دانلود تحقیق تبخیر

تبخیر جریانی است که بوسیله آن آب یا یخ تبدیل به گازمی شود.

در فیزیک فرایند تبدیل یخ به بخار را تصعید می نامند.

با توسعه جوامع بشری یکی از مسائل مهم در پیشرفت هرجامعه ، دسترسی به آب با کیفیت مناسب در محل و زمان مورد نظر می باشد ، به طوریکه یکی از مهمترین عوامل محدودکننده توسعه اقتصادی ، می تواند کمبود آب و یا کیفیت نامناسب آن می باشد.

موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی خاص ، کشور ما را در رده مناطق کم باران کره زمین قرار داده است .

زیرا صرف نظر از صفحات شمالی البرز و بخشی قسمت های غربی زاگرس قسمت اعظم کشور ما از نزولات جوی کافی بی بهره می باشد.

از آنجایی که تبخیر می تواند از سطوح مختلف از جمله : رطوبت موجود درپوشش گیاهی ، سطح خاک وسطوح آزاد آب مثل اقیانوس ها ، دریاها ، نهرها و حتی سفره‌های آب زیرزمینی و ...

صورت می گیرد.

پس این امر باعث می شود که مقدار بسیار زیادی از آب از دسترسی ما خارج شود پس درنظر گرفتن نقش تبخیر برای برنامه ریزی و مدیریت میزان آب مصرفی در کشاورزی و طرح‌های عمرانی مانند مهندسی ساختمان ، ایجاد سدهای مختلف ، بیلان جرم دریاچه‌ها ‌، حوضچه های تبخیری مورد استفاده در دفع فاضلاب های آلوده کننده بسیار مهم است.

البته بایداین نکته را در نظر داشت که در بین پدیده های مختلف هواشناسی ، اندازه‌گیری میزان تبخیر واقعی مشکل‌ترین کارهاست.

پس به طور خلاصه می توان گفت که اهداف این تحقیق و پژوهش عبارتند از :
- شناسایی عوامل مؤثر بر تبخیر سطحی
- آشنایی با روشهای اندازه گیری تبخیر
- نقش تبخیر در برنامه ریزی و احداث پروژه های سد و مخازن آب
- استفاده بهینه در مصرف آب و برآورد نیاز آبی گیاهان
- استفاده بهینه از زمینهای قابل کشت کشاورزی و حاصلخیزی زمینهای زراعتی
- شناسایی عوامل تبخیر در کمیت و کیفیت محصولات غذایی و کشاورزی

تبخیر
عمل تبخیر یک فرایند کاملا فیزیکی بوده که در آن انرژی حرارتی باعث تغییر حالت آب از مایع به گاز می گردد.

در هواشناسی به فرایندی تبخیر می گویندکه نتیجه آن آزاد شدن مولکولهای آب و وارد شدن آنها در اتمسفر می باشد.

به عبارت دیگر تبخیر در طبیعت همان انتشار بخار آب از یک سطح مرطوب ، سطح آزاد آب و اعم از حالت مایع یا جامد را در درجه حرارتی پایین تر از نقطه جوش آب می توان تعریف کردکه به آن تبخیر سطحی اطلاق می شود.

لذا تبخیر نقش مهمی در میزان آب قابل دسترس در یک منطقه دارد .

بااهمیت‌ترین شکل تبخیر ، تبخیری است که از روی اقیانوس هاو دریاهای آزاد انجام می پذیرد و از آنجایی که این آبها از منابع اصلی مجموعه‌ی آب در سطح زمین می باشد ، عامل اصلی انتقال آب و بخار آن در حجم بالا بین اقیانوس ها و خشکی ها محسوب می شود.

از دیگر شکل های بااهمیت تبخیر ، تبخیر از رطوبت موجود در پوشش گیاهی ، سطح خاک و سطوح آزاد کوچک آب مثل دریاچه‌ها ، رودخانه ها و نهرهاست .

ریشه‌ی گیاهان رطوبت موجود در خاک را جذب و بخشی از آن را توسط اندام‌های خود ترجیحا برگها به اتمسفر زمین وارد می کند ، به این فرم از تبخیر ، تعرق می گویند .

