AIR
DAN KESEIMBANGAN ENERGI
Siklus hidrologi adalah matriks di
mana semua biogeokimia siklus fungsi. Bab ini menjelaskan kontrol terhadap
siklus hidrologi dan ekosistem keseimbangan energi, yang mendorong siklus
hidrologi.
Air dan energi surya tidak terbagi secara merata di seluruh
dunia, mekanisme yang bagikan (siklus hidrologi global dan energi). Energi
matahari mendorong siklus hidrologi melalui transfer vertikal air dari bumi ke
atmosfer melalui evapotranspirasi, jumlah penguapan dari permukaan dan transpirasi.
Evapotranspirasi menyumbang 75% dari transfer energi turbulen dari Bumi ke
atmosfer dan oleh karena itu proses kunci dalam anggaran energi Bumi. Siklus
hidrologi juga mengontrol siklus biogeokimia bumi dengan mempengaruhi semua
proses biotik, melarutkan nutrisi, dan memindahkan mereka dalam dan di antara
nutrisi ekosistem.
Manusia saat ini menggunakan setengah dari tersedia air
tawar bumi, yaitu sekitar setengah dari limpasan rata-rata tahunan di daerah
diakses orang. Penggunaan air diproyeksikan akan meningkat menjadi 70% pada
tahun 2050. Lahan perubahan pemanfaatan telah mengubah air darat dan anggaran
energi cukup untuk mengubah iklim regional dan global. Akhirnya, aktivitas
manusia mengubah kapasitas atmosfer untuk menahan air vapor. Gas rumah kaca terhadap
radiasi matahari, tetapi menyerap radiasi gelombang panjang dari bumi dan
dengan demikian memberikan selimut termal insulative. Iklim pemanasan yang
disebabkan oleh emisi gas rumah kaca lainnya akan meningkatkan jumlah uap air
di atmosfer dan oleh karena itu efisiensi dengan mana suasana perangkap radiasi
gelombang panjang. Pemanasan mempercepat siklus hidrologi, meningkatkan
penguapan dan curah hujan pada skala global. Pemanasan juga menyebabkan
permukaan laut naik, terutama disebabkan oleh ekspansi termal dari laut dan
sekunder untuk pencairan.
Sifat unik dari air sangat penting untuk memahami hubungan
antara energi dan air. Berapa banyak energi yang dibutuhkan untuk melelehkan
es, untuk menghangatkan air, dan untuk menguapkan air? Apakah yang menentukan
jumlah uap air yang atmosfer dapat terus sebelum presipitasi terjadi? Karena
panas tinggi spesifik energi yang dibutuhkan untuk menghangatkan 1 g zat
sebesar 1 ° C-Air perubahan suhu yang relatif lambat untuk masukan energi yang
diberikan. Akibatnya suhu musim panas di dekat badan air besar berfluktuasi
kurang dan umumnya lebih dingin daripada di daerah pedalaman. Energi yang
dibutuhkan untuk mengubah 1 g es untuk air cair, panas fusi, adalah 0.33MJkg-1.
Lebih dari tujuh kali bahwa energi (2.45MJkg-1) diperlukan untuk mengubah 1 g
air cair ke uap air pada 20 ° C, panas penguapan. Perubahan antara cair dan uap
karena itu umumnya memiliki efek lebih besar pada anggaran energi ekosistem
daripada perubahan antara cair dan padat.
Kepadatan uap air atau kelembaban absolut adalah ukuran
massa air per volume udara kering. Jumlah uap air yang dapat dihasilkan di
udara tanpa itu menjadi meningkat sangat jenuh karena kenaikan suhu. Akibatnya,
sebagai menghangatkan iklim, kapasitas penahan air dari atmosfer meningkat
dalam kelembaban. Karena kepadatan potensi maksimum uap cukup sensitif terhadap
suhu, kelembaban relatif yang sama dapat terjadi pada kepadatan uap sangat
berbeda. Kelembaban relatif saja karena itu bukan indikator yang baik dari isi
uap air absolut di udara.
