Circuitul apei în natură

Cuprins

sursă foto: nasa.gov

Ciclul apei pe Pământ

Apa este esențială pentru viața pe Pământ. În diferitele ei stări de agregare, apa este liantul dintre părțile majore ale sistemului climatic al Pământului – atmosferă, nori, oceane, lacuri, vegetație, straturi de zăpadă și ghețari.

Circuitul apei se referă la mișcarea continuă a apei în pământ și atmosferă. Este un sistem complex care include multe procese diferite. Apa lichidă se evaporă, formând vapori de apă, care mai departe se condensează pentru a forma nori, iar apoi cade înapoi pe pământ sub formă de ploaie și zăpadă. Apa circulă prin atmosferă în diferite forme. Apa lichidă curge pe pământ, în pământ și prin pământ. Apele subterane se deplasează în plante și se evaporă din plante în atmosferă. Gheața și zăpada solidă se pot transforma direct în gaz. Opusul poate avea loc și atunci când vaporii de apă devin solizi. [noaa.gov]

Apă, societate și ecologie

Apa influențează intensitatea variabilităților și schimbărilor climatice. Ea reprezintă cheia evenimentelor extreme precum seceta sau inundațiile. Abundența și livrarea la timp sunt esențiale pentru satisfacerea nevoilor societății și ale ecosistemelor.

Oamenii folosesc apa pentru băut, industrie, irigații, hidroenergie, eliminarea deșeurilor și recreere. Astfel, este important ca sursele de apă să fie protejate atât pentru uz uman, cât și pentru sănătatea ecosistemului. În multe zone ale globului, rezervele de apă deja sunt epuizate din cauza creșterii populației și a dezvoltării industriei. Aceste tensiuni au fost agravate în ultima perioadă de intensitatea efectelor schimbărilor climatice. [noaa.gov]

Apa și schimbările climatice

Schimbările climatice afectează disponibilitatea apei în toată lumea. Evenimentele meteorologice extreme, precum secetele și precipitațiile abundente, care cresc proporțional cu anvergura schimbărilor climatice, pot avea un impact asupra resurselor de apă. Lipsa rezervelor adecvate de apă, inundațiile sau degradarea calității apei au afectat de-a lungul timpului civilizațiile umane, iar acum acest fenomen se manifestă și astăzi cu o intensitate mult mai puternică. Aceste provocări afectează economia, producția și utilizarea energiei, sănătatea umană, transportul, agricultura, securitatea națională, ecosistemele naturale și recreerea.

Importanța oceanului în ciclul apei

Oceanul joacă un rol cheie în acest ciclu vital al apei. El deține 97% din apa totală de pe planetă; 78% din precipitațiile globale au loc peste ocean și sunt sursa a 86% din evaporarea globală. Pe lângă faptul că afectează cantitatea de vapori de apă atmosferici și, prin urmare, precipitațiile, evaporarea de la suprafața mării este importantă în mișcarea căldurii în sistemul climatic. Apa se evaporă de la suprafața oceanului, mai ales în mările subtropicale calde, fără nori. Acest lucru răcește suprafața oceanului, iar cantitatea mare de căldură absorbită de ocean tamponează parțial efectul de seră de creșterea dioxidului de carbon și a altor gaze. Vaporii de apă transportați de atmosferă se condensează sub formă de nori și cad sub formă de ploaie, mai ales în ITCZ, departe de locul în care s-au evaporat. Această eliberare de căldură latentă este o parte importantă a echilibrului termic al Pământului și cuplează ciclurile de energie și apă ale planetei.

Componentele fizice majore ale ciclului global al apei includ evaporarea de pe suprafețele oceanelor și terestre, transportul vaporilor de apă de către atmosferă, precipitațiile pe ocean și suprafețele terestre, transportul net atmosferic al apei din zonele terestre în ocean și curgerea apei proaspete de pe uscat înapoi în ocean. Componentele suplimentare ale transportului apei oceanice sunt puține, inclusiv amestecarea apei dulci prin stratul limită oceanic, transportul prin curenții oceanici și procesele de gheață de mare. Pe uscat situația este considerabil mai complexă, și include depunerea de ploaie și zăpadă pe uscat; debitul de apă în scurgere; infiltrarea apei în sol și în apele subterane; stocarea apei în sol, lacuri și pâraie și apele subterane; gheață polară și glaciară; și utilizarea apei în vegetație și activități umane. Ilustrație a ciclului apei care arată oceanul, pământul, munții și râurile care se întorc în ocean. Procesele etichetate includ: precipitarea, condensarea, evaporarea, evaportranspirațiaEvapotranspirația este suma dintre evaporarea și transpirația plantelor. Evaporația reprezintă cantitatea de apă care intră în atmosferă de pe suprafața corpurilor de apă, de pe suprafa... More (din copac în atmosferă), schimbul radiativ, scurgerea de suprafață, curgerea apei subterane și a cursurilor, infiltrarea, percolarea și umiditatea solului. [science.nasa.gov]