چون تعرق گیاهان را نمی توان از تبخیر سطح خاک مجزا کرد ، کل پدیده را تبخیر و تعرق نامند که غالباً آب مصرفی گیاه گفته می شود.

لذا برآورد میزان آبی که در اثر آبیاری به مصرف تعرق زراعت و درختان می‌رسد ، بر اساس تبخیر و تعرق است .

ابعاد و اندازه‌ی شبکه های آبیاری نیز تابع مستقیمی از مقدار و زمان آب مصرفی است که به صورت تبخیر و تعرق وارد جو می شود .

مسلماً تبخیرو تعرق جزء اصلی چرخه‌ی هیدرولوژی برای تشکیل صددرصد بارش در مناطق کویری ، 75 درصد در مناطق مرطوب و صددرصد در مجموع کره‌ی زمین محسوب می‌شود.

در فعالیت‌های عمرانی تبخیر از دو نظر حائز اهمیت است :اولاً تبخیر مستقیم از سطح رودخانه‌ها دریاچه ها و مخازن سدها باعث تلفات آب می شود .

ثانیاً تبخیر و تعرق از سطح پوشش گیاهی داخل حوضه های آبریز نیز جزء تلفات به حساب می آید.

تلفات آب بر اثر تبخیر در آب و هوای معتدل مرطوب سالانه در حدود 600 میلی‌متر از سطح آزاد آب و در حدود 450 میلی متر از سطح زمین می باشد .

حال آنکه در یک آب و هوای خشک این ارقام می تواند به ترتیب 2000 و 100 میلی متر باشد .

ملاحظه می شود که تبخیر از سطح آزاد آب افزایش و تبخیر واقعی کاهش می یابد .

پایین بودن رقم تبخیر از سطح خشکی به دلیل عدم وجود بارندگی و موجودیت آب برای تبخیر است .

بنابراین در اقلیم های خشک و نیمه خشک تبخیر از اهمیت زیادی برخوردار است .

تخمین آن در طرح‌های عمرانی نیز به همان ترتیب حایز اهمیت است.

شکل زیر توزیع جغرافیایی میانگین تبخیر سالانه از اقیانوس ها و خشکی ها را مورد بررسی قرار می دهد.

به طوریکه در شکل مشاهده می کنید از نظر جغرافیایی حداکثر میانگین تبخیر و تعرق در اطراف خط استوا است که مقدار آن در نزدیک قطبین به صفر می رسد .

توزیع جغرافیایی تبخیر و تعرق همچنین تحت تاثیر توزیع جغرافیایی خشکی ها ، اقیانوس ها و بارش بر روی خشکی ها می‌باشد .

همانطور که در شکل مشاهده می شود از عرض های جغرافیایی پایین تا متوسط تبخیر بیشتری در اقیانوس‌ها نسبت به خشکی هاست.

همچنین افت جزئی را که میزان تبخیر از اقیانوس ها نسبت به خشکی‌ها در استوا در شکل دارد میتوان ناشی از پایین بودن میزان باد و فراوانی میزان رطوبت در سطح همجوار اقیانوس ها دانست.

همچنین که اوج‌های جزئی تبخیر در عرض‌های متوسط زمین منعکس کننده تسلط بادهای غربی و بارفتن دسترسی به آب است و کاهش جزئی در نزدیک عرض 30 درجه در اثر کمبود آب در نوار‌های بیابانی است .

در اقیانوس ها الگوی اساسی توزیع تبخیر به طور وسیعی تحت تاثیرجریانهای سطحی آن قرار می گیرد.

جریان تبخیر
مولکولهای آب در شرایط معمولی ، چه در دریاچه های بزرگ و چه به صورت لایه های نازک که ذرات خاک را در بر گرفته اند و چند میلی متر بیشتر آب ندارند دارای جرم مشخصی بوده و در یک حرکت ثابت می باشند اضافه شدن گرما به آب سبب افزایش انرژی مولکول های آب و حرکت سریع آنها می شود ، نتیجه اش افزایش فاصله همراه با کاهش نیروی چسبندگی بین مولکول ها را به دنبال خواهد داشت .

در درجه حرارت‌های بالا مولکول‌های بیشتری در سطح آب تمایل به آزاد شدن و وارد شدن به لایه های هوای همجوار سطح آب دارند .

