Vong Tuan Hoan Nuoc

Vòng tuần hoàn của nước Trang 1 trong số 3 Nước tồn tại và vận động liên tục trên mặt đất, trong lòng đất và trong bầu khí quyển. Nước luôn vận động và chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác, từ thể lỏng sang thể hơi rồi thể rắn và ngược lại. Vòng tuần hoàn nước đã và đang diễn ra từ hàng tỉ năm và tất cả cuộc sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào nó, Trái Đất chắc hẳn sẽ là một nơi không có sự sống được nếu không có nước. Sơ lược Nước tuần hoàn theo một vòng khép kín, không có điểm bắt đầu và kết thúc. Hãy thử bắt đầu từ các đại dương. Dưới sức nóng của Mật trời, nước bốc hơi vào trong không khí. Những dòng khí bốc lên đem theo hơi nước, gặp nơi có nhiệt độ thấp hơn, hơi nước bị ngưng tụ thành những đám mây và di chuyển khắp toàn cầu. Những đám mây va chạm vào nhau, kết hợp với nhau, gia tăng kích cỡ và rơi xuống (giáng thủy) dưới dạng mưa, tuyết. Tuyết được tích lại thành những núi tuyết và băng hà, có thể giữ nước đóng băng hàng nghìn năm. Khi mùa xuân đến, tuyết tan và chảy thành dòng trên mặt đất, đôi khi tạo thành lũ. Phần lớn lượng mưa rơi trên các đại dương và trên mặt đất. Một phần chảy trên mặt đất thành suối, thành sông và đổ về đại dương. Một phần được tích tụ thành những hồ nước ngọt. Một lượng lớn nước thấm xuống dưới đất tạo thành dòng chảy ngầm. Một phần nước ngầm chảy ra thành các dòng suối nước ngọt. Nước ngầm tầng nông được rễ cây hấp thụ rồi thoát hơi qua lá cây. Nước tiếp tục thấm vào tầng đất sâu hơn bổ sung và tái tạo kho dự trữ nước ngọt khổng lồ. Tuy nhiên, lượng nước này vẫn luân chuyển theo thời gian, có thể quay trở lại đại dương, nơi bắt đầu một vòng tuần hoàn mới. Các phần của vòng tuần hoàn Cục Địa chất Hoa Kỳ đã định nghĩa 15 thành phần của vòng tuần hoàn nước như sau: Nước biển Ước tính có khoảng 1.338.000.000 km 3 nước được trữ trong đại dương, chiếm khoảng 96,5%, và đại dương cũng cung cấp khoảng 90% lượng nước bốc hơi vào trong vòng tuần hoàn nước. Trong Kỷ băng hà, nhiều đỉnh núi băng và những dòng sông băng được hình thành, bao phủ 1/3 bề mặt trái đất, làm cho mực nước các đại dương thấp hơn ngày nay khoảng 122 m (400 feet). Cách đây khoảng 3 triệu năm, khi trái đất ấm hơn, băng tan làm mực nước của các đại dương có thể đã cao hơn hiện nay khoảng 50 m (165 feet). Mước trong đại dương cũng không đứng yên. Những dòng chảy trong lòng đại dương di chuyển một khối lượng lớn nước đi khắp thế giới, ảnh hưởng lớn đến vòng tuần hoàn nước và khí hậu. Với vận tốc 97 km một ngày, dòng Gulf (có một lượng nước nhiều gấp 100 lần tất cả các sông trên trái đất) vận chuyển hàng tỷ khối nước ấm từ vịnh Mexico lên đến Bắc Đại Tây Dương, Bốc hơi Bốc hơi nước là một quá trình nước chuyển từ thể lỏng sang thể hơi hoặc khí. Bốc hơi nước là đoạn đường đầu tiên trong vòng tuần hoàn mà nước chuyển từ thể lỏng thành hơi nước trong khí quyển. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng các đại dương, biển, hồ và sông cung cấp gần 90% độ ẩm của khí quyển qua bốc hơi, với 10% còn lại do thoát hơi của cây. Nhiệt lượng là nhân tố cần thiết cho nước bốc hơi. Nhiệt năng bẻ gãy liên kết giữa các phân tử nước, nó là nguyên nhân tại sao nước có thể dễ dàng bốc hơi tại điểm sôi (212°F, 100°C) nhưng bốc hơi rất chậm tại điểm đóng băng. Khi độ ẩm tương đối trong không khí đạt 100%, tức là ở trạng thái bão hoà hơi nước, bốc hơi không thể tiếp tục diễn ra. Quá trình bốc hơi nước tiêu thụ nhiệt năng từ môi trường làm cho khí hậu mát mẻ Bốc hơi nước từ các đại dương là cách chính để nước được luân chuyển vào trong khí quyển. Diện tích rất lớn của các đại dương (trên 70% diện tích bề mặt của Trái Đất) tạo thuận lợi cho quá trình bốc hơi diễn ra nhanh hơn. Trên phạm vi toàn cầu, lượng nước bốc hơi luôn bằng với lượng mưa/ tuyết nhưng tỉ lệ này biến đổi theo vùng địa lý. Thông thường trên các đại dương lượng bốc hơi nhiều hơn lượng giáng thủy, trong khi đó trên mặt đất, lượng giáng thủy vượt quá lượng bốc hơi. Phần lớn lượng nước bốc hơi từ các đại dương lại mưa ngay xuống đại dương. Chỉ khoảng 10% của nước bốc hơi từ các đại dương được vận chuyển vào đất liền. Khi bốc hơi, một phân tử nước tồn tại trong khí quyển khoảng 10 ngày. Nước khí quyển Mặc dù khí quyển không là kho chứa khổng lồ, nhưng nó là một “siêu xa lộ” để luân chuyển nước khắp toàn cầu. Trong khí quyển luôn luôn có nước: những đám mây là một dạng nhìn thấy được của nước trong khí quyển. Thể tích nước trong khí quyển tại bất kỳ thời điểm nào vào khoảng 12.900 km 3 . Nếu tất cả lượng nước khí quyển rơi xuống cùng một lúc, nó có thể bao phủ khắp bề mặt trái đất với độ dày 2,5 cm. Sự ngưng tụ hơi nước Sự ngưng tụ hơi nước là quá trình hơi nước trong không khí được chuyển sang thể nước lỏng. Ngưng tụ hơi nước rất quan trọng đối với chu trình tuần hoàn nước bởi vì nó hình thành nên các đám mây. Những đám mây này có thể tạo ra mưa, là cách chính để nước quay trở lại trái đất. Ngưng tụ hơi nước là quá trình ngược với bốc hơi nước. Sự ngưng tụ hơi nước cũng là nguyên nhân của hiện tượng sương, hoặc nước trên mắt kính khi ta đi từ một phòng lạnh đi ra ngoài trong một ngày nóng, ẩm ướt, còn trong một ngày lạnh nước có thể nhỏ giọt bên ngoài cốc uống nước hay có nước ở phía bên trong cửa sổ. Thậm chí trên những bầu trời trong xanh không một gợn mây, thì nước vẫn tồn tại dưới hình thức hơi nước và những giọt nước li ti không thể nhìn thấy được. Những phân tử nước kết hợp với những phân tử nhỏ bé của bụi, muối, khói trong khí quyển để hình thành nên các hạt nhân mây (giọt mây nhỏ, đám mây nhỏ), nó gia tăng khối lượng và phát triển thành những đám mây. Khi những giọt nước kết hợp với nhau, gia tăng về kích thước, những đám mây nặng dần lên và mưa có thể xãy ra. Các đám mây hình thành trong khí quyển do không khí chứa hơi nước bốc lên cao và lạnh đi. Nguyên lý của quá trình này là không khí sát mặt đất ấm lên do bức xạ mặt trời trong khi