około 70% powierzchni Ziemi jest pokryte wodą. Woda ta odparowuje i skrapla się w chmury. Chmury powodują opady i woda ta spada z powrotem na powierzchnię ziemi, gotowa do ponownego rozpoczęcia cyklu.

Dlaczego mnie to obchodzi? Obieg wody jest krytyczny nie tylko dla pogody, ale dla życia na ziemi. Deszcz jest niezbędny do przetrwania roślin i ludzi. Kondensacja jest niezbędna do tworzenia chmur. Parowanie jest niezbędne do chłodzenia i utrzymania dobrej równowagi pary wodnej w powietrzu.

rysunek a: cykl wodny

woda na Ziemi jest teraz tą samą wodą, która była na Ziemi od początku. Deszcz, który pada na nas, to ta sama woda, która padała na dinozaury, Króla tuta i Jerzego Waszyngtona. Co sprawia, że ten niesamowity wyczyn jest możliwy? Cykl wodny. Obieg wody jest procesem, który ponownie cyrkuluje wodę, dzięki czemu możemy mieć zbiorniki wody, a także chmury i opady.

pierwszym etapem cyklu wodnego jest odparowanie. Około 85% pary wodnej w powietrzu pochodzi z wody, która wyparowała z oceanów. Pozostałe 15% pochodzi od ewapotranspiracji, która jest terminem oznaczającym wodę, która paruje z lądu. Obejmuje to parę wodną wytwarzaną przez rośliny podczas transpiracji, wodę z jezior, strumieni, kałuż i wilgoci gleby, bezpośrednie odparowanie śniegu, a nawet parę wodną z oddechu zwierząt.

drugim etapem obiegu wody jest kondensacja. Teraz, gdy atmosfera jest pełna pary wodnej, Ta para skrapla się w kropelki wody. Czasami, jak wcześnie rano, para wodna skrapla się na trawie, jak rosa i wsiąka z powrotem do gleby, gotowa do ponownego odparowania. Ale większość pary wodnej skrapla się wyżej w powietrzu i tworzy chmury. Gdy krople wody znajdują się w chmurze, mogą się zdarzyć dwie rzeczy. Albo Chmura zniknie, a krople wody znów staną się parą, albo Chmura wzrośnie i zacznie się wytrącać.

trzeci i ostatni etap obiegu wody To opady. Opady obejmują całą wodę spadającą z nieba, zarówno w postaci ciekłej, jak i zamarzniętej, która dociera do ziemi. Gdy opady dotrą do ziemi, może zanurzyć się w ziemi, spływać do strumieni i jezior, stać się pokrywą śnieżną, być używana przez rośliny, wdychana przez zwierzęta lub wpaść bezpośrednio do oceanu. Wtedy cykl wodny może rozpocząć się ponownie i trwać przez miliony lat.

Rysunek B: Infiltracja i odpływ

oprócz powyższych etapów obiegu wody, istnieją również sposoby przechowywania wody na Ziemi, które odgrywają rolę w obiegu wody o różnych porach w ciągu roku. Woda może być przechowywana w jeziorach, strumieniach, lodowcach, górach lodowych i na ziemi.

gdy opady opadają w kierunku ziemi, część wody wsiąka do ziemi, proces znany jako infiltracja. Ilość wody, która wsiąka do ziemi, zależy od kilku czynników, takich jak czas trwania, rodzaj i siła opadów, rodzaj gleby, nachylenie terenu i pokrycie terenu. Czas trwania i siła opadów odgrywają rolę w ilości wody, którą ziemia może pomieścić i czy woda będzie przenikać do ziemi lub przemieszcza się po powierzchni Ziemi. Niektóre rodzaje gleb utrzymują wodę lepiej niż inne i mogą wchłonąć więcej wody. Ponieważ nachylenie terenu zmienia się, podobnie jak ilość wody, która będzie w stanie przedostać się do ziemi. Jeśli jest strome zbocze, woda będzie bardziej prawdopodobne, aby po prostu spływać w dół wzgórza, a nie zostać wchłonięta przez ziemię. Jeśli ziemia nie ma nachylenia, woda będzie bardziej podatna na przenikanie do ziemi lub pozostanie nad ziemią (jak nad płaską drogą) i potencjalnie spowoduje powódź. Ilość wody, którą pochłania Ziemia, zależy również od pokrycia terenu. Roślinność wpływa na prędkość wody, która przemieszcza się po powierzchni. Większa roślinność prowadzi do wolniej płynącej wody.

czynniki wpływające na infiltrację wpływają również na spływ powierzchniowy. Odpływ występuje, gdy woda przepływa przez powierzchnię ziemi. Jeśli żadna woda nie jest w stanie przedostać się do ziemi, woda popłynie po powierzchni Ziemi. Dzieje się tak wiele razy w pobliżu gór, ponieważ woda płynąca szybko w dół zbocza góry nie jest w stanie zostać wchłonięta przez ziemię. Jeśli pewien rodzaj gleby nie wchłania wody bardzo dobrze lub jeśli gleba jest już nasycona, woda pozostaje na powierzchni. Glina jest przykładem gleby, która pochłania wodę powoli w porównaniu z glebami piaszczystymi. Więcej spływów nastąpi na ziemi z glebą gliniastą, a nie na ziemi z glebą piaszczystą. Spływ może również wystąpić podczas odśnieżania ze zboczy górskich.