Tekanan uap merupakan tekanan parsial yang diberikan oleh
molekul air di udara. Kekuatan pendorong untuk penguapan adalah perbedaan
tekanan uap antara udara berdekatan dengan permukaan menguap dan dari udara
dengan yang campuran. Udara yang berbatasan langsung ke permukaan menguap
adalah sekitar jenuh pada suhu permukaan. Tekanan uap defisit (VPD) adalah
perbedaan antara tekanan uap aktual dan tekanan uap udara pada suhu dan tekanan
yang sama yang jenuh dengan uap air. Istilah ini secara longgar digunakan untuk
menggambarkan perbedaan tekanan uap antara udara berdekatan dengan permukaan
menguap dan suasana massal, meskipun massa udara pada temperatur yang berbeda.
gletser dan selubung es. Sebuah kenaikan permukaan laut membahayakan zona
pesisir, di mana sebagian besar kota-kota besar di dunia. Mengingat peran kunci
dari air dan energi dalam ekosistem dan proses global, sangat penting bahwa
kita memahami kontrol atas air dan pertukaran energi dan sejauh mana mereka
telah dimodifikasi oleh tindakan manusia.
Radiasi surya
Energi yang diserap oleh permukaan adalah keseimbangan
antara radiasi yang masuk dan keluar. Radiasi Bersih (rnet) adalah keseimbangan
antara input dan output dari gelombang pendek dan radiasi gelombang panjang,
diukur sebagai watt per meter persegi.
Air terestrial dan contoh Energi Balance, memiliki Albedo
rendah dari hutan gugur, dan padang rumput dengan jumlah besar berdiri
daun-daun kering memiliki Albedo relatif tinggi. Albedo kanopi kompleks kurang
daripada daun individu, karena banyak cahaya yang dipantulkan oleh satu daun
diserap oleh daun dan batang lainnya. Untuk alasan ini, kanopi tidak merata dalam
hutan konifer memiliki albedo yang rendah. Perubahan ekosistem Albedo
menjelaskan sebagian mengapa tinggi-daerah lintang diproyeksikan untuk
menghangatkan lebih cepat daripada menghangatkan latitudes.As iklim rendah,
salju dan es laut akan mencair lebih awal di musim semi, mengganti permukaan
yang tertutup salju reflektif dengan permukaan penyerapan gelap. Proses ini,
bersama-sama dengan perubahan suhu yang dihasilkan, disebut sebagai salju (atau
es) Albedo umpan balik. Seiring skala waktu yang lebih lama, gerakan utara dari
pohon ke tundra menyebabkan pengurangan tambahan dalam Albedo daerah di musim
dingin karena masker hutan gelap kanopi surface. Denga salju yang menutupi
mendasari sudut matahari yang rendah khas lintang tinggi, efek ini signifikan
bahkan dengan kanopi jarang . Sebagai pepohonan bergerak ke utara, permukaan
tanah menyerap lebih banyak energi, yang kemudian ditransfer ke atmosfer,
menyebabkan umpan balik positif untuk daerah pemanasan.
Ekosistem Radiasi
Jumlah radiasi gelombang panjang yang dipancarkan oleh suatu
benda tergantung pada suhu dan yang emisivitas, koefisien yang menggambarkan
kapasitas tubuh untuk memancarkan radiasi. Paling radiasi yang diserap
dipancarkan (emisivitas sekitar 0.98 dalam ekosistem tumbuhan), jadi berbeda antara
ekosistem dalam radiasi gelombang panjang menyeimbangkan bergantung terutama
pada suhu dari langit, yang menentukan Lin, dan permukaan suhu ekosistem, yang
menghalangi tambang. Neraca air dari ekosistem pergerakan Air dalam Ekosistem.
Dijelaskan dalam hal baik hidrostatik atau kekuatan matrik. Itu utama hidrostatik
tekanan dalam sistem alam adalah tekanan gravitasi, yang tergantung pada tinggi
dan tekanan yang dihasilkan oleh proses fisiologis dalam organisme.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar