a 1,8 roku v řekách. Půdy, 30 let ve sladkovodních jezerech, 3000 let v oceánu a téměř 10 000 let v některých ledovcích “
Koloběh vody v geologických měřítcích je složitější než výše uvedený model. Během své dlouhé existence, 4 miliardy let, ztratila Země čtvrtinu vody. Pokud jsou molekuly vody, H 2 O, jsou příliš těžké na to, aby unikly přímo do vesmíru (viz atmosférický únik ), mohou se rozkládat různými chemickými a biochemickými účinky na molekuly kyslíku a vodíku (viz Methanogenesis , fotosyntéza ). Vodík, mnohem lehčí, snadno uniká do vesmíru. Chemické složení atmosféry proto hraje v historii suchozemské vody důležitou roli.