Vand hjælper med at definere den fysiske sammensætning af jorden - ikke mindst i betragtning af at den dækker bedre end 70 procent af vores planets overflade - og er afgørende for alle dens livsformer.
Vand sammensætter trods alt størstedelen af massen af de fleste levende ting - for eksempel ca. 65 procent af menneskerne - og giver den medium, hvormed næringsstoffer transporteres gennem kroppen, og inden i hvilket de omdannes til energi eller livsopretholdende biologiske strukturer.
Det vand cykel, også kendt som hydrologisk cyklus, beskriver de ruter og processer, hvormed dette kritiske stof bevæger sig mellem land, hav og atmosfære. Havene og havene tegner sig for omkring 97 procent af alt vand på planeten, der primært fodres med jordbaseret afstrømning og nedbør.
Flere vigtige vandcyklustrin - fordampning, kondens og nedbør - hjælper med at sikre, at den forholdsvis sparsomme mængde fugt indeholdt i ferskvand løbende fornys.
Definition og oversigt over vandcyklus
Det vand cykel kan betragtes som vandets bevægelse i dets faste, flydende og gasformige tilstande mellem forskellige globale reservoirer. Mindre end en procent af jordens vand bevæger sig faktisk aktivt gennem vandcyklussen til enhver tid.
De fleste er midlertidigt låst i "lager". Det refererer til vand, der befinder sig i dybt havvand, isis, underjordisk akviferer og andre langvarige reservoirer, som i nogle tilfælde kan indeholde vandmolekyler i tusinder eller titusinder af flere år.
Kun en lille brøkdel af vand eksisterer uden for det oceaniske system, og cirka tre fjerdedele af det ferskvand er frosset som gletschere og iskapper. Cirka en halv procent af Jordens ferskvand udgør grundvand, som er vand i stenlag. Kun omkring en fjerdedel procent af ferskvand er indeholdt i søer, floder, stemning og organismer.
Priming af atmosfæren med vand
Selvom der er et lille beløb overført af stormflod og havspray, fordampning er den vigtigste måde, hvorpå havvand flyttes på land for at hjælpe med at genopfylde ferskvandsmagasiner. Fordampning er transformation af flydende vand til den gasformige form af vanddamp.
Fordi de tegner sig for størstedelen af overfladevand på planeten, og fordi de dominerer de varmere breddegrader hvor høje temperaturer tilskynder til høj fordampning, havene bidrager med mere end 80 procent af Jordens samlede fordampning fugtighed.
Landet udgør selvfølgelig resten af vanddampen, der tilføjes atmosfæren: ikke kun via fordampning fra overfladevand, men også via transpiration, vanddamp, der afgives af planter. Transpiration fra skove kan øge nedbøren ved at levere betydelige mængder vanddamp til den lokale atmosfære. Dette er et eksempel - givet træer kræver et bestemt minimumsniveau for nedbør for at vokse - af en positiv feedback-loop.
Begrebet evapotranspiration fanger de kombinerede effekter af fordampning og transpiration. Meget mindre mængder vanddamp bidrager også til andre processer såsom respiration af dyr og Vulkanudbrud.
Fra atmosfære til land
Vand fordampet eller transporteret ud i atmosfæren holder sig generelt ikke der længe: ofte kun timer eller dage. Men det er overflødigt at sige, at dets atmosfæriske opholdssted er utroligt vigtigt set fra synspunktet med at tanke på den landbaserede del af vandcyklussen.
Vanddamp kondenseres til væskedråber eller sublimerer til ispartikler for at danne skyer, når luftmassen, der indeholder den, køler tilstrækkeligt.
Det kan ske, når luftmassen stiger: fra den opdrift, der er skabt gennem solvarme (konvektion), for eksempel, eller når det skubbes opad af terræn eller en anden luftmasse (langs en frontgrænse). Fugtige maritime luftmasser lastet med fugt fordampet fra havene når land ved advektion, den vandrette luftbevægelse.
Vand som nedbør
Når dråberne og ispartiklerne i en sky bliver store og tunge nok, falder de som nedbør: regn, sne, frysende regnhagl, graupel, slud og lignende. Dette giver et input af vand til det jordbaserede system.
Nedbør leveres meget uligt omkring jordens overflade, hvilket hjælper med at bestemme layoutet på forskellige økosystemer: ørkener og halvørkener ved enden af fugtighedsspektret, regnskove og monsunskove på Andet.
Atmosfæren behøver heller ikke engang at generere nedbør for at tilføre vand til landet. Træer, for eksempel, vrider fugt fra lavt hængende eller jordkramende skyer ved at give en overflade til vandkondensation.
Det her tåge dryp kan levere betydelige mængder fugt til jorden. Luft på jordoverfladen, der afkøles natten over, kan også kondensere vand på vegetation og andre overflader i form af dug.
Flere vandcyklusfakta: Ruter og opholdssteder for ferskvand
Vand, der falder på jordens jordoverflade, kan tage et vilkårligt antal forskellige ruter inden for den hydrologiske cyklus. Meget trækkes over overfladen som afstrømning via overstrøm, åer og floder til sidst at skyde ind i havet.
Vand, der samles i vandpytter på jorden, rejser ind i en sø eller vådområde eller bevæger sig i en flodkanal, kan også vende tilbage direkte til atmosfæren via fordampning. Vand kan sublimere direkte fra den frosne form for sne og is - gletschere og snesække - også ind i gasformen af vanddamp.
I stedet for at fordampe tilbage i atmosfæren eller blive kanaliseret i afløb som afstrømning, kan vand også sive under jorden til blive jordfugtighed - hvoraf nogle vil blive trukket op i planterødder og senere transpireret - eller gå dybere ned i grundvandet akviferer. Grundvand kan forblive inden for klipperne i lang tid, men kan også dukke op på jordens overflade i kilder og siver for at blive fordampet eller omdannet til afstrømning.
Sne falder på et bjerg gletscher eller en iskappe kan i mellemtiden inkorporeres i dens is til forlænget ophold. Endelig bliver der naturligt noget ferskvand biologisk vand ved at blive taget ind af planter, dyr og andre levende ting.