Што претставува кружното движење на водата?

Што претставува кружното движење на водата? Лесно можам да одговорам - тоа сум "јас" во целост! Кружното двиежење на водата ги опишува постоењето и движењето на водата на, во и над Земјата. Водата на Земјата е постојано во движење и постојано ја менува формата, од течност во пареа во мраз и обратно. Кружното движење на водата функционира милијарди години и целокупниот живот на Земјата зависи од неа; Земјата би била прилично нездраво место за живот, доколку ја нема водата.

Накратко за кружното движење на водата

Диаграм на кружното движење на водата.

Кондензација Испарување Акумулирање на водата во океаните Транспирација Вода во атмосферата Акумулирање на водата во мраз и снег Површински текови Врнежи Истекување на стопениот снег во водотеците Водотеци Инфилтрација Извори Слатководни акумулации Odp?yw gruntowy Глобална дистрибуција на водата

Кружниот тек на водата нема почетна точка, но можеме да почнеме во океаните. Сонцето, кое го води кружниот тек на водата, ја затоплува водата во океаните, па таа испарува во форма на пареа во воздухот. Нагорните струења на воздухот ја носат пареата во атмосферата, кадешто пониските температури предизвикуваат кондензирање на пареата во облаци. Воздушните струења ги движат облаците околу планетата, честичките на облаците се судираат, растат и паѓаат од небото како врнежи. Некои врнежи паѓаат во вид на снег и можат да се акумулираат како ледени капи и глечери, коишто можат да ја задржат замрзнатата вода илјадници години. Во предели со потопли клими, снежните наноси често одмрзнуваат и се топат со пристигнувањето на пролетта, а стопените води течат преку земјиштето како стопен снег, што понекогаш доведува до поплави. Најголем дел од врнежите повторно паѓаат во океаните или на копнените површини, кадешто, како резултат на гравитацијата, течат на површината како површински водотеци. Дел од водата, преку реките, втекува во долините во пределот, додека главното течение на реката ја носи водата кон океаните. Водите од истекувањето и продирањето на подземните води се акумулираат како слатки води во езерата. Но, во реките не втекува сета вода од истекувањата. Голем дел од неа тоне во земјата како инфилтрација. Дел од оваа вода останува близу до површината и може повторно да навлезе во површинските водни тела (и во океаните) како истекување од подземни води. Дел од подземната вода наоѓа отвори на површината и извира во вид на слатководни извори. Корењата на растенијата ја впиваат плитката подземна вода, којашто потоа преку транспирација од површината на лисјата се враќа во атмосферата. Дел од водата што се инфилтрира во подземните слоеви навлегува подлабоко и ги напојува водоносните слоеви - аквифери (заситени подповршински карпи), коишто акумулираат огромни количества на свежа вода и ja задржуваат долг временски период. Но, низ времето, оваа вода останува постојано во движење, такашто дел од неа повторно навлегува во океаните, кадешто кружното движење на водата "завршува" ... и започнува.

Диаграм на кружното движење на водата Диаграм на кружното движење на водата

Фази на кружното движење на водата

Во Агенцијата за геолошки истражувања на САД (USGS) се идентификувани 15 фази на кружниот тек на водата:

Вода во океаните

Океанот е складиште на вода

Слика на океан. Многу поголемо количество на вода се "складира" во  океаните долг временски период, отколку она количество на вода што се движи кружно. Се проценува дека околу 1,338,000,000 кубни километри (321,000,000 кубни милји) од вкупното светско количество на водни резерви од 1,386,000,000 кубни километри (332,500,000 кубни милји) вода се складира во океаните. Тоа претставува околу 96,5 проценти. Исто така, се проценува дека од океаните потекнува околу 90 проценти од испарената вода којашто влегува во кружниот тек на водата.

Во текот на студените климатски периоди се формираат повеќе ледени капи и глечери, а доволно количество од глобалните резерви на вода се акумулира како мраз, кој се топи и го претставува количеството на вода од другите фази на кружниот тек на водата. Состојбата е обратна во топлите периоди. Во последната ледена ера, глечерите покривале речиси една третина од копнената маса на Земјата, а океаните биле за околу 400 стапки (122 метри) поплитки отколку денес. Пред околу три милиони години, кога Земјата била потопла, океаните имале, можеби, за 165 стапки (50 метри) повисок водостој.

