Cycle de l'eau

La Terre de l ' eau est toujours en mouvement, et le cycle de l'eau, aussi connu comme le cycle hydrologique, décrit le mouvement continu de l'eau sur, au-dessus et en dessous de la surface de la Terre. Depuis le cycle de l'eau est vraiment un «cycle», il n'y a ni début ni fin. L'eau peut changer d'état entre liquide , vapeur et glace à différents endroits dans le cycle de l'eau, à ces processus qui se déroulent en un clin d'œil et des millions d'années. Bien que l'équilibre de l'eau sur Terre demeure relativement constante au fil du temps, les molécules d'eau individuelles peuvent aller et venir à la hâte.

Description

Le cycle de l'eau.

Le cycle de l'eau n'a pas de point de départ ou de fin. Le soleil, qui entraîne le cycle de l'eau, chauffe l'eau dans les océans. Certaines d'entre elles évapore sous forme de vapeur dans l' air . La glace et la neige peut sublimer directement en vapeur d'eau. Courants d'air ascendants prennent la vapeur dans l'atmosphère, avec l'eau de l'évapotranspiration, qui est apparu à partir de plantes de l'eau et on évapore du sol. La vapeur se élève dans l'air où les températures plus fraîches amener à se condensent en nuages. Courants d'air se déplacent nuages dans le monde entier, les particules de nuages entrent en collision, grandir, et tombent du ciel sous forme de précipitations. Certains précipitations tombent sous forme de neige et peut se accumuler que des casquettes et des glaciers, qui peuvent stocker l'eau gelée depuis des milliers d'années. Accumulations de neige dans les climats chauds dégeler souvent et fondent l'arrivée du printemps et le flux d'eau fondus terrestre que la fonte des neiges. La plupart des précipitations retombe dans les océans ou dans le sol, où, en raison de la gravité, la précipitation se écoule sur le sol comme le ruissellement de surface. Une partie des eaux de ruissellement entre les rivières dans les vallées dans le paysage, avec des débits eau en mouvement vers les océans. Les eaux de ruissellement et l'infiltration des eaux souterraines, se accumulent et sont stockés sous forme d'eau douce dans les lacs. Pas tous les flux de ruissellement dans les rivières. Une grande partie de celui-ci pénètre dans le sol que l'infiltration. De l'eau se infiltre profondément dans le sol et redensifie aquifères (roches) sous-sol saturé, qui stockent d'énormes quantités d'eau douce pendant de longues périodes de temps. Certains infiltration reste proche de la surface de la terre et peut se infiltrer dans les masses d'eau de surface (et l'océan) que la décharge des eaux souterraines, et certaines eaux souterraines trouve des ouvertures dans la surface de la terre et apparaît comme sources d'eau douce. Au fil du temps, l'eau continue de se écouler, les uns pour resaisir l'océan, où le cycle de l'eau se renouvelle.

Les différents procédés sont les suivants:

• La précipitation est de la vapeur d'eau condensée qui se situe à la surface de la Terre. La plupart des précipitations se produit comme la pluie , mais comprend également la neige , grêle, brouillard goutte à goutte, neige roulée, et grésil. Environ 505 000 km³ d'eau sous forme de précipitations l'automne chaque année, 398 000 km³ de celui-ci sur les océans.

• Interception Canopy est la précipitation qui est interceptée par le feuillage des plantes et finalement se évapore dans l'atmosphère plutôt que de tomber au sol.

• La fonte des neiges se réfère à l'écoulement produit par la fonte des neiges.

• Ruissellement comprend la variété des moyens par lesquels l'eau se déplace à travers le pays. Cela comprend à la fois ruissellement de surface et canal de ruissellement. Comme il se écoule, l'eau peut se infiltrer dans le sol, se évaporer dans l'air, devenu stockée dans les lacs ou les réservoirs, ou être extraite pour des utilisations humaines agricoles ou autres.

• L'infiltration est le débit d'eau à partir de la surface du sol dans le sol. Une fois infiltré, l'eau devient l'humidité du sol ou les eaux souterraines.

