น้ำและมหาสมุทร

วัฏจักรน้ำ (water cycle)

ปริมาณน้ำในโลก

น้ำผิวดิน น้ำผิวดิน หมายถึง น้ำที่อยู่บนผิวของเปลือกโลก ได้แก่ น้ำในห้วย หนอง คลอง บึง แม่น้ำ ทะเล และมหาสมุทร สามารถแบ่งตามประโยชน์ใช้สอยได้เป็น น้ำเค็ม และน้ำจืด น้ำเค็ม คือ น้ำที่มีเกลือละลายอยู่เป็นจำนวนมาก โดยทั่วไปมักจะมีรสเค็ม เพราะมีเกลือเฮไลต์ละลายอยู่ แต่บางครั้งก็มีเกลืออื่นๆ ละลายอยู่ ประโยชน์ของน้ำเค็ม คือ เป็นที่อยู่อาศัยและเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ พืชน้ำ เป็นแหล่งเกลือแร่และสินแร่ น้ำจืด คือ น้ำที่ไม่มีเกลือละลายอยู่ หรือมีน้อย เป็นน้ำที่มีความสำคัญในการดำรงชีวิดของพืชและสัตว์ ตลอดจนใช้ในการอุปโภค บริโภคของมนุษย์

น้ำใต้ดิน น้ำใต้ดิน หมายถึง น้ำทุกสถานะที่อยู่ภายในช่องว่างของหินหรือดินใต้ผิวโลกลงไป ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันว่าน้ำฝนเป็นแหล่งกำเนิดของน้ำใต้ดินแทบทั้งหมด ปกติน้ำใต้ดินปรากฏลึกไม่เกิน 750 เมตร จากผิวดิน โดยทั่วไปน้ำใต้ดินไหลช้ากว่าน้ำผิวดิน เช่น แม่น้ำลำคลองมาก แต่ก็ไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำเหมือนกัน (ประมาณ 4 เซนติเมตรต่อวัน) การไหลของน้ำใต้ดินมีความสัมพันธ์กับความพรุน (porosity) และ ความซึมผ่าน (permeability)

บริเวณหรือโซนที่ช่องว่างในดินหรือในหินถูกบรรจุด้วยทั้งน้ำและอากาศ เรียกบริเวณนี้ว่า บริเวณไม่อิ่มตัว (unsaturated zone) หรือบริเวณสัมผัสอากาศ (zone of aeration) บริเวณที่ช่องว่างในดินหรือหินถูกบรรจุด้วยน้ำทั้งหมด เรียกว่า บริเวณอิ่มตัว (saturated zone) ระดับที่สูงที่สุดที่น้ำบรรจุอยู่ในช่องว่างระหว่างเม็ดดิน เรียกว่า ระดับน้ำใต้ดิน (water table) บริเวณที่สูงหรือลาดชันมาก การไหลของน้ำใต้ดินจะเร็วกว่าในที่ราบหรือลาดชันน้อย และถ้าหากระดับน้ำใต้ดินตัดกับสภาพภูมิประเทศที่มีความลาดชัน เช่น บริเวณไหล่เขา จะเกิดน้ำซับ (spring)

แอ่งรูปกรวย

หมายถึงโพรงที่เปิดสู่ผิวดินขนาดใหญ่ที่เกิดจากการละลายและบางครั้งอาจเกิดจากถ้ำที่เพดานถล่มลงมา

มหาสมุทร

การแบ่งชั้นน้ำมหาสมุทร น้ำชั้นบน (epilimnion) มีความหนาประมาณ 50 – 280 เมตร จากผิวน้ำ เป็นน้ำที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าน้ำชั้นล่าง เพราะมีอุณหภูมิสูงเนื่องจากรังสีของดวงอาทิตย์โดยตรง และมีความเค็มต่ำ เพราะมีน้ำฝนหรือน้ำท่าผสมอยู่ ชั้นเทอร์โมไคลน์ (thermocline) เป็นบริเวณถัดลงมาจากชั้นแรก เป็นชั้นที่อุณหภูมิของน้ำลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อความลึกเพิ่มขึ้น ที่ระดับความลึก 280 – 1,000 เมตร น้ำชั้นล่าง (hypolimnion) เป็นบริเวณที่อยู่ใต้ชั้นเทอร์โมไคลน์ลงไปจนถึงพื้นทะเล อุณหภูมิของน้ำจะค่อยๆ ลดลงอย่างช้าๆ หรือเกือบคงที่จนถึงพื้นทะเล