همزمان مولکول های بخار آب تمایل به‌ آزاد شدن و وارد شدن به لایه های همجوار سطح آب دارند .

مولکولهای لخار در این لایه در یک حرکت مداوم به سرمی برند و بعضی از آنها به سطح آب زیرین خود نفوذ می کنند.

بنابراین میزان تبخیر در یک زمان معین بستگی به اختلاف تعداد مولکول هایی که از سطح آب خارج می‌شود و تعداد مولکول هایی که بر می گردند ، دارد.

عوامل موثر درتبخیر
اصولاً تبخیر از سطح آب یک عمل پیوسته و مداوم است که دو عامل اصلی جریان تبخیر را تحت تاثیر قرار می دهد:
1- در دسترس بودن انرژی برای ایجاد گرمای نهان تبخیر که این انرژی مورد نیاز جهت شکستن پیوند هیدروژنی آب است .

2- توان انتقال وانتشار بخار آب از سطح تبخیر می باشد که بستگی به گرادیان سرعت باد و رطوبت ویژه در هوای بالای آن است .

علاوه برآن ، عوامل فیزیکی و محیطی نیز در میزان تبخیر موثر هستند .

تابش خورشید(انرژی خورشیدی)
تغییر حالت آب به گاز دردمای ده درجه سانتی گراد نیاز به انرژی دارد .

بنابراین تبخیر می تواند در طول روز و حتی در شب چنانچه انرژی در اختیار باشد ، صورت گیرد .

اصولاً مقدار انرژی که بتواند عمل تبخیر را انجام دهد در روز بیشتر از شب و در تابستان بیش از زمستان است .

بنابراین انرژی خورشیدی در تغییرات میران تبخیر تاثیر تعیین کننده ای دارد .

به طوریکه لینسلی و همکارانش (1985) پیشنهاد کردند که تلفات آب در اثر تبخیر از سطوح آزاد آب اساساً به نام تبخیر خورشیدی بیان می شود .

این موضوع در شکل زیر نشان می دهد که چگونه انرژی خورشیدی و تبخیر رابطه ی نزدیکتری نسبت به درجه حرارت و تبخیر دارند .

عرض جغرافیایی محل نیز که انرژی دریافت شده از خورشید به آن بستگی دارد در این امر دخالت دارد .

به عبارت دیگر تبخیر بستگی به موقعیت جغرافیایی محل دارد و دارای تغییرات روزانه ، ماهانه و فصلی است.

دمای هوا همانطورکه گفته شد برای انجام عمل تبخیر انرژی مورد نیاز است.

چنانچه درجه حرارت سطح مرطوب و هوای مجاور آن زیاد باشد تبخیر با سرعت بیشتری انجام می پذیرد .

زیرا در دمای بالاتر برای تبخیر هر گرم آب ، انرژی کمتری مورد نیاز خواهد بود.

از طرف دیگر هر چه درجه‌ی حرارت هوای بالای سطح مرطوب گرمتر باشد توانایی بیشتری در جذب رطوبت خواهد داشت.

هر چند دما به عنوان شاخصی از مقدار انرژی خورشیدی است اما چون این امکان وجود دارد که دمای یک منطقه مستقل از مقدار تابش خورشید کم یا زیاد باشد لذا به عنوان یک پارامتر مستقل مورد بررسی قرار می گیرد.

رطوبت سومین عامل موثر بر تبخیر رطوبت نسبی هواست .

با افزایش میزان خشکی هوا یا کاهش رطوبت موجود آمادگی اتمسفر جهت پذیرش بخار آب بیشتر می گردد.

در صورت عدم تغییر خصوصیات هوا که سبب تغییرات ظرفیت هوا نیز می شود ، فشار حقیقی بخار آب (فشار بخار آب در بالای هوای اشباع ) در طی یک روز تغییر چندانی ندارد .

متقابلاً رطوبت نسبی دارای تغییرات زیادی است .

به طوریکه با افزایش رطوبت نسبی در لایه‌ی همجوار سطح تبخیر ، میزان انتقال ذرات آب از سطح تبخیر کاهش می یابد ، هر چند که رطوبت نسبی با میزان صددرصد ، مقداری تبخیر معمولاً انجام می گردد .

