CHU TRÌNH NƯỚC HOẶC THỦY VĂN: CÁC GIAI ĐOẠN VÀ TẦM QUAN TRỌNG - MÔI TRƯỜNG - 2025

Vòng tuần hoàn nước hay chu trình thủy văn là sự tuần hoàn của nước trên Trái đất thay đổi giữa các trạng thái lỏng, khí và rắn. Trong chuyển động tuần hoàn này, nước di chuyển giữa thủy quyển, khí quyển, thạch quyển và đông lạnh.

Quá trình này là cơ bản cho sự sống trên trái đất vì một phần lớn tế bào được tạo thành từ nước. Ở người, 60% cơ thể là nước, chiếm 70% ở não và 90% ở phổi.

Vòng tuần hoàn nước bao gồm toàn bộ khối lượng nước trên hành tinh, cả bề mặt và lòng đất, trong sông, đại dương, không khí và trong các sinh vật sống. Các đặc tính liên quan nhất của nước đối với chu trình thủy văn là điểm sôi và điểm đóng băng của nó.

Điểm sôi hoặc nhiệt độ mà nó đi từ chất lỏng sang chất khí là 100ºC ở mực nước biển (giảm theo độ cao). Trong khi điểm đóng băng hoặc nhiệt độ mà nước chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn là 0 ºC.

Một đặc tính nổi bật khác là đặc tính của nó như một dung môi phổ quát, vì nó là chất lỏng hòa tan nhiều chất nhất (các ion và phân tử phân cực). Nước, được tạo thành từ hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy, có một cực dương (hydrogens) và một cực âm (oxy).

Trong chu trình nước, phần tử này trải qua sáu giai đoạn: bốc hơi và thoát hơi nước, ngưng tụ, kết tủa, chảy tràn, thẩm thấu và tuần hoàn. Năng lượng thúc đẩy chu trình nước là năng lượng mặt trời, và một lực cơ bản khác là lực hấp dẫn, cho phép tạo ra lượng mưa, dòng chảy và sự thẩm thấu.

Các giai đoạn của chu trình nước

Vòng tuần hoàn nước. Nguồn: Malama Các giai đoạn của chu trình nước không tuần tự nghiêm ngặt, tức là không phải mọi phân tử nước nhất thiết phải trải qua tất cả chúng ở mỗi lượt của chu trình. Sự kết hợp của tất cả các giai đoạn tạo thành một dòng chảy hoặc chu trình khép kín bao gồm sự bay hơi của nước và hoàn lưu khí quyển của nó.

Sau đó, nước ngưng tụ và kết tủa, lưu thông qua các con sông hoặc tích tụ trong các hồ và đại dương, nơi xảy ra hiện tượng bốc hơi mới. Một phần khác chạy trên mặt đất, một phần này bay hơi và một phần khác xâm nhập, tích tụ hoặc lưu thông dưới lòng đất.

Trung bình cứ 8 ngày thì tất cả nước trong khí quyển được thay mới và cứ sau 16 đến 180 ngày thì nước ở các con sông lại được thay mới. Ngược lại, nước trong hồ hoặc sông băng tồn tại tới 100 năm hoặc hơn.

1- Bốc hơi và mồ hôi

Sự bay hơi là sự biến đổi nước từ thể lỏng sang thể khí bằng cách tăng nhiệt độ của nó. Sự gia tăng nhiệt độ này là sản phẩm của sự nóng lên do bức xạ mặt trời, chủ yếu là tia cực tím.

Tương tự như vậy, nhiệt bức xạ (bức xạ hồng ngoại) của trái đất và các vật thể trên bề mặt của nó, góp phần làm nóng nước.

Nước bốc hơi khi đạt đến 100ºC hoặc thấp hơn tùy thuộc vào áp suất khí quyển. Quá trình khí hóa nước này bao gồm các phân tử nước được tích điện bằng động năng, làm tăng chuyển động của chúng và mở rộng nước.

Khi các phân tử tách ra khỏi nhau, nước mất tính liên kết được gán cho nó bởi tính chất lỏng của nó và sức căng bề mặt bị phá vỡ. Nhẹ hơn, nước chuyển thành khí bốc lên khí quyển dưới dạng hơi nước.

Nhiệt độ, độ ẩm tương đối và gió

Trong hầu hết các trường hợp, nước trong đại dương, sông ngòi và trong đất không đạt 100 ºC, nhưng sự bốc hơi xảy ra, bởi vì trong một lớp nước có các phân tử nóng lên nhiều hơn các lớp khác và phá vỡ sức căng bề mặt. , bay hơi.

