De waterfiets of hydrologische cyclus is de circulatie van water op aarde die verandert tussen vloeibare, gasvormige en vaste toestand. In deze circulatiebeweging gaat het water tussen de hydrosfeer, de atmosfeer, de lithosfeer en de cryosfeer..
Dit proces is fundamenteel voor het leven op aarde omdat een cel met een groot percentage uit water bestaat. Bij mensen bestaat 60% van het lichaam uit water, tot 70% in de hersenen en 90% in de longen..
De waterkringloop omvat het hele lichaam van planetair water, zowel boven als onder de grond, in rivieren, oceanen, de lucht en in levende wezens. De meest relevante eigenschappen van water voor de hydrologische cyclus zijn het kookpunt en het vriespunt..
Het kookpunt of de temperatuur waarbij het van vloeistof naar gas gaat is 100 ºC op zeeniveau (neemt af met de hoogte). Terwijl het vriespunt of de temperatuur waarbij water van een vloeibare naar een vaste toestand gaat, 0 ºC is.
Een andere opmerkelijke eigenschap is zijn karakter als universeel oplosmiddel, omdat het de vloeistof is die de meeste stoffen (polaire ionen en moleculen) oplost. Water, dat bestaat uit twee waterstofatomen en één zuurstof, heeft een positieve pool (waterstofatomen) en een negatieve pool (zuurstof).
In de waterkringloop doorloopt dit element zes fasen: verdamping en transpiratie, condensatie, neerslag, afvoer, infiltratie en circulatie. De energie die de waterkringloop aandrijft, is zonne-energie, en een andere fundamentele kracht is de zwaartekracht, die neerslag, afvoer en infiltratie mogelijk maakt..
Artikel index
Vervolgens condenseert het water en slaat het neer, circuleert door rivieren of hoopt zich op in meren en oceanen, waar nieuwe verdamping optreedt. Een ander deel loopt van de grond, een deel hiervan verdampt en een ander deel infiltreert, hoopt zich op of circuleert ondergronds..
Gemiddeld wordt elke 8 dagen al het atmosferische water ververst en elke 16 tot 180 dagen wordt het water in rivieren ververst. Daarentegen blijft water in een meer of gletsjer tot 100 jaar of langer staan..
Verdamping is de omzetting van water van een vloeibare naar een gasvormige toestand door de temperatuur ervan te verhogen. Deze temperatuurstijging is het product van verwarming veroorzaakt door zonnestraling, voornamelijk ultraviolet.
Evenzo draagt de uitgestraalde warmte (infrarode straling) van de aarde en objecten die zich op het oppervlak bevinden bij aan de verwarming van het water..
Het water verdampt wanneer het 100ºC of minder bereikt, afhankelijk van de atmosferische druk. Deze vergassing van water bestaat uit het feit dat de watermoleculen worden geladen met kinetische energie, waardoor hun beweging toeneemt en het water uitzet..
Terwijl de moleculen van elkaar scheiden, verliest het water de samenhang die eraan wordt toegekend door zijn vloeibare eigenschap en wordt de oppervlaktespanning verbroken. Omdat het lichter is, stijgt het in gas getransformeerde water als waterdamp in de atmosfeer.
In bijna alle gevallen bereikt het water in de oceanen, rivieren en in de bodem de 100 ºC niet, maar er treedt verdamping op, omdat er in een laag water moleculen zitten die meer opwarmen dan andere en de oppervlaktespanning doorbreken..
Als de lucht erg droog is (lage relatieve vochtigheid), zullen de watermoleculen die de oppervlaktespanning weten te doorbreken, gemakkelijker de lucht in gaan. Als er daarentegen wind is, zal deze de laag waterdamp die zich ophoopt op het water slepen.
De hoogste verdampingssnelheid vindt plaats in de oceanen, waar de verdampingssnelheid zeven keer zo groot is als die van het landoppervlak.
Van het water dat de bodem infiltreert, komt een deel in de grondwaterlaag (verzadigde zone) terecht. Terwijl een ander deel opwarmt tijdens zijn doorgang door de onverzadigde zone en verdampt en terugkeert naar de oppervlakte.
