水循環
水循環とは？水循環の定義は、蒸発、凍結、降水の単純な周期的現象として知られているかもしれません。このように理解することは間違いなく簡単ですが、問題ははるかに複雑です。地球の生態系に対する水循環の影響は非常に複雑で、完全には理解されていません。 NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) は、気象、気候、水資源を予測し、生態系の健全性を評価する能力を向上させることを目的として、水循環の定義の理解を世界レベルで拡大することに取り組んでいます。
水循環の段階
上の水循環図に示されている主要なステップ以外にも、水の移動には多くのプロセスが関与しています。以下は、異なる水循環のステップです:
蒸発 :太陽は最も重要なエネルギー源であり、地球上で発生するほとんどの蒸発に動力を供給しています。蒸発は通常、水域の表面にある水分子が励起されて空気中に上昇するときに発生します。分子は、水蒸気雲から最高の運動エネルギーを運びます。蒸発は通常、水の沸点以下で起こります。植物の葉を介して蒸発が起こるときに起こる蒸発散と呼ばれる別の転写水循環があります。このプロセスは、大気中に大きな割合の水を放出します。
昇華 ：昇華は、氷や雪が液体状態にならずに直接水蒸気に変化するときに起こります（上の水の循環図で見ることができます）.これは通常、水分含有量が少なく、湿度が低下した風が原因で発生します。大気の圧力が非常に低いため、山頂では昇華が見られます。気圧が低いと、使用されるエネルギーが少なくなるため、雪が水蒸気に昇華するのに役立ちます。地球上での昇華の開始点は、極を覆う氷床です。
結露 :高地では気温が低いため、大気中に蓄積された水蒸気は最終的に冷えます。これらの蒸気は小さな水と氷の小滴に変化し、最終的に同化して雲を形成します。
降水量 :摂氏 0 度を超えると、蒸気が凝縮して水滴を形成します。ただし、粉塵やその他の不純物がないと凝縮できません。したがって、水蒸気はこれらの粒子の表面に付着します。適切な水滴が結合すると、降水または降雨と呼ばれるプロセスを通じて雲から下の地面に落ちます。極端に寒い天候や特に気圧の低い状況では、水滴が凝縮して雹や雪として降ってきます。
潜入 :雨水は、浸透と呼ばれるプロセスを通じて地面に吸収されます。水が染み込んだ物質によって吸収の程度が異なります。たとえば、岩石は土壌よりも比較的少ない水分を保持します。地下水は小川または川のいずれかに続きます。しかし時には、より深く沈み込み、帯水層を形成します。
流出 :雨水が帯水層を形成しない場合、重力の経路に従い、しばしば山や丘の中腹に流れ込み、最終的に川を形成します。この現象は流出と呼ばれる。氷点下の地域では、降雪量が多いと氷冠が形成され、蒸発や昇華の程度よりも急速に形成されます。地球上で最大の氷冠は極に見られます。
上記のすべてのステップは、開始点も完了点も固定されていない転写水循環で発生します。
水文気象学
水文気象学は、水循環、水収支、および嵐の降雨統計に関する問題に関係する気象学の一部門です。水文気象学の分野の境界は明確ではなく、水文気象学の問題は、気候学者、雲物理学者、水文学者、および気象予報士の問題と融合しています。気象要因と地上に到達する最大降水量との関係を理論的または経験的に決定することに重点が置かれています。
これらの調査結果は、洪水調節や水利用のための構造物、特にダムや貯水池を設計するための基礎として役立つことがよくあります。水文気象学者のその他の役割には、降雨確率の推定、蒸発と降雨の空間と時間の分布、結果として生じる嵐の再発間隔、雪と流出の融解、予測可能な潮汐と貯水池の波が含まれます。水質気象学では、水質と供給の分野全体が最も重要です。
水循環の影響
水循環は地球の気候に大きな影響を与えます。たとえば、温室効果により気温が上昇します。地球上の温度に対する転写水循環の蒸発冷却の影響がなければ、それらは劇的に上昇するでしょう.
