X
تبلیغات
نجات آب - توضیحات کلی وعلمی از چرخه آب

نجات آب

بیایید باهم آب را نجات دهیم ما به حیات نیاز داریم

 

چرخه آب

    
 به راستی سیاره زمین از نظرمیزان فراوانی اب شرایط منحصر به فردی را دارد. وجود آب برای تداوم حیات بر روی زمین ضروری است و باایجاد ارتباط بین خشکی ها ، اقیانوسها و اتمسفر به ایجاد یک سیستم یکپارچه کمک می کند. بارش ،تبخیر، انجماد و ذوب و میعان گازها همگی به عنوان بخشی از چرخه هیدرولوژیکی – یک چرخه جهانی پایان ناپذیرگردش اب به صورت بارش از ابرها به زمین، واقیانوس و شکل گیری مجدد ابرها- به حساب می ایند. این چرخه آب دقیقا با تبادلات انرژی در اتمسفر، اقیانوس و زمین ارتباط دارد که در واقع تعیین کننده شرایط اقلیمی زمین و بوجود اورنده تنوع آنها است. تاثیر تغییرات اقلیمی و تنوع آنها برنحوه زندگی انسان اساسا بر اثر تغییرات در چرخه آب بوجود می اید.
اهمیت اقیانوسها در چرخه آب
اقیانوسها نقش مهمی را در چرخه حیاتی آب ایفا می کنند، به گونه ای که 97 درصد مجموع اب بر روی سیاره زمین را اقیانوسها تشکیل می دهند؛ 78 درصد بارشهادر اقیانوسها رخ می دهند که با اختصاص 86 درصد تبخیر جهانی به خود ، از گرم شدن بیش از حد جلوگیری می کنند. چنانچه اگر اقیانوسی وجود نداشت و سیاره زمین تنها با خشکیها پوشیده بود، در آن صورت تاثیرات گلخانه ای بر روی زمین منجر به ایجاد حرارت سطحی با گرمای بیش از حد می شد و اگر زمین در موازنه تابشی با اتمسفر قرار داشت، حرارت زمین به 67 درجه سانتی گراد می رسید. البته چنین وقایعی هرگز اتفاق نمی افتد چراکه با تبخیر آب بخصوص از ابهای نواحی گرمسیری ، زمین خنک می شود. در واقع، دریاها با تبخیر گرمای خود را از دست می دهند( شارش گرمای نهان) و بادها این بخارات را از نقاط گرمسیری دور می کنند. با متراکم شدن بخار به شکل ابر، غالبا به شکل ITCZ، گرمای نهان ازاد می شود که موجب گرم شدن هوا و در نهایت گردش اتمسفری هوا می گردد. پیامد این چرخه هیدرولوزیکی بسیار حائز اهمیت است چراکه بدون ان نمی توانیم در سیاره زمین زندگی کنیم.
از اجزاء فیزیکی اصلی چرخه اب در زمین می توان به تبخیر از سطح اقیانوسها و خشکی، جابجایی بخار توسط اتمسفر، بارش بر سطح اقیانوسها و خشکی، جابجایی اتمسفری آب از خشکی به اقیانوس و جریان بازگشت آبهای شیرین از خشکی به اقیانوس را می توان نام برد. سایراجزاء انتقال آب اقیانوسی بسیار نادراند و شامل ترکیب آبهای تازه در لایه مرزی اقیانوسی، انتقال توسط جریانهای اقیانوسی و فرایند انجماد اب دریاها می شونند. بر روی خشکی وضعیت به طور قابل ملاحظه ای پیچیده تر است و شامل ریزش باران و برف ، جریان اب در رواناب ، نفوذ آب در خاک و آبهای زیرزمینی، ذخیره اب در خاک ،رودخانه ها و جریانهای آبی و آبهای زیرزمینی،یخهای منجمد و قطبی و نیزاستفاده از آب در زندگی گیاهی و فعالیتهای انسانی می گردد.