Planten hebben water nodig voor hun stofwisselingsprocessen, dat ze in de meeste gevallen uit de bodem halen. Ze doen dit via hun wortels en wanneer ze de bladeren bereiken, en een deel wordt gebruikt voor het fotosyntheseproces.
Ongeveer 95% van het water dat door planten wordt opgenomen, komt echter in de omgeving terecht in de vorm van waterdamp bij transpiratie. Waterdamp komt vrij via de huidmondjes in de bladepidermis.
Het is de passage van een gas naar de vloeibare toestand, die optreedt op een oppervlak als gevolg van de temperatuurdaling. Naarmate de temperatuur daalt, verminderen de watermoleculen hun kinetische energie en binden ze meer met elkaar om te condenseren.
Zo worden kleine waterdruppels gevormd met een diameter tussen 0,004 en 0,1 mm, die door de wind worden geblazen en met elkaar in botsing komen. De opeenhoping van deze condensatiepunten vormt wolken die, wanneer ze hun waterverzadiging bereiken, neerslag genereren..
Als de temperatuur erg laag is, wordt er rijp gegenereerd, dat wil zeggen een laag schubben of naalden in kleine stukjes ijs. Dit wordt geproduceerd door directe afzetting van waterdamp op een oppervlak, niet door neerslag.
Regen is het neerslaan van water in vloeibare toestand, wat erg belangrijk is omdat het zoet water over het aardoppervlak verdeelt. 91% van het water dat neerslaat, keert rechtstreeks terug naar de oceanen, 9% gaat naar de continentale massa om de bassins te voeden die terugkeren naar de oceaan.
Als de temperatuur in de bovenste lagen van de atmosfeer laag genoeg is, kristalliseert het gecondenseerde water tot sneeuwvlokken. Naarmate ze groter worden en zich ophopen, neerslaan ze als gevolg van de zwaartekracht en veroorzaken ze sneeuw..
Het zijn ijsstenen van 5 en 50 millimeter in doorsnee of zelfs groter, die rond zwevende materiaaldeeltjes zijn gevormd. Wanneer het ijs dat zich rond het deeltje heeft opgehoopt, voldoende gewicht heeft bereikt, slaat het neer.
Neerslagwater kan rechtstreeks op een waterlichaam (vijver, rivier, meer of oceaan) of op de grond vallen. Evenzo kunnen watermassa's overstromen, dat wil zeggen dat een deel van het aanwezige water ontsnapt uit de inperkingsgrenzen..
Dit proces waarbij een stroom water wordt gegenereerd uit de overloop van een container of kanaal, wordt afvoer genoemd. Dit wordt gegenereerd wanneer de hoeveelheid water die neerslaat of de container overstroomt groter is dan de infiltratiecapaciteit van de bodem.
Infiltratie is het proces waarbij water via de poriën en scheuren in de grond dringt. De infiltratiesnelheid of hoeveelheid water die in een bepaalde tijd het inwendige van de bodem weet binnen te dringen, is afhankelijk van verschillende factoren.
Bijvoorbeeld in een zandgrond met grove deeltjes die grotere poriën in elkaar laten, zal de infiltratie groter zijn. In een kleigrond met fijnere deeltjes is de infiltratie minder.
Bodems bestaan uit verschillende horizonten of lagen die op elkaar zijn gerangschikt, elk met zijn eigen kenmerken. Er zijn bodems waarvan de oppervlaktehorizon of horizon A erg doorlatend is, terwijl sommige van de lagere horizonten dat minder zijn.
Als het geïnfiltreerde water een ondoordringbare laag ontmoet, hoopt het zich erop op of circuleert horizontaal. Dit vormt de ondergrondse waterlichamen of watervoerende lagen, die van groot belang zijn als zoetwatervoorziening..
De hoeveelheid grondwater wereldwijd wordt geschat op 20 keer die van oppervlaktewater op aarde. Dit water is wat de basisstroom van de rivieren in stand houdt en water aan de planten levert..
Het opgehoopte water in de ondergrond kan manieren vinden om naar buiten te ontsnappen en bronnen te vormen. Dat wil zeggen, een natuurlijke bron van water dat uit de aarde ontspringt en vijvers of rivieren vormt..
Veel van het water bevindt zich in de oceanen, meren en ondergrondse reservoirs, of is bevroren aan de polen of hoog in de bergen. Een relevant deel is echter permanent in omloop, waardoor de waterkringloop dynamisch wordt..