Jak to się ma do leśnictwa?

rysunek C: dział wodny Woodfin w zachodniej Karolinie Północnej jest zalesionym działem wodnym, który pomaga chronić zasoby wodne przed zanieczyszczeniem i jest chroniony przez działania ochronne. (Zdjęcie z Południowego Appalachian Highlands Conservancy www.southwings.org)

lasy i drzewa stanowią istotną część obiegu wody. Gleba pochłania opady deszczu spadające z chmur, a drzewa pobierają wodę z gleby do korzeni, aby wspierać wszystkie główne procesy życiowe, takie jak wzrost, reprodukcja i utrzymanie. Gdy woda przemieszcza się od korzeni do liści, woda jest tracona przez drobne pory lub aparaty szparkowe w procesie zwanym transpiracją. Transpiracja i parowanie razem obejmują całkowitą ewapotranspirację, ilość wody zwróconej do atmosfery jako para, aby kontynuować cykl wodny. Lasy zużywają więcej wody niż mniej rosnące rodzaje roślinności, a także wytwarzają niższy spływ powierzchniowy, Ładowanie wód gruntowych i wydajność wody. Gatunki drzew i ich wiek, struktura lasu i wzory zbiorów wpływają na ilość wody, jakiej wymaga Las. Na przykład wiecznie zielone drzewa iglaste, takie jak sosny, wymagają więcej wody niż drzewa liściaste. Młode drzewa wymagają więcej wody niż starsze. W południowo-wschodnich Stanach Zjednoczonych szczególnie nieefektywne gatunki drzew to czereśnia, Dereń, Topola żółta, lipa, brzoza, buk i Jawor. Przerzedzenie lasu może przyczynić się do zmniejszenia zapotrzebowania na wodę przez drzewa, ale zwiększa erozję i wytwarza dziury w koronach drzew, które usuwają Cień i schronienie dla innych gatunków leśnych. Utrzymanie rozwiniętej warstwy podkładowej w celu ochrony wilgoci gleby zmniejsza zapotrzebowanie lasów na wodę, nawet jeśli wiele drzew jest wycinanych w celu zmniejszenia zapotrzebowania drzew na wodę.

ponieważ zmiana klimatu powoduje większe ekstremalne opady i wyższe temperatury, drzewa i lasy będą odgrywać coraz ważniejszą rolę w obiegu wody na Ziemi. Lasy zwiększają jakość wody poprzez minimalizację erozji i przechwytywanie zanieczyszczonego spływu, co może stać się ważniejsze, jeśli zmiany klimatu zagrażają lokalnym dostawom wody. Lasy wytwarzają również mniej zanieczyszczeń chemicznych i odżywczych niż równoważne, bardziej intensywnie zarządzane operacje rolnicze. Lasy mogą ograniczać skutki powodzi, wchłaniając wodę w okresach obfitości i powoli uwalniając ją podczas suchych okresów. Jeśli sadzenie drzew w celu sekwestrowania CO2 w celu zmniejszenia stężenia dwutlenku węgla w atmosferze, menedżerowie muszą mieć pewność, że zapotrzebowanie drzew na wodę nie pogorszy regionalnych niedoborów wody podczas suszy-szczególnie w przypadku szybko rosnących, krótko płodozmianowych upraw leśnych, takich jak topola.

chcesz dowiedzieć się więcej?

ciepło utajone i Sensible, Ewapotranspiracja i parowanie, jak tworzą się chmury, opady Południowo-wschodnie

linki do krajowych standardów edukacji naukowej:

7th grade science: 7.E. 1. 2 : Wyjaśnij, w jaki sposób przepływ wody do i z atmosfery oraz warunki atmosferyczne odnoszą się do wzorców pogodowych na ziemi.

Nauka o Ziemi: EEn.2.3.2: wyjaśnij, w jaki sposób wody gruntowe i powierzchniowe oddziałują na siebie.

działania towarzyszące powyższym informacjom:

aktywność: cykl wodny (Link do pierwotnej aktywności.)

opis: działalność ta koncentruje się na budowaniu modelu reprezentatywnego dla obiegu wody. Uczniowie opracują własne modele obiegu wody przy użyciu zalecanych materiałów i będą mogli wyjaśnić wszystkie elementy obiegu wody za pomocą swoich Modeli.

relacje z tematów: cykl wodny