از آنجایی که زمانی رطوبت نسبی هوا افزایش می یابد که درجه حرارت هوا پایین آمده است و حتی اگر میزان بخار آب در توده‌ی هوا ثابت بماند ، کاهش دمای هوا سبب کاهش میزان تبخیر می گردد ، بنابراین در هوای سرد تبخیر ممکن است کمتر از هوای گرم باشد علتش را هم می توان در ظرفیت کم پذیرش بخار آب در درجه‌ی اشباع هوای سرد دانست .

جریان انتشار(باد) بلافاصله پس از تبخیر لایه‌ی نازک هوایی که درحد فاصل سطح مرطوب و هوا قرار گرفته است از بخار آب اشباع می شود.

انتشار مولکول های آب از سطح آزاد آب به طرف لایه‌ی هوای ساکن با نزدیک شدن نقطه اشباع کاهش می یابدو سبب افزایش ورود مجدد مولکول های آب در هوا به سطح آب می‌شود .

بنابراین جهت ادامه‌ی تبخیر بایستی حرکت قابل ملاحظه در هوا برای برداشتن لایه‌ی هوای مرطوب پایینی در تماس با سطح آب و مخلوط کردن آن با هوای خشک لایه بالایی وجود داشته باشد .

بنابراین میزان تبخیر اغلب و همیشه تا حدی تحت تاثیر حرکت اغتشاش هوا می‌باشد.

رابطه‌ی بین سرعت باد و تبخیر فقط تا محدوده مشخصی وجود خواهد داشت .

افزایش بیش از حد سرعت باد در افزایش میزان تبخیر موثر واقع نخواهد شد.

محدوده‌ی این سرعت با تغییر دیگر شرایط موثر در میزان تبخیر تغییر می کند ، اما همراهی شرایط آشفتگی در انتشار ، جهت توانایی های لازم و سرعت بخشیدن به تبخیر در رسیدن به حداکثر میزان تبخیر در تحت شرایط انرژی و رطوبت هوا کمک می کند .

به عبارت دیگر باد عامل ایجاد تبخیر نیست بلکه سبب برقراری یا افزایش شدت میزان تبخیر تا محدوده مشخصی می شود.

فشار اتمسفر با کم شدن فشار اتمسفر مولکول ها راحت تر می توانند از سطح مایع خارج شده و بدین ترتیب بر شدت تبخیر افزوده میگردد.

در ارتفاعات اگر چه فشار هوا کمتر می باشد لیکن به سبب کاهش درجه حرارت و افزایش رطوبت نسبی هوا ، تبخیر نسبت به دشتها کمتر است.

اندازه سطح میزان تبخیر در سرعت ثابت باد با اندازه‌ی سطح تبخیر و رطوبت نسبی ارتباط پیدا می کند.

با حرکت توده‌ی هوا در عرض یک دریاچه بزرگ بتدریج رطوبت نسبی بیشتری را اخذ کرده و از قدرت تبخیرآن کاسته می شود به طوریکه به تدریج که مساحت تبخیر کاهش می یابد ، تفاوت بین تبخیر در کناره‌ی دریاچه و وسط آن کاهش می یابد ، تا جایی که بخار آب مانند یک روکش تمامی سطح تبخیر را فرا گرفته ، ضخامت آن تدریجاً افزایش پیدا می‌کند.

هر چه دریاچه وسیع‌تر باشد مجموع کاهش تبخیر بیشتر است ، هر چند که مجموع حجم آب تبخیر شده با افزایش سطح تبخیراضافه می شود .

رطوبت هوا در حالتی که سطح آب یکنواخت باشد (اقیانوسها ) به غیر از مناطق ساحلی مستقل از فاصله طی شده توده‌ی هوا می باشد.

بنابر این در این شرایط تبخیر در مناطق یکنواخت می باشد و مقدارش با انرژی دریافتی رابطه‌ی نزدیک خواهد داشت.

همچنین سطوح تبخیر خیلی کوچک مانند تبخیر نگارها و تبخیرسنج‌ها تاثیر کمی در درجه حرارت و رطوبت هوای مجاور خود دارند.

میزان بخار آب کمی که سطح تبخیر را ترک می کند حتی اگر با شدت زیادی هم باشد ، بلافاصله منتشر شده لذا یک جریان تبخیر مداوم در سطح تبخیر برقرار می گردد.

