Water cycle

जल चक्र

पृथ्वी का जल चक्र

जैसे ही पृथ्वी की सतह का पानी वाष्पित होता है, हवा समुद्र से जमीन की ओर हवा में पानी ले जाती है, जिससे भूमि पर ताजे पानी की मात्रा बढ़ जाती है।
जल वाष्प को बादलों में परिवर्तित किया जाता है जो वर्षा के बर्फ और स्लीप के रूप में भूमि में ताजा पानी लाते हैं
वर्षा भूमि पर गिरती है, लेकिन उस जल का क्या होता है यह किसी भी स्थान पर भूमि के भूगोल पर बहुत निर्भर करता है।
जल चक्र , भी रूप में जाना जाता हाइड्रोलोजिक चक्र या जल चक्र , के निरंतर आंदोलन का वर्णन करता है पानी पर, ऊपर और नीचे की सतह पृथ्वी । पृथ्वी पर पानी का द्रव्यमान समय के साथ काफी स्थिर रहता है लेकिन पानी का बर्फ, ताजे पानी , खारे पानी और वायुमंडलीय पानी में विभाजन जलवायु जलवायु की एक विस्तृत श्रृंखला के आधार पर परिवर्तनशील होता है । वाष्पीकरण , संघनन की भौतिक प्रक्रियाओं द्वारा जल एक जलाशय से दूसरे में जाता है, जैसे नदी से सागर तक , या समुद्र से वायुमंडल में जाता है, वर्षा , घुसपैठ , सतह अपवाह , और उपसतह प्रवाह। ऐसा करने में, पानी विभिन्न रूपों से गुजरता है: तरल, ठोस ( बर्फ ) और वाष्प ।

जल चक्र में ऊर्जा का आदान-प्रदान शामिल है, जिससे तापमान में परिवर्तन होता है। जब पानी वाष्पित हो जाता है, तो यह अपने आस-पास से ऊर्जा लेता है और पर्यावरण को ठंडा करता है। जब यह संघनित होता है, तो यह ऊर्जा छोड़ता है और पर्यावरण को गर्म करता है। ये हीट एक्सचेंज जलवायु को प्रभावित करते हैं ।

चक्र का बाष्पीकरणीय चरण पानी को शुद्ध करता है जो फिर मीठे पानी के साथ भूमि की भरपाई करता है। तरल पानी और बर्फ का प्रवाह दुनिया भर में खनिजों का परिवहन करता है। यह कटाव और अवसादन सहित प्रक्रियाओं के माध्यम से, पृथ्वी की भूगर्भीय विशेषताओं को फिर से आकार देने में भी शामिल है । ग्रह पर अधिकांश जीवन और पारिस्थितिक तंत्र के रखरखाव के लिए पानी का चक्र भी आवश्यक है।

विवरण

सूर्य, जो पानी के चक्र को चलाता है, महासागरों और समुद्रों में पानी को गर्म करता है। जल में जल वाष्प के रूप में वाष्पीकृत हवा । कुछ बर्फ sublimates जल वाष्प में सीधे। एवापोट्रांसप्रीशन पौधों से निकाला जाने वाला पानी है और मिट्टी से वाष्पित होता है। पानी का अणु एच
2 Oमेंवायुमंडल के प्रमुख घटकों, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन की तुलनामें छोटेआणविक द्रव्यमान हैं,N
2 औरओ
2 , इसलिए कम घना है। घनत्व में महत्वपूर्ण अंतर के कारण,उछाल कीवजह सेआर्द्र हवा अधिक होती है। जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, हवा का दबाव कम होता जाता है और तापमान गिरता जाता है (गैस कानूनदेखें)। निम्न तापमान जल वाष्प को छोटे तरल पानी की बूंदों में संघनित करने का कारण बनता है जो हवा की तुलना में भारी होते हैं, और जब तक कि एक updraft द्वारा समर्थित नहीं हो जाता है। वातावरण में एक बड़े स्थान पर इन बूंदों की एक बड़ी एकाग्रताबादल केरूप में दिखाई देती है। कुछ संक्षेपण जमीनी स्तर के पास है, औरकोहरेकहा जाता है।

