cirka 70% av jordens yta är täckt med vatten. Detta vatten avdunstar och kondenserar till moln. Molnen orsakar nederbörd och detta vatten faller tillbaka till jordens yta, redo att starta cykeln igen.

varför bryr jag mig? Vattencykeln är kritisk inte bara för väder, utan för livet på jorden. Regn är nödvändigt för överlevnad av växter och människor. Kondens är nödvändig för molnbildning. Avdunstning är nödvändig för att kyla och hålla en god balans mellan vattenånga i luften.

Figur A: vattencykeln

vattnet på jorden är nu samma vatten som har funnits på jorden sedan början. Regnet som faller på oss är samma vatten som regnade på dinosaurierna, King Tut och George Washington. Vad gör den fantastiska prestationen möjlig? Vattnets kretslopp. Vattencykeln är den process som återcirkulerar vatten så att vi kan ha vattendrag såväl som moln och nederbörd.

det första steget i vattencykeln är avdunstning. Cirka 85% av vattenångan i luften kommer från vatten som avdunstat från oceanerna. De andra 15% kommer från evapotranspiration, vilket är en catch-all term för vatten som avdunstar från över land. Detta inkluderar vattenånga som produceras av växter under transpiration, vatten från sjöar, strömmar, pölar och markfuktighet, direkt avdunstning av snö och till och med vattenånga från djurens andetag.

det andra steget i vattencykeln är kondens. Nu när atmosfären är full av vattenånga kondenserar den vattenångan till vattendroppar. Ibland, som tidigt på morgonen, kondenserar vattenångan på gräset som dagg och sipprar tillbaka i jorden, redo att förångas igen. Men det mesta av vattenångan kondenserar högre upp i luften och bildar moln. När vattendropparna är i ett moln kan två saker hända. Antingen kommer molnet att försvinna och vattendropparna blir ånga igen, eller molnet kommer att växa och det kommer att börja fälla ut.

det tredje och sista steget i vattencykeln är Nederbörd. Nederbörd inkluderar allt vatten som faller från himlen, både i flytande och frusen form, som når marken. När nederbörden har kommit till marken kan den hamna i marken, rinna ut i bäckar och sjöar, bli snötäcke, användas av växter, inandas av djur eller falla direkt tillbaka i havet. Då kan vattencykeln börja igen och fortsätta i miljontals år framöver.

Figur B: Infiltration och avrinning

bortsett från ovanstående steg i vattencykeln finns det också sätt att vatten kan lagras på jorden som spelar en roll i vattencykeln vid olika tidpunkter under hela året. Vatten kan lagras i sjöar, bäckar, glaciärer, isberg och marken.

När nederbörd faller mot jorden sipprar en del av vattnet i marken, en process som kallas infiltration. Mängden vatten som sipprar in i marken varierar med flera faktorer som varaktighet, typ och styrka av nederbörd, typ av jord, lutning av marken och markskydd. Nederbördens varaktighet och styrka spelar en roll i mängden vatten som marken kan hålla och om vattnet kommer att sippra in i marken eller resa över markytan. Vissa typer av jordar håller vatten bättre än andra och kan absorbera mer vatten. Eftersom lutningen på marken varierar, så gör mängden vatten som kommer att kunna sippra in i marken. Om det finns en brant sluttning, kommer vattnet att vara mer benägna att bara springa nerför backen snarare än att absorberas av marken. Om marken inte har någon lutning, kommer vattnet att vara mer benägna att sippra in i marken eller förbli över marken (som över en platt väg) och potentiellt orsaka översvämning. Mängden vatten som marken absorberar beror också på markskyddet. Vegetation påverkar hastigheten på vatten som kommer att röra sig över en yta. Mer vegetation leder till långsammare strömmande vatten.