De temperatuurverschillen tussen punten in de atmosfeer van de aarde veroorzaken verplaatsingen van luchtmassa's. Deze verplaatsingen veroorzaken op hun beurt atmosferische drukverschillen en er ontstaan winden die de waterdamp meevoeren.
Massa's hete lucht stijgen op van het aardoppervlak naar de bovenste lagen van de atmosfeer. Evenzo verplaatst de lucht zich horizontaal van gebieden met hoge druk naar gebieden met lage druk..
In de oceanen is het water in constante circulatiebeweging, waardoor zeestromingen ontstaan. Deze worden bepaald door de rotatie- en translatiebewegingen van de aarde..
Het water dat op de bergen neerslaat, loopt door de zwaartekracht naar beneden en volgt de contourlijnen van het terrein. Bij dit proces wordt door de eroderende werking van het water zelf een kanaal gevormd en dit wordt erdoorheen geleid. Op deze manier worden waterlopen gevormd die tijdelijk of permanent kunnen zijn..
Een deel van het water dat op de aarde neerslaat, circuleert niet, omdat het geïmmobiliseerd is in de vorm van ijs. In zeewater is het vriespunt lager dan 0 ° C vanwege het hoge gehalte aan zouten (doorgaans -2 ° C).
Aan de andere kant, als er geen deeltjes zijn waaraan het water zich vastklampt, daalt het vriespunt tot - 42 ºC..
Levende wezens hebben water nodig om te leven, in feite bestaan levende cellen voor een groot deel uit water. Water, dat een universeel oplosmiddel is en in staat is om een grote hoeveelheid opgeloste stoffen op te lossen, is essentieel in cellulaire biochemische reacties.
Fotosynthese is niet mogelijk zonder water, zowel bij plankton (waterorganismen) als bij landplanten.
De watermassa's die op aarde aanwezig zijn, evenals hun circulatie in de hydrologische cyclus, zijn een thermische regulator. Door de hoge soortelijke warmte van water kan het geleidelijk warmte opnemen en ook geleidelijk afgeven.
Op dezelfde manier regelen levende wezens hun lichaamswarmte door deze af te geven aan lichaamswater en deze door transpiratie af te voeren..
Wanneer water verdampt, maakt het vervuilende stoffen en opgeloste zouten vrij, zodat wanneer het neerslaat, het zoet en relatief zuiver water is. Er zijn echter vervuilende gassen en deeltjes in de atmosfeer als gevolg van menselijke activiteiten die de kwaliteit ervan kunnen beïnvloeden..
De waterkringloop bepaalt of draagt bij aan het bestaan van een reeks klimatologische verschijnselen zoals regen, sneeuwval en hagelbuien. Op dezelfde manier bepaalt het de verschijning van mist, de periodieke overstromingen van rivieren of temperatuurschommelingen op het aardoppervlak..
De waterkringloop heeft ook bepaalde negatieve effecten voor de mens, zoals uitspoeling, erosie en sociaal-natuurrampen..
Het bestaat uit het wassen of slepen van de voedingsstoffen die in de bodem aanwezig zijn door de oplossende werking van het infiltrerende water. In landbouwbodems met weinig vermogen om nutriënten vast te houden, veroorzaakt dit fenomeen bodemverarming..
Het is het verlies van grond- of rotsslijtage door de mechanische werking van wind of water. Afvloeiend water heeft een hoge erosieve kracht van grond en gesteente, afhankelijk van de structurele en mineralogische kenmerken ervan.
Op kale gronden met steile hellingen in gebieden met veel regen is erosie hoog. Het verlies van grond door deze oorzaak heeft een grote economische impact op de voedselproductie.
Stortregens, maar ook zware sneeuwval en zware hagelbuien kunnen grote negatieve gevolgen hebben voor menselijke structuren en gemeenschappen. Evenzo leiden het overstromen van rivieren en de stijging van de zeespiegel tot overstromingen van bevolkte gebieden en teeltgebieden..
De mens verandert met zijn acties natuurlijke cycli en is voorstander van rampen zoals de opwarming van de aarde of de bouw van faciliteiten in risicovolle gebieden..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.