वायुमंडलीय परिसंचरण दुनिया भर में जल वाष्प को स्थानांतरित करता है; बादल के कण वर्षा के रूप में ऊपरी वायुमंडलीय परतों से टकराते, बढ़ते और गिरते हैं । कुछ वर्षा बर्फ या ओलों के रूप में गिरती है, सो जाती है, और बर्फ की टोपी और ग्लेशियर के रूप में जमा हो सकती है , जो जमे हुए पानी को हजारों वर्षों तक संग्रहीत कर सकती है। अधिकांश पानी वापस महासागरों में या बारिश के रूप में भूमि पर गिरता है, जहां पानी सतह के अपवाह के रूप में जमीन पर बहता है । अपवाह का एक हिस्सा नदियों में घाटियों में नदियों में प्रवेश करता है, जिसमें धारा का प्रवाह महासागरों की ओर बढ़ता है। ज़मीन ( भूजल ) से निकलने वाले अपवाह और पानी को झीलों में मीठे पानी के रूप में संग्रहीत किया जा सकता है। सभी अपवाह नदियों में नहीं बहते; इसके रूप में बहुत जमीन में भिगोता हैघुसपैठ । कुछ पानी जमीन में गहराई से घुसपैठ करते हैं और एक्वीफर्स को फिर से भरते हैं , जो लंबे समय तक मीठे पानी को संग्रहीत कर सकते हैं। कुछ घुसपैठ भूमि की सतह के करीब रहती है और भूजल निर्वहन के रूप में सतह-जल निकायों (और महासागर) में वापस जा सकती है। कुछ भूजल भूमि की सतह में खुलता है और मीठे पानी के झरनों के रूप में बाहर आता है। नदी की घाटियों और बाढ़ के मैदानों में, पानी की सतह और भूमिगत जल के बीच अक्सर पानी का आदान-प्रदान होता रहता है । समय के साथ, पानी का चक्र जारी रखने के लिए, पानी समुद्र में लौट आता है।

प्रक्रियाओं

कई अलग-अलग प्रक्रियाओं से पानी में आंदोलनों और चरण परिवर्तन होते हैं

तेज़ी

संघनित जल वाष्प जो पृथ्वी की सतह पर गिरती है। अधिकांश वर्षा के रूप में होता बारिश , लेकिन यह भी शामिल है बर्फ , ओले , कोहरे ड्रिप , कच्चा ओला , और ओले ।लगभग 505,000 किमी 3 (121,000 cu मील) पानी हर साल बारिश के रूप में गिरता है, 398,000 किमी 3 (95,000 cu mi) महासागरों के ऊपर। भूमि पर बारिश 107,000 किमी शामिल 3 प्रति वर्ष पानी की (26,000 घन मील) और एक अभी हिमपात केवल 1,000 किमी 3 (240 घन मील)।वैश्विक वर्षा का 78% महासागर के ऊपर होता है।

चंदवा अवरोध

पौधे के पर्ण द्वारा बाधित होने वाली वर्षा अंततः जमीन पर गिरने की बजाय वायुमंडल में वापस आ जाती है।
snowmelt
बर्फ पिघलने से उत्पन्न अपवाह।

अपवाह

जिस रास्ते से पानी जमीन के पार चला जाता है। इसमें सतह अपवाह और चैनल अपवाह दोनों शामिल हैं । जैसा कि यह बहता है, पानी जमीन में रिस सकता है, हवा में वाष्पित हो सकता है, झीलों या जलाशयों में संग्रहीत हो सकता है, या कृषि या अन्य मानव उपयोगों के लिए निकाला जा सकता है।

घुसपैठ

जमीन की सतह से जमीन में पानी का प्रवाह। एक बार घुसपैठ करने के बाद, पानी मिट्टी की नमी या भूजल बन जाता है ।पानी के स्थिर समस्थानिकों का उपयोग करके हाल ही में किए गए वैश्विक अध्ययन से पता चलता है कि भूजल पुनर्भरण के लिए या पौधे के वाष्पीकरण के लिए सभी मिट्टी की नमी समान रूप से उपलब्ध नहीं है।