Океаните во движење

Во океаните постојат струења коишто движат големи маси вода низ светот. Овие движења имаат големо влијание на кружниот тек на водата и на времето. Голфската струја е позната струја на топла вода во Атлантскиот Океан, што ја движи водата од Мексиканскиот Залив кон Велика Британија. Со брзина од 60 милји (97 километри) на ден, Голфската струја движи за 100 пати поголемо количество вода отколку сите реки на Земјата. Со оглед на тоа што потекнува од топли клими, Голфската струја движи потопла вода кон Северниот Атлантик, што влијае на временските услови во некои подрачја, како што се западните делови на Англија.

Испарување: Водата се менува од течност во гас или пареа

Испарувањето и зошто се јавува

Photo showing evaporation from a pond. Испарувањето е процес со којшто водата ја менува својата форма од течност во гас или пареа. Испарувањето е примарниот пат по којшто водата се движи од течност назад во кружниот тек на водата како водена пареа во атмосферата. Бројни студии покажуваат дека океаните, морињата, езерата и реките обезбедуваат речиси 90 проценти од влажноста во нашата атмосфера преку испарување, а останатите 10 проценти доаѓаат од транспирацијата на растенијата.

За одвивањето на испарувањето е неопходна топлина (енергија). Енергијата е потребна за разбивање на врските што ги држат молекулите на водата поврзани, поради што водата лесно испарува на точката на вриење (212° F, 100° C), но многу побавно испарува на точката на смрзнување. Кога релативната влажност на воздухот е 100 процентни, што претставува состојба на заситеност, испарувањето не може да продолжи. Процесот на испарување ја одзема топлината од животната средина, поради што испарувањето на водата од вашата кожа ве разладува.

Испарувањето го води кружното движење на водата

Испарувањето на водата од океаните е примарен начин на движење на водата во атмосферата. Големата површина на океаните (над 70 проценти од површината на Земјата се покриени со океани) овозможува испарување на големи количества на вода. Во глобални рамки, количеството на водата што испарува е речиси еднакво со количеството на водата што се враќа на Земјата во вид на врнежи. Но, ова географски варира. Испарувањето над океаните е поголемо отколку врнежите, додека над копното врнежите го надминуваат испарувањето. Најголем дел од водата што испарува од океаните повторно паѓа во океаните преку врнежи. Само околу 10 проценти од водата што испарува од океаните се пренесува на копното и повторно паѓа во вид на врнежи. По испарувањето, водените молекули минуваат околу 10 дена во воздухот.

Задржување на водата во атмосферата: водата се задржува во атмосферата во форма на пареа, како облаци и влага

Атмосферата е полна со вода

Photo of clouds. Атмосферата можеби не е големо складиште на вода, но секако претставува огромен автопат што се користи за движење на водата околу земјината топка. Во атмосферата секогаш има вода. Од атмосферската вода, облаците се највидливи, но дури и чистиот воздух содржи вода - вода во честички коишто се премногу ситни за да се видат. Зафатнината на вода во атмосферата во дадено време изнесува околу 100 кубни милји или 12,900 кубни километри. Кога целата вода од атмосферата би паднала преку врнежи одеднаш, би ја покрила површината само до длабочина од 2.5 сантиметри, околу 1 инч.

Кондензација: Процесот преку којшто водата се менува од пареа во течност

Слика од бура што се приближува. Кондензацијата е процес со којшто водената пареа во воздухот се менува во течна вода. Кондензацијата е важна за кружниот тек на водата бидејќи формира облаци. Овие облаци можат да произведат врнежи, што претставува основен начин на враќање на водата на Земјата. Кондензацијата претставува обратен процес од испарувањето.

Кондензацијата, исто така, е одговорна за маглата, за тоа што вашите наочари се замаглуваат кога одите од студена просторија надвор, во топол, влажен ден, за водата што капи по надворешната страна на вашата чаша со пијалок и за водата на внатрешната страна на вашите прозорци во студен ден.

Кондензација во воздухот

Иако во кристално јасно сино небо воопшто нема облаци, водата е сепак присутна во форма на водена пареа и капки, коишто се премногу ситни да се видат. Молекулите на водата се комбинираат со ситни честички од прашина, сол и чад во воздухот, па формираат облачни капки коишто растат и се развиваат во облаци. Со меѓусебно здружување на водените капки и со нивното растење, може да се развијат облаци и да дојде до врнежи.