lớp khí quyển phía bên trên mặt đất lạnh đi là do áp suất không khí giảm. (Không khí có trọng lượng và tại mực nước biển trọng lượng của một cột không khí nén xuống trên đầu bạn khoảng 32 kg trên mỗi inch vuông, áp lực này, được gọi là khí áp, nó là kết quả của mật độ không khí trong cột không khí phía trên. Càng lên cao càng ít không khí phía bên trên, và vì thế càng ít áp lực. Khí áp thấp hơn và mật độ không khí giảm theo độ cao. Điều này làm cho không khí trở nên lạnh hơn). Giáng thủy Là nước thoát ra khỏi những đám mây dưới các dạng mưa, mưa tuyết, mưa đá, tuyết. Nó là cách chính để nước khí quyển quay trở lại Trái Đất. Phần lớn lượng giáng thuỷ là mưa. Vậy các hạt mưa hình thành như thế nào? Những đám mây trên bầu trời chứa hơi nước và những hạt nhân mây nhỏ, các hạt nhân mây này quá nhỏ để có thể rơi xuống thành mưa, nhưng nó cũng đủ lớn để hình thành nên các đám mây có thể nhìn thấy được. Nước liên tục bốc hơi và ngưng tụ trong khí quyển. Nếu nhìn gần một đám mây, ta có thể nhìn thấy những phần đang biến mất (đang bốc hơi) trong khi những phần khác đang phát triển (ngưng tụ). Phần lớn lượng nước được ngưng tụ trong các đám mây không rơi xuống thành giáng thuỷ. Vì để giáng thuỷ xảy ra, trước tiên những giọt nước nhỏ phải được ngưng tụ. Những phân tử nước có thể kết hợp với nhau thành những giọt nước lớn hơn và đủ nặng để rơi thành mưa. Cần tới hàng triệu hạt mây để hình thành chỉ một hạt mưa nhỏ. Lượng giáng thủy phân bố không đều trên thế giới, trong một nước hoặc thậm chí trong một thành phố. Ví dụ, tại Atlanta, Georgia, Mỹ, một trận mưa giông mùa hè có thể cho một lớp nước dày 2,5 cm hoặc nhiều hơn trên một con đường, trong khi đó ở một vùng khác cách đó vài km thì vẫn khô ráo. Nước băng và tuyết Nước được giử lâu dài trong băng, tuyết, và các sông băng là một thành phần của vòng tuần hoàn nước toàn cầu. Vùng Nam cực chiếm 90% tổng lượng băng của trái đất, các đỉnh núi băng ở Greenland chiếm 10% tổng lượng băng toàn cầu. Một vài số liệu về các dòng sông băng và những đỉnh núi băng • Băng hà bao phủ 10 - 11% lục địa trái đất • Nếu tất cả băng hà tan chảy ngày nay, mực nước biển sẽ tăng lên khoảng 70 m (nguồn: Trung tâm Tư liệu Băng và Tuyết Quốc gia) • Trong kỷ băng hà cuối cùng, mực nước biển thấp hơn ngày nay khoảng 122 m, và những dòng sông băng bao phủ gần 1/3 lục địa trái đất. • Trong thời kỳ ấm cuối cùng, cách đây 125.000 năm, mực nước biển cao hơn ngày nay khoảng 5,5 m. Khoảng 3 triệu năm trước đây nước biển có thể đã cao đến hơn 50,3 m. Dòng chảy tuyết tan Trên toàn bộ thế giới dòng chảy tuyết là phần chính của sự luân chuyển nước toàn cầu. Mùa xuân ở những vùng ôn đới, nhiều dòng suối xuất phát từ tuyết và băng tan nhanh có thể gây ra lũ lụt, sạt lở đất. Dòng chảy từ tuyết tan biến đổi theo mùa và theo năm. So sánh các đỉnh lũ giữa trận lũ lớn trong năm 2000 và trận lũ nhỏ hơn nhiều trong năm 2001, giống như có một trận hạn hán lớn ảnh hưởng đến California