 
چرخه هیدرولوژیک در واقع به فرایند جابجایی و انتقال اب از سطح زمین به اتمسفرو بازگشت مجدد آن اطلاق می گردد.دراین سیستم عظیم ، که انرژی خود را از خورشید می گیرد، همواره تبادل پیوسته ای از رطوبت بین اقیانوسها، اتمسفر و زمین صورت می گیرد.
فرایند تبخیر ("E") و میزان اتلاف آبهای شیرین و بارش ("P") از فاکتورهایی هستند که میزان آبهای شیرین را تعیین می کند. تلاش دانشمندان نیزبر روی بررسی رابطه بین این دو فرایند اصلی در اقیانوسهامعطوف است. ابهای رودخانه ها و نیز آبهای ناشی ازیخهای درحال ذوب می تواند به افزایش میزان آبهای شیرین منجر گردد. تبخیر منهای بارش معمولا به جریان خالص ابهای شیرین یا مجموع کل این آبها در اقیانوس یا خارج از آن اطلاق می گردد.نتیجه E-Pمیزان شوری سطحی آب اقیانوس را تعیین می کند و از سوی دیگر، میزان شوری و دمای آب اقیانوس برمیزان چگالی آب تاثیراست. میزان بارش نیز تعیین کننده ارتفاع سطح اب اقیانوس است که به طورغیر مستقیم با میزان شوری و چگالی اب ارتباط دارد.
سطح آب اقیانوس دائما دستخوش تغییراتی است که بر اثر وزش بادها و نیز تغییرات در چگالی یا خاصیت شناوری آب ایجاد می شود. با تغییر عمق اقیانوس طبیعتا ویژگیهای فیزیکی آن نیزتغییر می کند. با افزایش عمق ، بدلیل آنکه خورشید تنها سطح زمین را گرم می کند ، دما نیز افزایش می یابد. آبهای گرم در مقایسه با ابهای سرد سبکتر و خاصیت شناوری بیشتری دارد، لذا آبهای گرم سطحی در نزدیک سطح اب باقی می مانند. این را هم باید در نظر داشت که تبخیر در لایه های سطحی آب رخ می دهد و با تبخیر اب دریا و باقی ماندن نمکها نسبت شوری ان بیشتر شده و در سطح شناورمی شود. برای مثال در نواحی گرمسیری شناوری آب شور بدلیل گرم بودن و سبکی آن اتفاق می افتد.
در سطح اقیانوس، وزش بادها می تواند چگالی آب را تا جایی که میزان دما و شوری اب ثابت باشد در سرتاسر لایه تغییردهد. فیتوپلانگتونها می توانند با جذب گرمای خورشید در سطح و در نتیجه کاهش میزان روشنایی که به اعماق می رسد ،بر عمق این لایه تاثیر بگذارد. لذا، این جانوران باعث می شونند تا فرایند گرم شدن تنها به لایه نازکی در نزدیکی سطح محدود شود ودر نتیجه ضخامت لایه آمیخته نیز کاهش یابد.
در نواحی دور از خط استوا، آب دریا به جهت جابجایی ابهای نقاط گرمسیری به سمت قطب و تا اندازه ای شکل گیری آبهای منجمد ،شوری بیشتری دارند. با انجماد اب ، نمک موجود در ان متبلور نمی شود و در نتیجه موجب شوری نسبی آب باقی مانده می گردد. همچنین، در نزدیکی قطب ،آب دریا سرد و چگالتر است. تعامل بین دمای اب و شوری ان بر چگالی اب که خود تعیین کننده گردش ترموکلین است تاثیر می گذارد. آبهای آتلانتیک شمالی با عبور از شمال به نزدیکی آفریقا می رسد و در اقیانوس هند و حتی دورتر در اقیانوس ارام تبخیر شده و در نهایت با ریزش باران مجددا به اقیانوس اتلانتیک شمالی بازگشته و این چرخه مجددا تکرار می شود.

با گردش آب در چرخه ، بخشی از آب به صورت قسمتی از نوار نقاله در می آید و حداکثر تا هزار سال طول می کشد تا این مدار کامل شود. این چرخه به شیوه ای ساده توضیح می دهد که چگونه جریانهای اقیانوسی ابهای سطحی گرم را از استوا به سمت قطب و اقلیمهای معتدل جابجا می کنند.

