چرخه آبشناختی
چرخه آبشناختی گردش پیوسته آب در میان اتمسفر، سطح زمین و اقیانوسها از طریق تبخیر، بارش، رواناب و ذخیرهسازی است که ضمن حفظ آب در سطح جهانی، آن را در فضا و زمان بازتوزیع میکند.
Definition
چرخه آبشناختی سیستمی از مسیرها و مخازن است که آب از طریق آنها در سراسر زمین حرکت کرده و ذخیره میشود و توسط قانون بقای جرم اداره میشود: در هر منطقه و دوره زمانی، بارش برابر است با تبخیر و تعرق به اضافه رواناب به اضافه تغییر در ذخیرهسازی.
Scope
این حوزه شامل شارها و ذخایر تشکیلدهنده چرخه جهانی آب است: بارش به عنوان ورودی به خشکی، تبخیر و تعرق به عنوان بازگشت اصلی به اتمسفر، نفوذ که آب را در سطح خاک تقسیم میکند، و حسابداری موازنه جرم که این شارها را به تغییرات در ذخیرهسازی مرتبط میسازد. این چرخه را در مقیاسهایی از ستون خاک تا کل کره زمین بررسی میکند، در حالی که فرآیندهای دقیق کانال و آبخوان در حوزههای آبهای سطحی و آبهای زیرزمینی توسعه یافتهاند.
Sub-topics
Core questions
- شارها و مخازن اصلی چرخه جهانی آب کدامند و اندازه آنها چقدر است؟
- معادله موازنه آب چگونه بقای جرم را برای یک منطقه بیان میکند؟
- چه عواملی میزان بازگشت بارش به اتمسفر در مقابل رواناب یا تغذیه ذخایر را کنترل میکنند؟
- چرخه آبشناختی تحت اقلیم گرمشونده چگونه در حال تغییر است؟
Key concepts
- بارش، تبخیر، تعرق، رواناب
- مخازن و زمانهای ماندگاری آب
- معادله موازنه آب
- تقسیمبندی تبخیر و تعرق
- نفوذ و ذخیرهسازی
- شار آب شیرین تجدیدپذیر
Key theories
- بقای جرم (موازنه آب)
- در یک حجم کنترل و دوره زمانی تعریفشده، موازنه آب بیان میکند که ورودیها (بارش) برابر با خروجیها (تبخیر و تعرق به اضافه رواناب) به اضافه تغییر در ذخیرهسازی است؛ این حسابداری تقریباً زیربنای تمام آبشناسی کمی است.
- تقسیمبندی چرخه جهانی آب
- تخمینهای چرخه جهانی، چگونگی تقسیم بارش جهانی تقریباً ثابت بین اقیانوس و خشکی، و چگونگی تقسیم بارش قارهای به تبخیر و تعرق و رواناب را کمیسازی میکنند و چارچوب آب شیرین تجدیدپذیر در دسترس جامعه را شکل میدهند.
Clinical relevance
چرخه آب، منبع آب شیرین تجدیدپذیر را فراهم میکند که اکوسیستمها، کشاورزی و تأمین آب را پایدار میسازد؛ درک شارشهای آن، زیربنای پیشبینی خشکسالی و سیل، برنامهریزی منابع آب، و ارزیابی چگونگی تغییر بارش و تبخیر توسط تغییرات اقلیمی است.
History
درک کمی از چرخه آب از مشاهدات اولیه مبنی بر تغذیه رودخانهها از بارندگی (پرو و ماریوت در قرن هفدهم)، از طریق اندازهگیری تبخیر و بارش، تا تخمینهای جهانی مدرن از ماهوارهها، بازتحلیل، و مدلهای سطح زمین که بودجه را در مقیاسهای قارهای و جهانی میبندند، رشد کرده است.
Key figures
- S. Lawrence Dingman
- Wilfried Brutsaert
Related topics
Seminal works
- dingman2015
- brutsaert2005
- oki2006
Frequently asked questions
- آیا آب در چرخه آبشناختی ایجاد یا نابود میشود؟
- خیر. چرخه جرم را حفظ میکند: آب فاز و مکان خود را تغییر میدهد اما مقدار کل آن در مقیاسهای زمانی انسانی عملاً ثابت است، به همین دلیل معادله موازنه آب در آبشناسی بسیار محوری است.
- چرا تنها بخشی از بارش به جریان رودخانه تبدیل میشود؟
- بخش زیادی از بارش که بر روی خشکی میبارد، از طریق تبخیر و تعرق گیاهان به اتمسفر بازمیگردد و مقداری نیز به ذخایر خاک و آبهای زیرزمینی میرود؛ تنها باقیمانده به رواناب تبدیل میشود، که این تقسیمبندی به اقلیم، پوشش گیاهی، خاکها و توپوگرافی بستگی دارد.