trong năm 2001. Nhưng sự thiếu hụt nước là do nước được trữ trong băng vào mùa đông ảnh hưởng đến tổng lượng nước các tháng còn lại của năm. Sự thiếu hụt nước cũng ảnh hưởng đến lượng nước trong các hồ tại hạ lưu, và sự thiếu hụt nước ở các hồ lại ảnh hưởng đến lượng nước tưới và nước cấp thành phố. Dòng chảy mặt Nhiều người chỉ nghĩ đơn giản rằng mưa rơi, chảy tràn trên mặt đất (dòng chảy mặt) và chảy vào sông, sau đó đổ ra các đại dương. Đó là sự đơn giản hoá, bởi vì các sông còn nhận và mất nước do thấm. Tuy nhiên, lượng lớn nước trong sông là do dòng chảy trực tiếp trên mặt đất cung cấp và được định nghĩa là dòng chảy mặt. Thông thường, một phần nước mưa rơi thấm ngay vào đất, nhưng khi đất đạt tới trạng thái bão hoà hay không thấm, thì bắt đầu chảy theo sườn dốc thành dòng chảy. Trong một trận mưa lớn, bạn có thể nhìn thấy các dòng nước nhỏ chảy xuôi sườn dốc. Nước sẽ chảy theo những kênh trên mặt đất trước khi chảy vào trong các sông lớn quay trở về đại dương. Cũng giống như tất cả các thành phần khác trong vòng tuần hoàn nước, quan hệ giữa mưa và dòng chảy cũng biến đổi theo thời gian và không gian. Những trận mưa tương tự nhau xuất hiện trong vùng rừng rậm Amazon và trong vùng sa mạc tây bắc nước Mỹ sẽ tạo những dòng chảy mặt khác nhau. Dòng chảy mặt bị chi phối bởi các nhân tố khí tượng địa vật lý và địa hình. Chỉ khoảng 1/3 lượng nước mưa rơi trên bề mặt đất chảy vào sông suối và quay trở lại đại dương. 2/3 còn lại bị bốc thoát hơi hoặc thấm vào mạch nước ngầm. Con người thường sử dụng nước cho các mục đích khác nhau từ dòng chảy nước mặt. Dòng chảy sông ngòi Cục Địa chất Mỹ định nghĩa “dòng chảy” là lượng nước chảy trong sông, suối, hoặc lạch nước. Sông ngòi rất quan trong không chỉ đối với con người mà đối với sự sống khắp mọi nơi. Con người sử dụng nước sông cho nhu cầu ăn uống, tưới tiêu, sản xuất ra điện, làm sạch chất thải (xử lý nước thải), giao thông thuỷ, và kiếm thức ăn. Sông ngòi còn là môi trường sống chính cho tất cả các loài động và thực vật nước. Sông ngòi bổ sung nước cho tầng nước ngầm và các đại dương. Dòng chảy sông ngòi luôn thay đổi từng ngày thậm chí từng phút. Tất nhiên, mưa tác động chính tới dòng chảy trên các lưu vực. Mưa rơi làm tăng mực nước sông, và mực nước sông có thể tăng ngay cả khi mưa ở rất xa trên thượng nguồn. Lượng trữ nước ngọt Nước ngọt trên mặt đất, một thành phần của chu trình nước, yếu tố cần thiết cho mọi sự sống trên trái đất. Nước mặt bao gồm nước trong các dòng sông, ao, hồ, hồ nhân tạo, và các đầm lầy nước ngọt. Lượng nước trong các sông và hồ luôn luôn thay đổi phụ thuộc vào lưu lượng vào và ra. Dòng chảy vào từ mưa, dòng chảy tràn trên mặt đất, lượng nước ngầm dưới đất, và lượng nước gia nhập từ các sông nhánh. Dòng chảy ra khỏi các hồ và sông bao gồm lượng bốc hơi và dung tích nước bổ sung cho nước ngầm. Con người cũng sử dụng nước mặt cho các nhu cầu thiết yếu của mình. Lượng và vị trí của nước mặt thay đổi theo thời