Зошто постуденото е погоре?

Во атмосферата се формираат облаци бидејќи воздухот што содржи водена пареа се крева нагоре и се лади. Важен дел на овој процес е што воздухот во близина на површината на Земјата се затоплува со сончевата радијација. Причината поради којашто атмосферата се лади над површината на Земјата е воздушниот притисок. Воздухот има тежина, а на морското ниво тежината на појас на воздух кој притиска на твојата глава е околу 14 1/2 фунти (32 килограми) на квадратен инч. Притисокот, кој се нарекува барометриски притисок, е резултат од густината на воздухот над нас. На поголеми височини, има помалку воздух одозгора, поради што е помал воздушниот притисок што притиска надолу. На поголеми височини, барометрискиот притисок е помал, а воздухот е со помала густина. Ова резултира во поладен воздух.

Врнежи: Ослободување на вода, во течна или цврста форма, од облаците

Врнежите претставуваат испуштена вода од облаците во форма на дожд, лапавица, снег или град. Ова е примарниот начин на кој атмосферската вода се враќа на Земјата. Најголем дел од врнежите паѓа во вид на дожд.

Како се формираат дождовните капки?

Фотографија од бура. Облаците што лебдат горе содржат водена пареа и облачни капки, коишто се премногу мали за да паѓаат како врнежи, но доволно големи да формираат видливи облаци. Водата континуирано испарува и кондензира на небото. Ако погледнете облак одблизу, ќе видите делови што исчезнуваат (испаруваат), а други делови што растат (кондензација). Најголем дел од кондензираната вода во облаците не паѓа во вид на врнежи, поради нагорните ветрови кои ги поткрепуваат облаците. За да дојде до врнежи, најнапред треба да кондензираат ситните водени капки. Водените капки се судираат, со што може да се добие доволно голема и доволно тешка капка што ќе испадне од облакот во вид на врнежи. Потребни се милиони облачни капки за да се формира една дождовна капка.

Стапките на врнежи варираат во простор и време

Количествата на врнежи не се еднакви насекаде во светот - напротив, тие не се еднакви дури и во еден град. На пример, во Атланта, Џорџија, САД, летни бури можат да доведат до еден инч или поголемо количество на дожд на една улица, додека друга област, на само неколку километри, да остане сува. Но, количеството на дожд што паѓа во Џорџија за еден месец често е поголемо отколку во Лас Вегас, Невада за цела година. Светскиот рекорд на просечни годишни врнежи од дожд припаѓа на Waialeale, Хаваи, кадешто во просек паѓаат околу 1,140 cm (450 инчи) годишно. Маркантни 1,630 cm (642 инчи) се забележани во текот на еден дванаесет месечен период (што изнесува речиси 5 cm (2 инчи) секој ден)! Споредете го ова со врнежите во Арика, Чиле, кадешто не паднал дожд 14 години.

Картата подолу ги прикажува просечните годишни врнежи, во милиметри и инчи, за светот. Светло зелените области можат да се сметаат за "пустини". Можеби ќе очекувате областа Сахара во Африка да биде пустина, но дали сте помислиле дека голем дел од Гренланд и Антрактикот се пустини?

Карта на светот која ги прикажува просечните годишни врнежи.

Акумулирање на водата во мраз и снег: Слатка вода складирана во замрзната форма, генерално во глечери,ледени полиња и снежни полиња.

Ледени капи ширум светот

Сателитска снимка на Гренланд на која е прикажана ледена капа. Водата што се акумулира долги временски периоди во мраз, снег и глечери е дел од глобалниот кружен тек на водата. Огромното мнозинство, речиси 90 проценти, од Земјината ледена маса е во Антарктикот, додека капата од мраз на Гренланд содржи 10 проценти од вкупната глобална ледена маса. Ледената капа на Гренланд е интересен дел во кружното движење на водата. Ледената капа порасна со времето до околу 2.5 милиони кубни километри или 600,000 кубни милји, бидејќи повеќе снег паѓал отколку што се топел. Ледената капа во просек изнесува околу 1,500 метри (5,000 стапки) густина, но може да биде и со густина од дури 4,300 метри (14,000 стапки). Мразот е толку тежок, што копното под него добило облик на филџан поради притисокот.