مقدار متفاوت تبخیر در اندازه مختلف سطوح آزاد آب از رطوبت وارد شده‌ی هوا تاثیر قابل ملاحظه ای می پذیرد.

اگر ابتدا رطوبت موجود در هوا زیاد باشد حتی اگر رطوبت وارده به سطح تبخیر مسافت طولانی از عرض دریاچه را طی می کند ، تغییرات در تبخیر جزئی است.

بنابراین در سطوح کوچک و بزرگ میزان تبخیر متفاوت نخواهد بود .

اما اگر رطوبت اولیه‌ی هوا کم باشد ، لذا رطوبت وارد شده سبب افزایش رطوبت موجود درسطح تبخیر می گردد و در مقایسه با سطوح کوچکتر به تناسب میزان تبخیر از سطوح بزرگ آب کاسته می‌شود.

عمق آب تاثیر عمق آب در توزیع فصلی تبخیر قابل بررسی است .

رژیم فصلی درجه حرارت دریاچه‌ی کم‌عمق معمولاً با رژیم جریان درجه حرارت مشابه می باشد.

بنابراین حداکثر میزان تبخیر در تابستان و حداقل آن در زمستان خواهد بود.

در یک دریاچه‌ی عمیق موضوع متفاوت است زیرا نه تنها ظرفیت ذخیره‌ی گرمایی بیشتری از آبهای کم عمق دارد بلکه در عرض‌های متوسط جغرافیایی تجربه نشان داده است که طبقه بندی حرارتی قابل ملاحظه‌ای در آنها وجود دارد که تبخیر را تحت تاثیر قرار می دهد.

در طی فصول بهار و تابستان گرمای وارد شده سطح آب در فاصله‌ی محدودی از عمق آب مخلوط می شود.

نتیجه اینکه منطقه ای از آب گرم در لایه سطح آب که دارای درجه حرارت یکسان و گرمتر از بقیه‌ی آب می باشد در دریاچه تشکیل می‌گردد.

با سرد شدن آب در فصل پائیز چگالی آب افزایش پیدا می کند ، آب سرد شده به اعماق کشیده می‌شود و آب گرم پائین‌تر جایگزین آن می گردد حتی در شرایط سطح آزاد یخ این جایگزینی ها در طول فصل زمستان به طور مداوم در اثر عمل باد انجام می پذیرد.

در هرحالت ، درجه حرارت‌ها و چگالی های یکسان در طی عمق آب به دنبال خواهد داشت تا آشفتگی هوا عمل مکانیکی مخلوط کردن را تا عمقی از آب گسترش دهد.

بنابراین انرژی ذخیره شده در فصول پائیز و تابستان به کندی به سطح آب آمده ، به انرژی خورشیدی موجود در آن وقت از سال اضافه می شود.

نهایتاً ذخیره‌ی گرمایی تاثیر نسبی به درجه حرارت هوا و آب می گذارد و مشاهده می گردد که درجه حرارت آب در تابستان کمتر از درجه حرارت هوا و در زمستان درجه حرارت هوا کمتر از درجه حرارت آب می باشد.

رنگ مایع آب خالص کاملاً شفاف بوده و بیشترین مقدار بازتاب را داراست .

بدین ترتیب در آب هایی که دارای پلانکتون و آلک می‌باشند انرژی تابشی بیشتری راجذب نموده و بدین لحاظ میزان تبخیر افزایش می یابد.

غلظت املاح موجود در آب(شوری) میزان تبخیربا غلظت املاح موجود درآب رابطه معکوس داشته بطوریکه وجود املاح در آب باعث کندی تبخیرمی شود.

برای مثال به ازای هر یک در صد افزایش چگالی آب در اثر شوری، تبخیر به میزان یک درصد کاهش می یابد.

کاهش تبخیر به علت کاهش فشار بخار آب شور است.

به عبارتی فشار بخار آب اشباع در مجاورت آب ناخالص کمتر از آب خالص می باشد بنابراین تبخیر از آب دریا با میانگین شوری حدود تا درصد کمتر ازتبخیر آب خالص می باشد.

بنابراین دریاچه های بسیار شور مناطق کویری مانند حوض سلطان یا مسیله می توانند در شرایط بسیارحاد کویری مدت زیادی دوام داشته باشند.