de faktorer som påverkar infiltration påverkar också ytavrinning. Avrinning uppstår när vatten strömmar över markytan. Om inget vatten kan sippra in i marken kommer vattnet att strömma över markytan. Detta inträffar många gånger nära berg eftersom vatten som rinner snabbt nerför en bergssida inte kan absorberas av marken. Om en viss typ av jord inte absorberar vatten mycket bra eller om jorden redan är mättad, förblir vattnet på ytan. Lera är ett exempel på en jord som absorberar vatten långsamt i jämförelse med sandiga markar. Mer avrinning kommer att ske över mark med lerjord snarare än mark med sandjord. Avrinning kan också ske under snösmältor från bergssluttningar.

hur relaterar detta till skogsbruk?

figur C: Woodfin vattendelare i västra North Carolina är en skogsklädda vattendelare som hjälper till att skydda vattenresurser från föroreningar och skyddas av bevarandeinsatser. (Bild från Southern Appalachian Highlands Conservancy) www.southwings.org)

skogar och träd utgör en viktig del av vattnets kretslopp. Jorden absorberar Nederbörd som faller från molnen, och träd drar vatten från jorden till sina rötter för att stödja alla sina livs stora processer som tillväxt, reproduktion och underhåll. När vatten färdas från rötterna ut till bladen, förloras vatten genom små porer, eller stomata, i en process som kallas transpiration. Transpiration och avdunstning omfattar tillsammans total evapotranspiration, mängden vatten återvände till atmosfären som ånga för att fortsätta vattencykeln. Skogar använder mer vatten än lägre växande vegetationstyper och producerar också lägre ytavrinning, grundvattenuppladdning och vattenutbyte. Trädslag och ålder, skogsstruktur och skördemönster påverkar mängden vatten en skog kräver. Till exempel kräver vintergröna barrträd som tallar mer vatten än lövträd. Unga träd kräver mer vatten än äldre träd. I sydöstra USA inkluderar särskilt vatten-ineffektiva trädslag svart körsbär, dogwood, gul poppel, basswood, björk, buckeye och sycamore. Att tunna ut en skog kan bidra till att minska trädens vattenbehov, men ökar erosionen och producerar hål i baldakinen som tar bort skugga och skydd för andra skogsarter. Att upprätthålla ett utvecklat lager för att skydda markfuktigheten minskar skogens vattenbehov, även om många träd skärs ner för att minska trädens vattenbehov.

eftersom klimatförändringen orsakar större nederbördsextremer och högre temperaturer kommer träd och skogar att spela en allt viktigare roll i jordens vattencykel. Skogar ökar vattenkvaliteten genom att minimera erosion och fånga upp förorenad avrinning, vilket kan bli viktigare om klimatförändringen hotar lokala vattenförsörjningar. Skogar producerar också mindre kemiska och näringsföroreningar än motsvarande, mer intensivt förvaltade jordbruksverksamheter. Skogar kan minska effekterna av översvämningar genom att absorbera vatten under perioder av överflöd och långsamt släppa det under torra stavar. Om man planterar träd för att sekvestrera CO2 för att minska koldioxidkoncentrationerna i atmosfären, måste cheferna vara säkra på att trädens vattenbehov inte kommer att förvärra regional vattenbrist under torka—särskilt för snabbväxande, kortväxta skogsgrödor som poppel.

vill du lära dig mer?

Latent och förnuftig värme, Evapotranspiration och avdunstning, hur moln bildas, Sydostutfällning

länkar till National Science Education Standards:

7th grade science: 7.E. 1. 2 : Förklara hur cykling av vatten in och ut ur atmosfären och atmosfäriska förhållanden relaterar till vädermönstren på jorden.

geovetenskap: EEn.2.3.2: förklara hur grundvatten och ytvatten samverkar.

aktiviteter som följer med informationen ovan:

aktivitet: vattencykeln (länk till ursprunglig aktivitet.)

Beskrivning: Denna aktivitet fokuserar på att bygga en modell som är representativ för vattencykeln. Eleverna kommer att utveckla sina egna modeller av vattencykeln med hjälp av rekommenderade leveranser och kommer att kunna förklara alla delar av vattencykeln med sina modeller.

förhållanden till ämnen: vattencykeln