Мразот и глечерите настануваат и исчезнуваат

Климата, во глобални рамки, постојано се менува, иако обично не со таква брзина што ќе биде забележлива за луѓето. Постоеле многу топли периоди, како оние кога живееле диносаурусите, пред околу 100 милиони години и многу студени периоди, како последното ледено доба од пред околу 20,000 години. Во текот на последниот леден период, голем дел од Северната Хемисфера беше покриена со мраз и глечери. Речиси цела Канада, голем дел од северна Азија и Европа, како и дел од САД, беа покриени со глечери.

Карта на светот на која се прикажува каде постоеле глечери пред околу 20,000 години.

Неколку факти за глечерите и ледените капи

Снегот што се топи истекува во водотеците: Движење на водата како површинско истекување од снегот и мразот во површинските води

Слика на топење на снег, Калифорнија. Photo by David Gay. Ако живеете на Флорида или на Француската Ривиера, можеби нема да се будите секојдневно прашувајќи се како учествува топењето на снегот во кружниот тек на водата. Но, на светско ниво, истекувањето од топењето на снегот претставува голем дел од глобалното движење на водата. Во постудените клими, голем дел од пролетното истекување и втекување во реките потекнува од топењето на снегот и мразот. Покрај поплави, брзото топење на снегот може да откине делови од земјиште и да ги сруши водотеците.

Учество на водата од топење на снегот во водотеците

Добар начин да се разбере како топењето на снегот влијае врз протекот на реките е да се погледне хидрографикот подолу, на кој е прикажан средниот дневен проток (среден проток за секој ден) за четири години за North Fork American River кај Браната North Fork во Калифорнија. Максималните вредности во графикот се, главно, резултат на топењето на снегот. Споредете го фактот дека минималниот  среден дневен проток во текот март 2000 година изнесувал 1,200 кубни стапки во секунда, додека протекот во текот на август бил во опсегот од 55-75 кубни стапки во секунда.

Hydrograph chart which shows daily mean streamflow for four years for the North Fork American River at North Fork Dam in California.

Количеството на вода во водотеците од топењето на снегот се разликува според сезоната, како и од година во година. Споредете ги високите вредности за протокот во 2000 година со многу помалите вредности за протоците во 2001 година. Се чини како областа на Калифорнија, во 2001 година, да била зафатена од голема суша. Недостатокот на вода складирана во вид на снежни наноси во зима може да влијае на количеството на вода во остатокот од годината. Ова може да влијае врз количеството на вода во резервоарите лоцирани низводно, што од своја страна може да влијае на количеството на вода достапно за наводнување и за водоснабдување на градовите.

Површинско истекување: Истекувањето од врнежите што патува по површината на почвата до најблискиот водотек

Површинско истекување претставува истекувањето од дождовите преку пределот

Многу луѓе, веројатно, имаат поедноставена претстава дека врнежите паѓаат на земјата, течат над земјата (истекување, проток) и втекуваат во реки, коишто потоа се празнат во океаните. Ова е "поедноставено", бидејќи реките исто така добиваат и губат вода во тлото. Сепак, голем дел од водата од реките доаѓа директно од истекувањето од површината на земјата, што се дефинира како површинско истекување.

Слика што прикажува истекување со седименти од пат што втекува во поток за време на бура. Вообичаено, дел од дождот што паѓа понира во тлото, но кога дождот допира заситена или непробивна површина, почнува да тече надолу како истекување. За време на обилен дожд можат да се забележат мали поточиња од вода што тече надолу. Водата тече вдолж каналите во тлото на својот пат до поголемите реки. Оваа слика покажува пример на површинско истекување (овде како истекува од пат) што втекува во мал поток. Истекувањето во овој случај е по гола почва и носи седименти во реката (лошо за квалитетот на водата). Истекувањето што се влева во овој поток го започнува својот пат назад кон океанот.

Како и кај останатите делови на кружниот тек на водата, заемното влијание меѓу врнежите и површинското истекување варира според времето и просторот. Слични бури во џунглата на Амазон и во пустината југозападно од САД ќе доведе до различни ефекти на површинско истекување. Површинското истекување е под влијание на метеоролошките фактори и на физичката геологија и топографија на земјиштето. Само околу една третина од врнежите што паѓаат над земјата истекува во потоците и во реките и се враќа во океаните. Останатите две третини испаруваат, се транспирираат или понирk