مواد قابل تبخیر عناصر پیشرفته بین المللی درجه خالص بودن مواد قابل تبخیر را تأمین می کنند و آنها را به منظور اصول و اهداف متفاوت به شکلها و سازه های گوناگون می سازند .

اکسیدها سولفیدها : سولفید کادمیم سولفید تنگستن سولفید مولیدنیوم سولفید روی سولفید تانتالوم سولفید تنگستن چرخه هیدرولوژی قبل از آنکه بشر پا به عرصه حیات روی کره خاکی گذارد تشکیل رودخانه ها ،دریاچه ها و دریاها باعث بوجود آمدن گیاهان و جانداران متعددی گردیده است.در اثر بارندگی های شدید و سایر عوامل دیگرپدیده خاک سازی از سنگ های سخت صورت گرفته و محیط مناسبی برای زندگی انسان فراهم گردید.

علاوه بر نیاز مبرم بشر به آب جهت بقا،از آن در جابجایی خود و کالاها و یا گردش آسیابها و بطور خلاصه در توسعه تمدن خویش استفاده نمود .

امروزه نیز توسعه جوامع بشری بدون دسترسی مناسب به آب امری محال به نظر میرسد .

کشورهایی همچون ایران ، هند ،‌ بین النهرین ، چین ،‌ مصر و روم که پایه گذاران تمدن فعلی می باشند اهتمام زیادی در طراحی و استفاده صحیح از منابع آبی داشته که نمونه هایی از آن احداث سدهایی چون بند گلستان و بند امیر ،‌ کانالهای آبیاری شوشتر و احداث قنوات طویل در ایران و یا کانالهای متعدد آبیاری در بین النهرین می باشد .

حتی در مناطقی که از بارندگی خوبی نیز برخوردارند انسان جهت استفاده از راههای آبی ، مناطق مجاور رودخانه ها و دریاها را جهت سکونت برگزید .

در حال حاضر آب در زمینه های مختلفی از فعالیت جوامع انسانی نظیر نیازهای خانگی ، کشاورزی ، صنعت، شیلات ، تولید انرژی ، کشتی رانی ، مسائل تفریحگاهی و توریسم و نظامی و بسیاری موارد دیگر دخالت دارد .

با توسعه جوامع بشری معلوم شده که یکی از مسائل مهم در پیشرفت هر جامعه ، دسترسی به آب با کیفیت مناسب در محل و زمان مورد نظر می باشد ، به طوری که یکی از مهمترین عوامل محدود کننده توسعه‌ اقتصادی میتواند کمبود آب و یا کیفیت نامناسب آن می باشد .

این گوهر گرانبها گاهی نایاب بوده و زمانی به قدری زیاد می شود که مشکل آفرین می گردد .

به طوریکه بروز خشکسالیها و کاهش شدید محصولات کشاورزی و یا وقوع سیلابهای مهیب همه ساله در نواحی مختلف دنیا از جمله ایران ، خسارات زیادی را به جوامع مختلف انسانی وارد می‌سازد.همچنین آب به عنوان یکی از عوامل مهم فرسایشی (آبی یا یخچالی) در تغییرات شکل پوسته زمین تأثیر دارد و حلال بسیاری از املاح موجود در طبیعت می باشد .

گردش آب در طبیعت عبارت است از حرکت و جابجایی آب در قسمتهای مختلف کره زمین است .

چرخه آب در زمین در لایه ای به قطر تقریباً 16 کیلومتر انجام می پذیرد که 15 کیلومتر آن در اتمسفر (پوشش گازی زمین) و حدود 1 کیلومتر هم در پوشش جامد در سطح و تحت الارضی صورت می گیرد که بخش سطحی آن شامل هیدروسفر یعنی توده های آبی که در سطح زمین گسترش یافته است ، می باشد آب در این لایه از مسیرهای پیچیده ای حرکت می کند که نهایتاً تشکیل چرخه هیدرولوژی را می‌دهد .

عامل این حرکت مداوم ، مقدار انرژی است که خورشید به سطح زمین می رساند ،‌ از حدود 10 × 4/13 کیلو کالری گرمای سالانه که از خورشید به سطح زمین می رسد 25 درصد آن صرف همین حرکت در چرخه می شود و باعث 1885 میلیمتر تبخیر و 2000 میلی لیتر بارش در سال می گردد .