Nếu không khí rất khô (độ ẩm tương đối thấp), các phân tử nước quản lý để phá vỡ sức căng bề mặt sẽ có xu hướng dễ dàng truyền vào không khí hơn. Mặt khác, nếu có gió, điều này sẽ kéo theo lớp hơi nước tích tụ trên mặt nước.

Tốc độ bốc hơi cao nhất xảy ra ở các đại dương, nơi có tốc độ bốc hơi gấp bảy lần bề mặt trái đất.

Bay hơi Edaphic

Trong số nước ngấm vào đất, một phần đến tầng nước ngầm (vùng bão hòa). Trong khi một phần khác nóng lên khi vận chuyển qua vùng chưa bão hòa và bay hơi trở lại bề mặt.

Mồ hôi

Thực vật cần nước cho quá trình trao đổi chất của chúng, mà chúng lấy được từ đất trong hầu hết các trường hợp. Chúng thực hiện điều này thông qua rễ và khi đến lá, và một phần được sử dụng cho quá trình quang hợp.

Tuy nhiên, khoảng 95% lượng nước cây hấp thụ được thải ra môi trường dưới dạng hơi nước trong mồ hôi. Hơi nước được thoát ra ngoài qua lỗ khí ở biểu bì lá.

2- Sự ngưng tụ

Đó là sự dẫn truyền của một chất khí sang trạng thái lỏng, xảy ra trên một bề mặt do sự giảm nhiệt độ. Khi nhiệt độ giảm xuống, các phân tử nước giảm động năng và liên kết nhiều hơn với nhau để ngưng tụ.

Giọt nước do ngưng tụ. Nguồn: Nicole López Quá trình này đòi hỏi phải có các phần tử mà nước bám vào và nhiệt độ của các phần tử này phải thấp hơn nhiệt độ bão hòa của nước. Trong những điều kiện này, điểm sương hoặc nhiệt độ sương đạt được, tức là nhiệt độ mà nước ngưng tụ.

Sự hình thành mây

Sự hình thành mây Nguồn: Arun Kulshreshtha Không khí bốc lên khi nó được làm nóng và trong quá trình này mang đi hơi nước được tạo ra do bốc hơi trên bề mặt trái đất. Khi nó tăng lên, nhiệt độ của nó giảm xuống cho đến khi nó đạt đến điểm sương và ngưng tụ.

Do đó, các giọt nước nhỏ được hình thành có đường kính từ 0,004 đến 0,1mm, được mang theo gió và cuối cùng va chạm với nhau. Sự tích tụ của các điểm ngưng tụ này tạo thành các đám mây, khi đạt đến độ bão hòa nước của chúng, tạo ra kết tủa.

sương giá

Nếu nhiệt độ quá thấp, sương giá sẽ được tạo ra, tức là một lớp vảy hoặc kim trong các mảnh băng nhỏ. Điều này được tạo ra bằng cách lắng đọng trực tiếp hơi nước trên bề mặt, không phải do kết tủa.

3- Lượng mưa

Mưa rơi. Nguồn: Cassini83 Lượng mưa là sự rơi của nước ngưng tụ ở thể lỏng hoặc rắn từ khí quyển xuống bề mặt Trái đất. Khi nước ngưng tụ tích tụ trong khí quyển dưới dạng mây, trọng lượng của nó tăng lên, cho đến khi nó không thể tránh được lực hấp dẫn.

Mưa

Mưa là sự kết tủa của nước ở trạng thái lỏng, rất quan trọng vì nó phân phối nước ngọt trên bề mặt trái đất. 91% lượng nước kết tủa quay trở lại trực tiếp các đại dương, 9% đi vào các khối lục địa để cung cấp cho các lưu vực quay trở lại đại dương.

Nevada

Nếu nhiệt độ ở các tầng trên của khí quyển đủ thấp, nước ngưng tụ sẽ kết tinh thành những bông tuyết. Khi chúng tăng kích thước và tích tụ, chúng sẽ kết tủa bởi lực hấp dẫn và gây ra tuyết rơi.

Kêu

Chúng là những viên đá có đường kính từ 5 đến 50 mm hoặc thậm chí lớn hơn, được hình thành xung quanh các hạt vật chất lơ lửng. Khi băng tích tụ xung quanh hạt đạt đủ trọng lượng, nó sẽ kết tủa.