水循環は、地球上の他の自然循環の固有の部分でもあります。地球上のあらゆる生命体に影響を与え、空気を浄化することも知られています。たとえば、降水時には、水蒸気がほこりの粒子に結合する必要があるため、空気がきれいになります。汚染された地域では、雨滴はほこりを吸収するだけでなく、空から降りてくるときに水溶性のガス粒子や汚染物質の粒子も取り込みます。雨滴はまた、バクテリアや工業用粉塵の破片、煙の粒子などの生物学的粒子を自分自身に付着させます。
地球の水循環
水は地球上の生命にとって不可欠です。固体、液体、気体の 3 つの段階で、地球の気候システムの主要な側面、つまり大気、雲、海、湖、作物、雪を積んだ山々、氷河を組み合わせています。
水循環のステップは、地球とその大気内の水の継続的な動きを明らかにします。多様なプロセスを含む統合システムです。液体の水は蒸発して水蒸気を形成し、凝縮して雲になり、雨や雪の形で地球に落ちます。水はさまざまな段階で大気中を移動します。液体の水は、陸地を横切り (流出)、地中に (浸透と浸透)、地中 (地下水) に流れ込みます。地下水は植物に吸収され、植物から大気中に蒸発します。氷や雪は直接気体に変化（昇華）します。水蒸気が固体の形に変化する (堆積) 場合にも、逆のことが起こります。
水、社会、エコロジー
水は、気候変動と変化の強さに影響を与えます。干ばつや洪水などの極端な現象の主要な部分を形成します。そのタイムリーな配送と豊富さは、社会と生態系の要求を満たすために重要です。
人間は、飲用、工業用途、作物の灌漑、水力発電、廃棄物の処理、およびレクリエーションのために水を利用しています。水源は、人間の使用と生態系の健康の両方のために保護されなければなりません。多くの地域では、人口増加、汚染、開発により、水の供給が枯渇しています。これらのストレスは、気候変動と水循環に影響を与える変化によって悪化しています。
露の形成
これは、夜間に大気中の水蒸気が冷却されて、大気に自由にさらされている物体の表面に水滴が付着することです。空気が穏やかな晴れた夜や風が弱いときに発生します。地表の温度が水の凝固点よりも低い場合、堆積物は霧氷の形をとります。
露は晴れた夜に形成され、自由に露出した表面は放射によって空に熱を放出します。この損失が、物体の内部からの効率的な熱伝導によってバランスが取れていない限り、表面は冷えます。草の葉、葉、花びらなどのほとんどのオブジェクトは、空気よりもはるかに効率的なラジエーターであるため、一般的に夜間の空気よりも低温です。冷たい表面はその近くの空気の温度を下げ、空気が十分な大気湿度を運ぶ場合、その温度はその露点を下回ることがあります.これが起こると、水蒸気が空気から表面に凝縮します。
結論
気候変動は、いつ、どこで、どのくらいの量の水にアクセスできるかに影響を与えます。極端な気象条件や、干ばつや大雨などの事象は、気候の変化に伴って増加すると予想され、水資源に影響を与える可能性があります。十分な水の供給の欠如、洪水、または水質の悪化は、現在、そして歴史を通じて文明に影響を与えてきました.これらの課題は、経済、エネルギーの生産と利用、人間の健康、輸送、農業、国家安全保障、自然生態系、レクリエーションに影響を与える可能性があります。
よくある質問
1.水循環の 4 つの主要なステップは何ですか?
水循環の 4 つの主要なステップは、水の蒸発、凝縮、沈殿、収集です。太陽は水域から水を蒸発させ、水蒸気の形成に寄与します。これらの水蒸気は、雲の形で大気中に蓄積します。次に、それらが凝縮して水滴を形成し、十分な量の水滴が結合すると、雨の形で雲から落ちます.
2.蒸発と凝縮の違いは?
蒸発は、水が水蒸気に変わるプロセスです。凝縮は、水蒸気が小さな水滴に変わる反対のプロセスです。
4.水循環が重要な理由
水循環の定義は、地球規模の気候を理解する上で大きな影響を与えます。また、他の生物地球化学サイクルの固有の部分でもあります。地球上のすべての生命プロセスに直接的または間接的に影響を与えます。
<強い>5.雲の粒子と降水粒子の違いは何ですか?
降水量と雲のかけらの最も重要な違いは、そのサイズです。平均的な一滴の雨の重さは、ほぼ 100 万個の雲滴に相当します。サイズが大きいため、降水粒子は驚くべき落下速度を持ち、雲から地面への落下に耐えることができます。