NASA و چرخه آب
آب از جمله ضروریات لازم برای زندگی بر روی این سیاره به شمار می آید و ناسا نقش مهمی را در پیشبرد تحقیقات مربوط به چرخه آب دارد. در حال حاضر، ناسا مشغول انجام ماموریتهایی است که به طور همزمان دهها هزار متغییر چرخه اب بر روی زمین از قبیل میزان تبخیر، میعان گازها، بارش، جریان ابهای زمینی، انباشتگی یخ و رواناب را اندازه گیری می کند. ماموریتهای تحقیقاتی مربوط به چرخه اب ناسا را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد: چرخه اب، چرخه انرژی و چرخه آب و انرژی. .با مطالعه هر یک از متغیرهای چرخه اب و انرژی زمین " که تنها ناسا از عهده آن بر می اید" ، می توان به درک درستی از تاثیر چرخه آب بر اقلیم های جهانی دست یافت.
هدف ناسا انجام/اصلاح اندازه گیریهای کل زیر است: میزان بارش(P)، تبخیر( E)، P-E و نیزوضعیت هیدرولوژیک زمین مانند خاک-اب ، یخ و برف. تحقیقات چرخه اب که توسط ناسا انجام می گیرد، به ما در درک چگونگی حرکت اب در چرخه هیدرولوزیکی زمین و نیز نظارت و کنترل موثر این منبع حیاتی تجدید شدنی کمک می کند. در دهه اینده ، احتمال دسترسی به یک سیستم مشاهداتی چرخه اب و انرژی با کمک ماهواره های زیست محیطی و نیزسیستمهای حسگر پیشرفته از راه دورکه تعیین کننده میزان رطوبت خاک و ذخیره ابهای زیر زمینی هستند ، میسر خواهد شد. با رشد جمعیت،شناخت این رویکردهای جدید احتمالی برای اگاهی ازنحوه دسترسی به ابهای شیرین تحت تاثیر تغییرات اقلیمی حائز اهمیت بیشتری خواهد شد.
بررسی شوری سطحی اب (SSS)از فاکتورهای کلیدی برای درک چرخه ابهای شیرین در اقیانوس به شمار می اید. زیرا همانطور که بخشی از چرخه اب موجب افزایش شوری آب می گردد، بخش دیگرموجب کاهش این شوری می شود. درست مثل قاره ها، برخی نواحی اقیانوس بارانی اند ،برخی نواحی خشک و بیابانی اند. در مجموع، زونهای جغرافیایی که بارانی اند، میزان SSS پایین تر و نواحی که میزان تبخیر در انها بیشتر است ، SSS بالاتری دارند. کمترین حد SSS درعرضهای جغرافیایی متوسط (40 تا 50 درجه شمالی و جنوبی) ،به عبارت دیگر درنزدیکی سواحل و استوایی و بیشترین میزان SSS در عرضهای جغرافیایی 25 تا 30 درجه شمالی و جنوبی ،در مراکزاقیانوسی و دریاچه های بسته دیده می شود.
به منظور ردیابی تغییرات الگوهای SSS درطی زمان ، دانشمندان رابطه بین تبخیر و بارش را در اقیانوس را زیر نظر می گیرند. با پرتاب Aquarius در سال 2008 ،دانشمندان قادر خواهند بود نقشه های دقیقی را که نشان دهنده اختلاف بین میزان تبخیر و بارش است تهیه کنند. لذا، برای نخستین بار ما قادر به درک این مسئله خواهیم بود که چگونه اقیانوسها در برابر تغییرات رخ داده از فصلی به فصل دیگر و از سالی به ساال دیگر واکنش نشان می دهند.
گروه اعزامی NASA's Aqua برای کنترل وضعیت آبها در پوسته زمین از از 6 ابزار مختلف استفاده می کند: سنسور ماوراء بنفش(AIRS)، دستگاه اندازه گیری میکروویو پیشرفته (AMSU)، سنسور رطوبتی در برزیل(HSB)، سیستم سنجشی رادیومتر- زمینی پویشی میکروویو پیشرفته (AMSR-E)، اسپکترورادیومتر تصویر برداری (MODIS) و سیستم انرژی موجی زمین و ابرها(CERES). سیستم ترکیبی AIRS/AMSU/HSB امکان اندازه گیری دقیق دمای اتمسفری و تبخیرهای ابی را که تا به حال به دست امده با حداکثرمیزان دقت میسر می سازد. از انجا که بخار اب از جمله گازهای تشکیل دهنده اصلی گلخانه ای به شمار می رود،این مسئله موجب عدم قطعیت در پیش بینی گرمای اینده زمین می گردد ولذا درک تغییرات انها در زمین حائز اهمیت بسیاری است.
ابهای منجمد اقیانوسها، به شکل یخچالی توسط داده های AMSR-E و MODIS مورد ارزیابی قرار می گیرد، که اولی امکان کنترل این یخها را با تفکیک پذیری پایدارو دومی با تفکیک پذیری فضایی بیشتر اما در شرایط فاقد ابر فراهم می سازد. یخهای دریاچه ها می تواند لایه های ابی زیرین را در مقایسه با اتمسفر منجمد قطبی در برابر اتلاف گرما عایق و به این ترتیب نور خورشید را منعکس کند .البته اگر چیزی جز این اتفاق می افتاد، اب اقیانوسها گرمترنیز می شد . اندازه گیریهای AMSR-E امکان سنجش تجمعهای یخی را با مقایسه گسیلهای میکروویو یخها و ابها در نواحی قطبی امکان پذیر می سازد. این سنجشها با دقت بالای پیشرفته با ثبت 22 ساله تغییرات در یخهای قطبی ادامه پیدا می کند. اندازه گیریهای MODIS با تفکیک پذیری دقیقتر ، امکان شناسایی تخته یخهای شناور را زمانی که توسط ابرها پوشیده می شوند را فراهم می سازد.


برچسب‌ها: چرخه ی آب به طور علمی
نوشته شده در پنجشنبه بیست و چهارم فروردین 1391ساعت 16:29 توسط عطیه رشید آبادی|


آخرين مطالب
»
» دنیای بدون آب
» استفاده از ایزوتوپ‌های اکسیژن برای مطالعه ساختار آب
» بهترین و جالب ترین دانستنی های آب
» بیایید در مورد آب بیشتر بدانیم+عکس از نوشیدن آب
» 5 نکته ی جالب در مورد آب
» آب سخت..............
» بیست نکته مهم درباره ی آب
» آب هر لحظه در حال زندگی است(براساس گفته هایی از استاد انوشه رابطه با ملکول آب)+عکس
» عکس های بسیار زیبا از آب

Design By : Pichak