Mikä on hydrologinen sykli?

Vesiprosessi tai hydrologinen sykli viittaa veden jatkuvaan kiertoon maapallon hydrosfäärissä. Vesi siirtyy eri säiliöihin maapallon pinnalla ja sen alapuolella ja siitä, ja prosessissa se muuttuu kiinteiksi (jään), nesteen (veden) ja kaasun (höyryjen) eri vaiheiksi, joiden kokonaismassa on veden määrä pysyy melko vakiona. Höyrystymisen, kondensoitumisen, sublimaation, saostumisen, haihtumisen ja valumisen fyysiset prosessit ovat vastuussa vedenkierron ylläpidosta. Lämpöenergiaa vaihdetaan myös syklin aikana, tämän myymälän kanssa ja ilmastonmuutosta maailmanlaajuisesti. Vedenkierto on erittäin tärkeää maapallon elämän ylläpitämiseksi, sillä se täydentää maailman makean veden resursseja ja hillitsee äärimmäisiä ilmasto-olosuhteita.

Vesiprosessissa mukana olevat fyysiset prosessit

Eri fyysiset prosessit toimivat koordinoidusti, jotta vesiprosessi pysyy aktiivisena kaikissa ajankohdissa. Haihduttaminen käsittää veden höyrystymisen nestefaasista, jonka lämpöenergian lähde aiheuttaa auringon säteilystä. Haihduttaminen voidaan myös laajentaa sisältäen haihtumisen, prosessin, jossa vedet häviävät kasvien lehdistä, ja hikoilua, mikä on samanlainen vesihäviö eläimiltä lämpöjännityksen olosuhteissa. 90% ilmakehän vedestä on vaikuttanut haihtumiseen ja 10% kasvien läpäisemiseen. Kondensoituminen ja neuvonta viittaavat haihdutettujen vesihöyryjen muuttumiseen nestemäisiksi vesipisaroiksi, jotka on ripustettu ilmassa pilvinä tai sumuna, ja tällaisen tiivistetyn ilmakehän veden liikkuminen meren ja maan välillä. Lauhdutettu vesi saavuttaa maan ja merenpinnan saostumisprosessilla. Joissakin sademäärissä on kuomu, jossa maaperän kasvillisuus absorboi veden ennen kuin se saavuttaa maan. Maa, joka pääsee maahan, altistuu valumalle (tai sulaa vettä lumen tapauksessa), ja se liikkuu maan yli valtameriin päin meriin vuotavien jokien muodossa. Prosessissa vesi myös haihtuu, imeytyy maan alle (prosessi, joka tunnetaan tunkeutumisena, jossa vesi kerääntyy maaperään tai jopa syvemmälle maanalaisiin pohjavesiin) tai uutetaan kasvien juurijärjestelmillä tai muilla keinoilla. Vedenalaisen veden virtaus tapahtuu maan alapuolella, ja jopa tämä saattaa päätyä valtameriin tai pintaan jousien kautta. Luonnossa esiintyy myös pieni määrä sublimointia, johon sisältyy kiinteän jään suora konversio vesihöyryksi.

Vesivarastot ja Residence Times

Vesisäiliöt edustavat aluetta, jossa osa veden kiertoon osallistuvasta vedestä varastoidaan tietyn ajan. Valtameret ovat planeetan suurimmat vesisäiliöt, jotka säilyttävät lähes 97% vesistöjen vesistöistä, kun taas jääpeitteet ja jäätiköt säilyttävät vielä 2%. Maanalaiset vesisäiliöt, joet, järvet, lammikot ja purot säilyttävät myös pieniä prosenttimäärät hydrosfäärin kokonaisvesistä, kun taas elävissä organismeissa esiintyvä vesipitoisuus edustaa pienintä kaikista säiliöistä. Toinen tärkeä vesistöön liittyvä termi on "oleskeluaika", jota edustaa seuraava matemaattinen kaava:

Asumisaika = säiliön tilavuus / (Vesi lisätään säiliöön tai poistuu säiliöstä)

Viipymisaika edustaa siten keskimääräistä aikaa, jonka vesimolekyyli viettää säiliöön, ja se voidaan ilmaista joko positiivisesti tai negatiivisesti riippuen siitä, onko säiliössä nettotappioita tai veden nettovoittoja. Esimerkiksi pohjavedet voivat maata maanpinnan alle 10 000 vuotta ennen lähtöä maanalaisesta säiliöstä, kun taas ilmakehän vesi on korkeintaan 10 päivää ilmakehässä, ennen kuin se saostuu sateeksi tai lumeksi.

Vesikierron ja ihmisen toiminnan vaikutuksen merkitys

Maailmanlaajuiset ilmasto-olosuhteet vaikuttavat ja ovat erittäin herkkiä veden kierron kuvioiden muutoksille, koska sykli mahdollistaa lämmön ja kosteuden vaihtamisen maamassojen ja vesistöjen välillä. Veden haihtuminen johtaa ympäristön jäähdytykseen, kun taas tiivistyminen lämmittää ympäristöä vapauttamalla lämpöenergiaa. Maapallon fyysinen maantieteellinen vaikutus on myös voimakkaasti veden kierrosta, koska jäätiköiden sulaminen ja jokien valuminen valuu laaksoja, huipuja, kanjoneita, järviä ja muita maapallolla nähtyjä maamuotoja. Viime aikoina planeetan veden kierto on lisääntynyt ja haihtumisen ja sademäärän määrät ovat lisääntyneet huomattavasti. Ihmisen toiminta, kuten jokien ja jokien virtaaminen, pinnan ja maanalaisen veden uuttaminen kasteluun ja muihin tarkoituksiin sekä laaja metsien hävittäminen, ovat vaikuttaneet haitallisesti maan veden kiertoon. Ilmaston lämpeneminen on edelleen vaikuttanut hydrosfääriin käynnistämällä polaaristen jääkappaleiden sulamisen, jotka nyt menettävät enemmän vettä haihduttamalla, lumen sulatuksella ja valumisilla kuin ne saavat vettä saostuksella. Tämä uhkaa nostaa valtamerien vedenpinnan ja tulvien rannikkokaupunkien ympäri maailmaa.