उपसर्ग प्रवाह

पानी भूमिगत का प्रवाह, में vadose क्षेत्र और जलवाही स्तर । सबसर्फ़ पानी सतह पर लौट सकता है (जैसे कि एक वसंत के रूप में या पंप किया जा रहा है) या अंततः महासागरों में रिसता है। गुरुत्वाकर्षण या गुरुत्वाकर्षण प्रेरित दबावों के बल पर, जहां यह घुसपैठ हुई, उससे कम ऊंचाई पर भूमि की सतह पर पानी लौटता है। भूजल धीरे-धीरे आगे बढ़ता है और धीरे-धीरे फिर से भर जाता है, इसलिए यह हजारों वर्षों तक एक्वीफर्स में बना रह सकता है।

भाप

तरल से गैस चरणों में पानी का परिवर्तन क्योंकि यह जमीन या पानी के शरीर से बढ़ते वातावरण में चलता है।वाष्पीकरण के लिए ऊर्जा का स्रोत मुख्य रूप से सौर विकिरण है । वाष्पीकरण अक्सर परोक्ष शामिल स्वेद से पौधों , एक साथ ही वे विशेष रूप से रूप में भेजा जाता वाष्पन-उत्सर्जन । कुल वार्षिक वाष्पीकरण की मात्रा लगभग 505,000 किमी 3 (121,000 घन मील) पानी, 434,000 किमी 3 (104,000 घन मील) है जो समुद्रों से वाष्पीकृत होती है।वैश्विक वाष्पीकरण का ocean६% महासागर के ऊपर होता है।

उच्च बनाने की क्रिया

तरल अवस्था से गुजरकर राज्य ठोस पानी (बर्फ या बर्फ) से सीधे वाष्प में बदल जाता है।
निक्षेप
यह सीधे बर्फ में जल वाष्प के परिवर्तन को संदर्भित करता है।

advection

वायुमंडल के माध्यम से पानी की आवाजाही। बिना संवहन के, महासागरों के ऊपर वाष्पित होने वाला पानी भूमि पर नहीं जा सकता था।

कंडेनसेशन

हवा में तरल पानी की बूंदों के लिए वाष्प का परिवर्तन, बादल और कोहरे का निर्माण करता है।

स्वेद

पौधों और मिट्टी से हवा में जल वाष्प की रिहाई।

टपकन

गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में मिट्टी और चट्टानों के माध्यम से पानी बहता है ।

प्लेट टेक्टोनिक्स

पानी समुद्री क्रस्ट के अपहरण के माध्यम से मेंटल में प्रवेश करता है। पानी ज्वालामुखी के माध्यम से सतह पर लौटता है।
जल चक्र में इनमें से कई प्रक्रियाएं शामिल हैं।

समय के साथ बदलना 

वायुमंडलीय GCM (GFDL का AM2.1) एक सजातीय "स्लैब-महासागर" निचली सीमा (छोटी गर्मी क्षमता के साथ संतृप्त सतह) के साथ एक एक्वा-प्लैनेट संस्करण के रूप में अक्षांश के एक समारोह के रूप में समय-वर्षा और वाष्पीकरण, द्वारा मजबूर वार्षिक मतलब दिवालिया।
जल चक्र उन प्रक्रियाओं का वर्णन करता है जो पूरे जलमंडल में पानी की गति को बढ़ाती हैं । हालांकि, बहुत अधिक पानी लंबे समय तक "भंडारण" में है, वास्तव में चक्र के माध्यम से बढ़ रहा है। पृथ्वी पर सभी पानी के विशाल भंडार के लिए महासागर हैं। यह अनुमान है कि दुनिया की जलापूर्ति के 332,500,000 मील 3 (1,386,000,000 किमी 3 ) में से लगभग 321,000,000 मील 3 (1,338,000,000 किमी 3 ) महासागरों में या लगभग 97% संग्रहीत है। यह भी अनुमान लगाया जाता है कि महासागर लगभग 90% वाष्पित पानी की आपूर्ति करते हैं जो पानी के चक्र में चला जाता है।

ठंडा जलवायु अवधि के दौरान, अधिक बर्फ के कैप और ग्लेशियर बनते हैं, और वैश्विक जल आपूर्ति का पर्याप्त पानी के चक्र के अन्य भागों में मात्रा को कम करने के लिए बर्फ के रूप में जमा होता है। गर्म अवधि के दौरान रिवर्स सच है। पिछले हिमयुग के दौरान, ग्लेशियरों ने पृथ्वी के लगभग एक-तिहाई भूमि को कवर किया, जिसके परिणामस्वरूप महासागर आज की तुलना में लगभग 122 मीटर (400 फीट) कम थे। पिछले वैश्विक "गर्म जादू" के दौरान, लगभग 125,000 साल पहले, समुद्र अब की तुलना में लगभग 5.5 मीटर (18 फीट) अधिक थे। लगभग तीन मिलियन साल पहले महासागर 50 मीटर (165 फीट) तक ऊंचे हो सकते थे।

2007 में इंटरगवर्नमेंटल पैनल ऑन क्लाइमेट चेंज (IPCC) सारांश में नीति निर्धारकों के लिए व्यक्त की गई वैज्ञानिक सहमति 21 वीं सदी के दौरान जल चक्र को जारी रखने के लिए है, हालांकि इसका मतलब यह नहीं है कि सभी क्षेत्रों में वर्षा बढ़ जाएगी। उपोष्णकटिबंधीय भूमि क्षेत्रों में - वे स्थान जो पहले से ही अपेक्षाकृत शुष्क हैं - २१ वीं सदी के दौरान वर्षा कम होने का अनुमान है, जिससे सूखे की संभावना बढ़ जाती है । सुखाने की पोलेवार्ड मार्जिन के पास सबसे मजबूत होने का अनुमान है उपोष्णकटिबंधीय। वार्षिक वर्षा की मात्रा निकट-भूमध्यरेखीय क्षेत्रों में बढ़ने की उम्मीद है जो वर्तमान जलवायु में गीला हो जाते हैं, और उच्च अक्षांशों पर भी। ये बड़े पैमाने के पैटर्न आईपीसीसी के 4 वें आकलन के हिस्से के रूप में कई अंतर्राष्ट्रीय अनुसंधान केंद्रों में आयोजित लगभग सभी जलवायु मॉडल सिमुलेशन में मौजूद हैं । अब पर्याप्त सबूत हैं कि जलविज्ञानी परिवर्तनशीलता में वृद्धि हुई है और जलवायु में परिवर्तन हुआ है और जलविद्युत चक्र, जल उपलब्धता, पानी की मांग, और वैश्विक, क्षेत्रीय, बेसिन और स्थानीय स्तर पर जल आवंटन के माध्यम से जल क्षेत्र पर गहरा प्रभाव पड़ता रहेगा। स्तरों। विज्ञान में २०१२ में प्रकाशित शोध1950 से 2000 की अवधि में सतह महासागरीय लवणता के आधार पर एक तीव्र वैश्विक जल चक्र के इस प्रक्षेपण की पुष्टि होती है, जिसमें नमकीन क्षेत्र अधिक खारे और नए क्षेत्रों में अधिक ताजा होते जा रहे हैं:

मौलिक ऊष्मप्रवैगिकी और जलवायु मॉडल सुझाव देते हैं कि शुष्क क्षेत्र सूखे हो जाएंगे और वार्मिंग की प्रतिक्रिया में गीले क्षेत्र गीले हो जाएंगे। वर्षा और वाष्पीकरण की विरल सतह टिप्पणियों में इस दीर्घकालिक प्रतिक्रिया का पता लगाने के प्रयास अस्पष्ट रहते हैं। हम दिखाते हैं कि समुद्र की लवणता के पैटर्न एक तीव्र जल चक्र की पहचान योग्य फिंगरप्रिंट को व्यक्त करते हैं। वैश्विक जलवायु मॉडल के बदलावों के साथ संयुक्त हमारे वैश्विक सतह के लवणता में 50 साल के परिवर्तन ने सतह के गर्म होने के 8 ± 5% की दर से तीव्र वैश्विक जल चक्र के मजबूत सबूत पेश किए हैं। यह दर वर्तमान पीढ़ी के जलवायु मॉडल द्वारा अनुमानित प्रतिक्रिया से दोगुनी है और बताती है कि वैश्विक जल चक्र का पर्याप्त (16 से 24%) भविष्य 2 ° से 3 ° गर्म दुनिया में होगा।