การหมุนเวียนของน้ำในมหาสมุทร การหมุนเวียนของน้ำในมหาสมุทร เกิดจากกระบวนการถ่ายเท ความร้อนที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ โดยหมุนเวียนจากบริเวณที่ได้รับความร้อนมาก คือ บริเวณศูนย์สูตร ไปยังบริเวณที่ได้รับความร้อนน้อย คือ บริเวณขั้วโลก และนอกจากอุณหภูมิแล้วยังมีปัจจัยจาก ลม และความเค็ม การหมุนเวียนของน้ำจะพบใน 2 รูปแบบ คือ 1. การหมุนเวียนของน้ำในแนวราบ หรือการหมุนเวียนของกระแสน้ำผิวหน้า (surface current circulation) 2. การหมุนเวียนของมวลน้ำในแนวดิ่ง หรือการหมุนเวียนของกระแสน้ำลึก (deep current circulation)

1. การหมุนเวียนของน้ำในแนวราบ การหมุนเวียนของน้ำในแนวราบ หรือการหมุนเวียนของกระแสน้ำผิวหน้า (surface current circulation) เกิดจากอิทธิพลของลมที่พัดเหนือผิวน้ำ ได้แก่ ลมค้าบริเวณศูนย์สูตร ลมตะวันตกบริเวณละติจูด 30 องศาเหนือและใต้ และแรงคอริออลิส (coriolis effect) ทำให้น้ำในมหาสมุทรไหลเป็นวงตามเข็มนาฬิกาในซีกโลกเหนือ และทวนเข็มนาฬิกาในซีกโลกใต้

Coriolis force

2. การหมุนเวียนของมวลน้ำในแนวดิ่ง การหมุนเวียนของมวลน้ำในแนวดิ่ง หรือการหมุนเวียนของกระแสน้ำลึก (deep current circulation) เกิดจากอิทธิพลความแตกต่างของอุณหภูมิ และความเค็ม ทำให้น้ำมีความหนาแน่นต่างกัน

น้ำผุด (upwelling) น้ำผุด เกิดจากเมื่อมีลมพัดขนานกับชายฝั่ง รวมทั้งผลของแรงคอริออลิส ทำให้มวลน้ำชั้นบนถูกพัดออกไปจากชายฝั่งในแนวตั้งฉากกับทิศทางลม และมวลน้ำชั้นล่างจะเคลื่อนที่ขึ้นมาแทนที่มวลน้ำชั้นบน

น้ำจม (downwelling) น้ำจม เกิดจากการจมตัวของน้ำชั้นบนลงล่าง เมื่อมีลมพัดผ่านผิวน้ำในทิศทางขนานกับชายฝั่ง รวมทั้งผลจากแรงคอริออลิส ทำให้น้ำชั้นบนถูกพัดเข้าสู่ชายฝั่งในแนวตั้งฉากกับทิศทางลม แล้วจมตัวลง

น้ำขึ้น น้ำลง (tidal current) น้ำขึ้น น้ำลง เกิดขึ้นเนื่องจากอิทธิพลดึงดูดระหว่างโลกกับดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ น้ำขึ้นเกิดในสองส่วนของโลก คือ ส่วนที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์หรือดวงจันทร์ และส่วนที่อยู่ซีกโลกด้านตรงข้าม

น้ำเกิด (spring tides)

น้ำตาย (neap tides) และระดับน้ำขึ้นต่ำสุด หรือเรียกว่า น้ำตาย (neap tides) เกิดขึ้นเมื่อ ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ อยู่ในแนวตั้งฉาก คือ ในวันขึ้น 8 ค่ำ และแรม 8 ค่ำ