4- Dòng chảy

Nước kết tủa có thể rơi trực tiếp xuống vùng nước (ao, sông, hồ hoặc đại dương) hoặc xuống mặt đất. Tương tự như vậy, các khối nước có thể tràn ra, nghĩa là một phần của nước chứa thoát ra khỏi giới hạn ngăn chặn.

Quá trình này mà một dòng nước được tạo ra do sự tràn của thùng chứa hoặc kênh được gọi là dòng chảy. Điều này được tạo ra khi lượng nước kết tủa hoặc chảy tràn thùng chứa lớn hơn khả năng thẩm thấu của đất.

5- Sự xâm nhập

Thấm là quá trình nước thấm vào đất qua các lỗ rỗng và vết nứt. Tốc độ thấm hoặc lượng nước có thể xâm nhập vào đất trong một thời gian nhất định phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau.

Ví dụ, trong đất cát có các hạt thô để lại các lỗ rỗng lớn hơn lẫn nhau thì khả năng thẩm thấu sẽ lớn hơn. Trong khi ở đất sét, có các hạt mịn hơn, sự xâm nhập sẽ ít hơn.

Các lớp đất

Đất được tạo thành từ các chân trời hoặc các lớp khác nhau được xếp chồng lên nhau, mỗi lớp có những đặc điểm riêng. Có những loại đất mà chân trời bề mặt hoặc chân trời A có khả năng thấm cao, trong khi một số loại đất ở chân trời thấp hơn thì ít như vậy.

Nếu nước thấm vào gặp lớp không thấm, nó sẽ tích tụ trên đó hoặc lưu thông theo chiều ngang. Điều này tạo thành các khối nước dưới đất hoặc các tầng chứa nước, có tầm quan trọng lớn như một nguồn cung cấp nước ngọt.

Lượng nước ngầm trên toàn cầu ước tính gấp 20 lần lượng nước bề mặt trên Trái đất. Khối nước này là thứ duy trì dòng chảy cơ bản của các con sông và cung cấp nước cho cây trồng.

Lò xo

Nước tích tụ trong lòng đất có thể tìm cách thoát ra bên ngoài và tạo thành các suối. Nói cách khác, một nguồn nước tự nhiên chảy ra từ trái đất tạo thành ao hoặc sông.

6- Tuần hoàn

Phần lớn nước được chứa trong các đại dương, hồ và các bể chứa dưới lòng đất, hoặc bị đóng băng ở các cực hoặc trên núi cao. Tuy nhiên, một phần liên quan ở trong vòng tuần hoàn vĩnh viễn, tạo động lực cho vòng tuần hoàn của nước.

Dòng không khí

Sự khác biệt về nhiệt độ giữa các điểm trong khí quyển Trái đất tạo ra sự dịch chuyển khối khí. Những sự dịch chuyển này lần lượt gây ra sự khác biệt về áp suất khí quyển và gió được tạo ra mang theo hơi nước.

Các khối khí nóng bốc lên từ bề mặt trái đất hướng đến các lớp trên của khí quyển. Tương tự như vậy, không khí di chuyển theo phương ngang từ vùng có áp suất cao đến vùng có áp suất thấp.

dòng chảy đại dương

Trong các đại dương, nước chuyển động tuần hoàn liên tục, tạo thành các dòng hải lưu. Chúng được xác định bởi các chuyển động quay và dịch chuyển của Trái đất.

Sông

Nước kết tủa trên núi chảy xuống dốc do trọng lực theo đường đồng mức của địa hình. Trong quá trình này, một kênh được hình thành do tác động ăn mòn của chính nước và nó được dẫn qua đó. Bằng cách này, các dòng nước được hình thành có thể là tạm thời hoặc vĩnh viễn.

Nước đóng băng

Một phần của nước kết tủa trên trái đất không lưu thông, vì nó bị cố định dưới dạng băng. Trong nước biển, điểm đóng băng là dưới 0 ° C do hàm lượng muối cao (thường là -2 ° C).

Mặt khác, nếu nước không có hạt nào bám vào, điểm đóng băng của nó giảm xuống - 42ºC.

Tầm quan trọng của chu trình nước

Chất lỏng quan trọng

Chúng sinh cần nước để sống, trên thực tế, tế bào sống được tạo thành từ nước chiếm tỷ lệ cao. Nước, là một dung môi phổ quát và có thể hòa tan một lượng lớn chất hòa tan, rất cần thiết trong các phản ứng sinh hóa tế bào.

Các pha khác nhau của nước. Nguồn: BE Vòng tuần hoàn của nước, thông qua lượng mưa và qua sông, hồ và các tầng chứa nước ngầm, cung cấp nước cần thiết cho sự sống. Quá trình sản xuất sơ cấp thông qua quang hợp là quá trình đảm bảo biến đổi quang năng thành năng lượng hữu ích cho cuộc sống.

Không thể quang hợp nếu không có nước, cả đối với sinh vật phù du (sinh vật sống dưới nước) và thực vật trên cạn.

Quy định nhiệt độ

Khối lượng nước tồn tại trên Trái đất, cũng như sự tuần hoàn của chúng trong chu trình thủy văn, là một bộ điều chỉnh nhiệt. Nhiệt dung riêng cao của nước cho phép nó hấp thụ dần nhiệt và cũng dần dần giải phóng nó.

Tương tự như vậy, chúng sinh điều chỉnh nhiệt cơ thể của họ bằng cách truyền nó thành nước trong cơ thể và mất đi qua mồ hôi.

Xử lý nước

Khi nước bay hơi, nó tự giải phóng các chất ô nhiễm và muối hòa tan, vì vậy khi nó kết tủa lại là nước ngọt và tương đối tinh khiết. Tuy nhiên, có những khí và hạt gây ô nhiễm trong khí quyển do các hoạt động của con người có thể ảnh hưởng đến chất lượng của nó.

Sự kiện khí hậu

Vòng tuần hoàn của nước quyết định hoặc góp phần vào sự tồn tại của một loạt các hiện tượng khí hậu như mưa, tuyết rơi và bão đá. Theo cách tương tự, nó xác định sự xuất hiện của sương mù, lũ lụt theo chu kỳ của các con sông hoặc sự thay đổi nhiệt độ trên bề mặt trái đất.

Tác động tiêu cực

Vòng tuần hoàn của nước cũng có những tác động tiêu cực nhất định đối với con người như rửa trôi, xói mòn và các thiên tai xã hội.

Rửa trôi

Nó bao gồm việc rửa hoặc kéo các chất dinh dưỡng có trong đất do tác dụng dung môi của nước ngấm vào. Ở đất nông nghiệp có khả năng giữ dinh dưỡng thấp, hiện tượng này làm cho đất bị bần cùng hóa.

Xói mòn

Đó là sự hao mòn của đất hoặc đá do tác động cơ học của gió hoặc nước. Nước chảy tràn có khả năng ăn mòn đất và đá cao, tùy thuộc vào đặc điểm cấu tạo và khoáng vật của chúng.

Ở những chân đất có độ dốc lớn nằm trong vùng có lượng mưa lớn, xói mòn cao. Việc mất đất do nguyên nhân này có ảnh hưởng kinh tế cao đến sản xuất lương thực.

Thiên tai xã hội

Mưa xối xả, cũng như tuyết rơi dày và mưa đá lớn có thể gây ra những tác động tiêu cực lớn đến các công trình và cộng đồng của con người. Tương tự như vậy, việc các con sông chảy tràn và mực nước biển dâng cao sẽ tạo ra lũ lụt trong các khu dân cư và các khu vực canh tác.

Con người, với những hành động của mình, làm thay đổi các chu kỳ tự nhiên và gây ra những thảm họa như trái đất nóng lên hoặc xây dựng các cơ sở ở những khu vực có nguy cơ cao.

Người giới thiệu

1. Calow, P. (Ed.) (1998). Bộ bách khoa toàn thư về sinh thái và quản lý môi trường.
2. Margalef, R. (1974). Hệ sinh thái. Phiên bản Omega.
3. Ordoñez-Gálvez, JJ (2011). Chu kỳ thủy văn. Kỹ thuật sơn lót. Hiệp hội địa lý Lima.
4. Sterling, TM và Hernández-Rios, I. (2019). Sự thoát hơi nước - Sự di chuyển của nước qua thực vật. Khoa học thực vật và đất eLibrary. In bài học.
5. Vera, C. và Camilloni, I. (s / f). Vòng tuần hoàn của nước. Khám phá. Chương trình đào tạo đa phương tiện. Bộ Giáo dục, Khoa học và Công nghệ.