SAC-D उपग्रह कुंभ द्वारा ले जाया गया एक उपकरण , जिसे जून, 2011 में लॉन्च किया गया था, जिसने वैश्विक समुद्री सतह की लवणता को मापा।

ग्लेशियल रिट्रीट भी बदलते पानी के चक्र का एक उदाहरण है, जहां वर्षा से ग्लेशियरों को पानी की आपूर्ति पिघलने और उच्च बनाने की क्रिया से पानी के नुकसान के साथ नहीं रह सकती है। 1850 से ग्लेशियल पीछे हटना व्यापक रहा है।

जल चक्र को बदलने वाली मानव गतिविधियों में शामिल हैं:

कृषि, उद्योग

वायुमंडल की रासायनिक संरचना में परिवर्तन
बांधों का निर्माण
वनों की कटाई और वनीकरण
कुओं से भूजल निकालना
नदियों से पानी का बहाव
शहरीकरण

जलवायु पर प्रभाव

जल चक्र सौर ऊर्जा से संचालित होता है। वैश्विक वाष्पीकरण का 86% महासागरों से होता है, जो वाष्पीकरणीय शीतलन द्वारा उनके तापमान को कम करता है ।शीतलन के बिना, ग्रीनहाउस प्रभाव पर वाष्पीकरण के प्रभाव से सतह का तापमान ६ 67 ° C (१५३ ° F) और अधिक गर्म ग्रह हो जाएगा।

एक्वीफर ड्रॉडाउन या ओवरड्राफ्टिंग और जीवाश्म पानी के पंपिंग से जलमंडल में पानी की कुल मात्रा बढ़ जाती है, और समुद्र-स्तर में वृद्धि के लिए योगदानकर्ता के रूप में पोस्ट किया गया है।

जैव-रासायनिक चक्र पर प्रभाव

जबकि जल चक्र अपने आप में एक जैव-रासायनिक चक्र है , पृथ्वी के ऊपर और नीचे जल का प्रवाह अन्य जैव-रासायनिकों के चक्र का एक प्रमुख घटक है। अपवाह लगभग सभी के परिवहन के लिए जिम्मेदार है घिस तलछट और फास्फोरस को जमीन से waterbodies ।महासागरों की लवणता भूमि से कटे हुए लवणों के क्षरण और परिवहन से प्राप्त होती है। झीलों का सांस्कृतिक यूट्रोफिकेशन मुख्य रूप से फास्फोरस के कारण होता है, जो उर्वरकों में कृषि क्षेत्रों के अतिरिक्त होता है, और फिर नदियों और नीचे की नदियों तक पहुँचाया गया। अपवाह और भूजल प्रवाह, दोनों ही नाइट्रोजन को भूमि से वॉटरबॉडी तक पहुंचाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।डेड ज़ोन की दुकान पर मिसिसिपी नदी का परिणाम है नाइट्रेट उर्वरक से खेतों साथ ले गया और नीचे funneled जा रही नदी प्रणाली के लिए मैक्सिको की खाड़ी । अपवाहित चट्टान और मिट्टी के परिवहन के माध्यम से, अपवाह भी कार्बन चक्र में एक भूमिका निभाता है ।

भूगर्भीय समय पर धीमा नुकसान

एक ग्रह के वायुमंडल के ऊपरी हिस्से के भीतर हाइड्रोडाइनमिक हवा जैसे प्रकाश रासायनिक तत्वों की अनुमति देता है हाइड्रोजन अप करने के लिए ले जाने के लिए exobase , की निचली सीमा बहिर्मंडल , जहां गैसों तो पहुँच सकते हैं पलायन वेग , में प्रवेश बाह्य अंतरिक्ष गैस की अन्य कणों को प्रभावित किए बिना । एक ग्रह से अंतरिक्ष में गैस के इस प्रकार के नुकसान को ग्रहों की हवा के रूप में जाना जाता है ।गर्म निचले वायुमंडल वाले ग्रहों के परिणामस्वरूप ऊपरी ऊपरी वायुमंडल बन सकते हैं जो हाइड्रोजन के नुकसान में तेजी लाते हैं।