Ciclul apei din oceane

Suprafața oceanului este în mod constant agitată de vânt și de schimbările de densitate sau flotabilitate. Oceanul are în mod natural caracteristici fizice diferite în funcție de adâncime. Pe măsură ce adâncimea crește, temperatura scade deoarece soarele încălzește doar apele de suprafață. Apa caldă este mai ușoară sau mai plutitoare decât apa rece, astfel încât apa caldă de suprafață rămâne aproape de suprafață. Cu toate acestea, apa de suprafață este, de asemenea, supusă evaporării. Când apa de mare se evaporă, apa este îndepărtată, sarea rămâne și apa relativ sărată rămâne în urmă. Această apă relativ sărată poate pluti la suprafață; de exemplu, la tropice plutește pentru că este atât de cald și de plutitor.

La latitudini mai mari, apa de mare tinde să fie sărată din cauza transportului spre pol al apei tropicale și, într-o măsură mai mică, formării gheții de mare. Când se formează gheață de mare, sarea nu se cristalizează în gheață, lăsând apele rămase relativ sărate. De asemenea, lângă poli, apa de mare este rece și densă. Interacțiunea dintre temperatura apei și salinitate afectează densitatea și densitatea determină circulația termohalină sau banda transportoare globală. Banda transportoare globală este un proces de circulație la scară globală care are loc pe o scară de timp de un secol. Apa se scufundă în Atlanticul de Nord, călătorește spre sud în jurul Africii, urcând în Oceanul Indian sau mai departe în Pacific, apoi se întoarce spre Atlantic la suprafață doar pentru a se scufunda din nou în Atlanticul de Nord, începând din nou ciclul.

Model generalizat al circulației termohaline: „Global Conveyor Belt” Această ilustrație prezintă curenți reci, adânci, cu salinitate ridicată, care circulă din nordul Oceanului Atlantic până în sudul Oceanului Atlantic și spre est până în Oceanul Indian. Apa adâncă revine la suprafață în Oceanele Indian și Pacific prin procesul de upwelling. Curentul cald de mică adâncime revine apoi spre vest, dincolo de Oceanul Indian, în jurul Africii de Sud și până în Atlanticul de Nord, unde apa devine mai sărată și mai rece și se scufundă, pornind din nou procesul.

Ciclul hidrologic

Ciclul hidrologic descrie parcursul apei pe măsură ce moleculele de apă își fac drum de la suprafața Pământului către atmosferă și înapoi. Acest sistem gigantic, alimentat de energia de la soare, este un schimb continuu de umiditate între oceane, atmosferă și pământ. (Credit: site-ul web NASA GSFC Water and Energy Cycle). Această diagramă arată relația dintre oceanografia fizică, oceanografia biologică și ciclul apei. Feedback-urile dintre oceanografia fizică și ciclul apei sunt Evaporarea minus Precipitațiile și transporturile cu apă dulce (adică Circulația Goldsborough). Biologic în ocean este afectat de ciclul apei prin adâncimea stratului mixt și scurgerea de pe uscat. În cele din urmă, feedback-ul dintre oceanografia fizică și biologică include mediile de gheață și haline.

Evaporarea („E”) controlează pierderea de apă dulce, iar precipitațiile („P”) guvernează cea mai mare parte a câștigului de apă dulce. Oamenii de știință monitorizează relația dintre aceste două procese primare din oceane. Aporturile din râuri și topirea gheții pot contribui, de asemenea, la câștigurile de apă dulce. Evaporarea minus precipitațiile este de obicei denumită fluxul net de apă dulce sau apa dulce totală din oceane sau din afara acestora. E-P determină salinitatea de suprafață a oceanului, ceea ce ajută la determinarea stabilității coloanei de apă. Salinitatea și temperatura determină densitatea apei oceanice, iar densitatea influențează circulația. E-P determină salinitatea de suprafață a oceanului, ceea ce ajută la determinarea stabilității coloanei de apă. Precipitațiile afectează, de asemenea, înălțimea suprafeței oceanului indirect prin salinitate și densitate. [science.nasa.gov]

Informații preluate, traduse și adaptate de la:

https://science.nasa.gov/earth-science/oceanography/ocean-earth-system/ocean-water-cycle
https://www.noaa.gov/education/resource-collections/freshwater/water-cycle