• L'écoulement souterrain est l'écoulement des eaux souterraines, dans la zone non saturée et des aquifères. l'eau souterraine peut revenir à la surface (par ex. comme un ressort ou en étant pompé) ou éventuellement se infiltrer dans les océans. L'eau retourne à la surface de la terre à une altitude inférieure à celle où il infiltré, sous la force de gravité ou de gravité induite pressions. L'eau souterraine tend à se déplacer lentement, et est reconstitué lentement, de sorte qu'il peut rester dans les aquifères des milliers d'années.

• L'évaporation est la transformation de l'eau de l'état liquide à des phases de gaz lors de son déplacement par rapport au sol ou les masses d'eau dans l'atmosphère sus-jacente. La source d'énergie pour l'évaporation est essentiellement le rayonnement solaire . Évaporation souvent inclut implicitement transpiration des plantes , mais ensemble, ils sont spécifiquement désignés comme évapotranspiration. Le montant total de l'évapotranspiration annuelle à environ 505 000 km³ d'eau, 434 000 km³ dont se évapore des océans.

• La sublimation est le changement d'état directement de l'eau solide (neige ou de glace) à la vapeur d'eau.

• Advection est le mouvement de l'eau - solide, liquide ou vapeur États - à travers l'atmosphère. Sans advection, l'eau qui se est évaporée sur les océans ne pouvait pas précipiter sur la terre.

• La condensation est la transformation de la vapeur d'eau en gouttelettes d'eau liquide dans l'air, produisant des nuages et brouillard.

Réservoirs

Dans le cadre du cycle de l'eau, un représente réservoir l'eau contenue dans différentes étapes dans le cycle. Le plus grand réservoir est la collecte des océans , ce qui représente 97% de l'eau de la Terre. Le prochain grand quantité (2%) est stocké dans solide dans la forme les calottes glaciaires et les glaciers . L'eau contenue dans tous les organismes vivants représente le plus petit réservoir.

Le volume d'eau dans la réservoirs d'eau douce, en particulier ceux qui sont disponibles pour la consommation humaine, sont importantes ressources en eau .

Les temps de séjour

Le temps de séjour d'un réservoir dans le cycle hydrologique est le temps moyen d'une molécule d'eau passera dans ce réservoir (voir le tableau ci-contre). Ce est une mesure de l'âge moyen de l'eau dans ce réservoir, si l'eau va passer beaucoup moins de temps que la moyenne, et certains beaucoup plus.

Les eaux souterraines peuvent dépenser plus de 10.000 ans sous la surface de la Terre avant de quitter. Particulièrement vieille eaux souterraines est appelé eau fossile. L'eau stockée dans le sol, il reste très brièvement, parce qu'elle est éparpillée à travers la Terre, et est facilement perdu par évaporation, la transpiration, le débit ou la recharge des nappes. Après évaporation, l'eau reste dans l'atmosphère pendant environ neuf jours avant de se condenser et de tomber à la Terre sous forme de précipitations.

En hydrologie, temps de séjour peuvent être estimés de deux façons. La méthode la plus commune se fonde sur le principe de conservation de la masse et assume la quantité d'eau dans un réservoir donné est à peu près constante. Avec ce procédé, les temps de séjour sont estimés en divisant le volume du réservoir par la vitesse à laquelle l'eau soit entre ou sort du réservoir. Conceptuellement, cela équivaut à chronométrant le temps que cela prendrait pour devenir le réservoir rempli de vide si pas d'eau devait quitter (ou combien de temps il faudrait pour vider le réservoir de plein si l'eau ne devait entrer).

Une autre méthode pour estimer les temps de séjour, gagne en popularité en particulier pour les eaux souterraines datant, est l'utilisation de techniques isotopiques. Ceci est fait dans le sous-champ de hydrologie isotopique.