gian và không gian, một cách tự nhiên hay dưới sự tác động của con người. Nước mặt duy trì sự sống Trong vùng châu thổ sông Nile ở Ai Cập, cuộc sống có thể sinh sôi tại những vùng sa mạc nếu được cung cấp đủ lượng nước (mặt hoặc ngầm). Nước trên mặt đất thực sự giúp duy trì cuộc sống. Nước ngầm tồn tại thông qua sự di chuyển của nước mặt vào trong tầng nước ngầm dưới mặt đất. Nước ngọt trên bề mặt trái đất tương đối khan hiếm. Chỉ khoảng 3% của tổng lượng nước trái đất là nước ngọt, các hồ nước ngọt và các đầm (nước) ngọt chiếm 0,29% tổng lượng nước ngọt trên trái đất, hồ Bai-cal ở Liên bang Nga chiếm 20% tổng lượng nước ngọt trên trái đất, Hồ Lớn (Huron, MichiGan, và Superior) cũng chiếm 20% tổng lượng nước ngọt trên trái đất. Các sông chỉ chiếm khoảng 0,006% tổng lượng nước ngọt trên trái đất. Ta có thể nhận thấy rằng nước ngọt, yếu tố cần thiết cho sự tồn tại cuộc sống trên trái đất, chỉ chiếm một phần cực nhỏ “một giọt nước trong biển cả mênh mông” của tổng lượng nước trên trái đất. Thấm Bất cứ nơi nào trên thế giới, một phần lượng nước mưa và tuyết đều thấm xuống lớp đất và đá dưới bề mặt. Lượng thấm bao nhiêu phụ thuộc vào một số các nhân tố. Trên đỉnh băng của Greenland lượng nước mưa thấm xuống là rất nhỏ, ngược lại, một dòng sông chảy vào trong hang động ở vùng Georgia, Mỹ, cho thấy sông cũng có thể chảy trực tiếp vào trong nước ngầm. Một phần lượng nước thấm xuống sẽ được giữ lại trong những tầng đất nông, ở đó nó có thể chảy vào sông nhờ thấm qua bờ sông. Một phần nước thấm xuống sâu hơn, bổ sung cho các tầng nước ngầm. Nếu tầng nước ngầm nông hoặc đủ độ rỗng để cho phép nước chảy tự do qua nó, con người có thể khoan các giếng trong tầng nước ngầm này và sử dụng nước cho những mục đích của mình. Nước ngầm có thể di chuyển được những khoảng cách dài hoặc được trữ lại trong tầng nước ngầm trong một thời gian dài trước khi quay trở lại bề mặt hoặc qua thấm vào các thuỷ vực khác, như thấm vào các sông và đại dương. Khi nước mưa thấm vào trong tầng đất sát mặt, nó hình thành vùng không bão hoà và vùng bão hoà. Trong vùng không bão hoà, nước tồn tại trong các lỗ rỗng của lớp đá bên dưới mặt đất, nhưng tầng đất chưa đạt tới trạng thái bão hoà. Phần phía trên của tầng không bão hoà là vùng đất. Vùng đất này có không gian phân bố được tạo ra từ rễ cây trồng, nước mưa có thể thấm vào tầng này. Cây trồng sử dụng nước trong tầng đất này. Bên dưới vùng không bão hoà là vùng bão hoà, ở đây nước chứa đầy trong các khe rỗng giữa các phần tử đất và đá. Có thể khoan giếng trong vùng này và bơm nước lên. . Nếu tầng nước ngầm nông hoặc đủ độ rỗng để cho phép nước chảy tự do qua nó, con người có thể khoan các giếng trong tầng nước ngầm này và sử dụng nước cho những mục đích của mình. Nước ngầm. hoà là vùng bão hoà, ở đây nước chứa đầy trong các khe rỗng giữa các phần tử đất và đá. Có thể khoan giếng trong vùng này và bơm nước lên. Nước ngầm Lượng nước mà ta không thể nhìn thấy được -