Changements dans le temps

Le cycle de l'eau décrit les processus qui animent le mouvement de l'eau tout au long du hydrosphère. Cependant, beaucoup plus d'eau est "dans le stockage" pour de longues périodes de temps que ce qui est en fait le déplacement à travers le cycle. Les entrepôts de la grande majorité de toute l'eau sur la Terre sont les océans. On estime que des 332 500 000 miles cubes ⁽³ mi) (1,386 milliards de km ³⁾ de l'approvisionnement en eau dans le monde, environ 321 000 000 km ³ (1338000000 km ³⁾ sont stockées dans les océans, soit environ 95%. On estime également que les océans fournissent environ 90 pour cent de l'eau évaporée qui va dans le cycle de l'eau.

Pendant plus froides périodes climatiques plus calottes glaciaires et des glaciers forme, et assez de l'offre mondiale de l'eau se accumule sous forme de glace pour diminuer les montants dans d'autres parties du cycle de l'eau. L'inverse est vrai pendant les périodes chaudes. Pendant les glaciers de l'âge dernière couvertes de glace près d'un tiers de la masse terrestre de la planète, avec le résultat étant que les océans étaient environ 400 pieds (122 mètres) plus bas qu'aujourd'hui. Lors de la dernière mondiale "vague de chaleur", il ya environ 125000 années, la mer était environ 18 pieds (5,5. Mètres) plus élevés qu'ils ne le sont maintenant. Il ya environ 3.000.000 années les océans pourraient avoir été jusqu'à 165 pieds (50 mètres) supérieur.

Le consensus scientifique exprimé dans le 2007 Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) Résumé pour les décideurs est pour le cycle de l'eau de continuer à intensifier tout au long du 21ème siècle, bien que cela ne signifie pas que les précipitations augmenteront dans toutes les régions. Dans les zones terrestres subtropicales - lieux qui sont déjà relativement sec - précipitations devrait diminuer au cours du 21e siècle, l'augmentation de la probabilité de la sécheresse . Le séchage devrait être la plus forte près des marges vers les pôles des régions subtropicales (par exemple, le Bassin méditerranéen, Afrique du Sud , dans le sud Australie et le Sud-Ouest des États-Unis). Les précipitations annuelles devraient augmenter dans les régions proches de l'équateur qui ont tendance à être mouillé dans le climat actuel, et aussi à des latitudes élevées. Ces modèles à grande échelle sont présents dans presque tous les modèles climatiques simulations menées dans plusieurs centres de recherche internationaux dans le cadre de la 4ème évaluation du GIEC.

Le recul des glaciers est aussi un exemple d'un cycle de l'eau mutation, où l'approvisionnement en eau des glaciers de précipitation peut pas faire face à la perte de l'eau de fusion et sublimation. Le recul des glaciers depuis 1850 a été considérable.

Les activités humaines qui modifient le cycle de l'eau:

• agriculture
• altération de la composition chimique de l'atmosphère
• construction de barrages
• la déforestation et boisement
• le retrait des eaux souterraines du puits
• les prélèvements d'eau dans les rivières
• urbanisation

Effets sur le climat

Le cycle de l'eau est alimenté par l'énergie solaire. 86% de l'évaporation se produit mondiale des océans, ce qui réduit leur température par refroidissement par évaporation. Sans l'effet de refroidissement de l'évaporation de l'effet de serre conduirait à une température de surface beaucoup plus élevée de 67 ° C , et une planète plus chaude.

Effets sur le cycle biogéochimique

Alors que le cycle de l'eau est en soi une cycle biogéochimique, le débit d'eau sur et sous la terre est un élément clé du vélo d'autres biogéochimiques. Le ruissellement est responsable de la quasi-totalité du transport de érodé les sédiments et le phosphore de la terre à les plans d'eau. Le salinité des océans provient de l'érosion et le transport des sels dissous de la terre. Culturel eutrophisation des lacs est principalement due au phosphore, appliqué en excès pour champs agricoles en engrais , puis transportés par voie terrestre et les rivières. Les deux flux de ruissellement et des eaux souterraines jouent un rôle important dans le transport de l'azote de la terre à des plans d'eau. Le zone morte à la sortie de la rivière Mississippi est une conséquence de nitrates provenant des engrais étant emporté champs agricoles et acheminé sur le système de rivière à la Golfe du Mexique . Ruissellement joue également un rôle dans le cycle du carbone, de nouveau dans le transport de roche et de sol érodé.