آب از سطوح مرطوب زمین تبخیر شده و پس از صعود به عنوان بخشی از اتمسفرمحسوب می شود، بخار آب دراتمسفر منتقل شده وبالا میرود تا زمانی که عمل تقطیرتراکم و سپس عمل بارش بر خشکیهای زمین و دریاها و اقیانوسها انجام گردد .

در قسمت خاکی چرخه ،‌ کلیه بارشها به سطح زمین نمی رسد و بخشی از آن توسط پوششهای گیاهی ، سطح ساختمانهای موجود در زمین گرفته می شود این بخش از بارش را اصطلاحاً برگاب نامیده که از آنجا آب دوباره تبخیر شده به اتمسفر برمی گردد و مقدار باقیمانده از بارش را که به سطح زمین میرسد بارش مؤثر نامند .

این بخش از بارش در زمین به یکی از سه جریان اصلی زیر هدایت می شود : جریان اول : ممکن است تشکیل ذخایر سطحی آب در شکلهایی مثل برکه ها ، آبگیر و رطوبت در خاک را بوجود آورد که نتیجتاً تبخیر شده و به اتمسفر برمی گردد .

جریان دوم : ممکن است در سطح زمین جاری شده و با تشکیل رودخانه ها به دریاچه ها بریزد و در آنجا تبخیر گردد و به اتمسفر رود یا توسط نشت به ذخایر زیرزمینی بپیوندد و نهایت اینکه با ادامه جریان در رودخانه و زیرزمین به اقیانوسها ریخته شود .

جریان سوم : بارش ممکن است به سطح زمین نفوذ کرده و به رطوبت موجود در خاک پیوسته که در این حالت بوسیله تبخیر و تعرق از سطح زمین و پوششهای گیاهی به اتمسفر برگردد و یا توسط جریانهای زیر سطحی به طرف رودخانه ها هدایت شود و یا اینکه با حرکت عمقی تر به طرف لایه های آبدار زیرزمینی جایی که ممکن است هفته ها یا ماهها و شاید سالها طول بکشد تا به اتمسفر تخلیه گردد برود.

بخشی از آبهای زیرزمینی (سفره های کم عمق) به وسیله حرکت موئینه ای یا توسط ریشه گیاهان به سطح زمین آمده و در اثر تبخیر به اتمسفر برمی گردد و یا اینکه توسط جریانهای نشست به رودخانه و نهایتاً به اقیانوسها می پیوندند .

در زمانی که بارش از اتمسفر به زمین رسیده و بدون اینکه در جریانهای رودخانه ای ، رطوبت خاک یا حرکت آبهای زیرزمینی درگیر شود تبخیر گردد ، چرخه دارای گردش کوتاهی است .

بطوریکه بارش انجام شده بر روی یک دریاچه بدون برخورد با زمین تبخیر می شود و یا اینکه بر روی خشکیها صورت گرفته و در اثر نفوذ عمقی به جریان اصلی آبهای زیرزمینی که دارای حرکت کند به طرف نقاط خروجی مثلاً یک چشمه است می پیوندد که ممکن است سالهای سال طول بکشد تا به اقیانوسها رسیده و تبخیر شود .

لذا میتوان مشاهده کرد که چگونه حرکت یک قطره آب در چرخه هیدرولوژی دستخوش جریانهای کاملاً متفاوت می گردد .

حرکت غیر منظم چرخه آب ،‌ در مناطق گرم کویری و یا سرد قطبی بیشتر نمایانگر می شود ، به طوریکه درمناطق کویری ریزش باران ناگهانی بوده و ممکن است هر چندسال یکبار رخ دهد و دیگر اجزای چرخه هم مثل تبخیر و تعرق و جریان آب در رودخانه ها فقط در یک دوره کوتاه در طی زمان بارندگی و بعد از آن رخ دهد لذا این مناطق در یک دوره زمانی مثل یک هفته ،‌ چرخه فعالی داشته و طی یک دوره طولانی غیر از توزیع مجدد آبهای زیرزمینی در عمقی از سطح زمین غیرفعال باشد .

در مناطق سردسیر که بارش عمدتاً به شکل برف بوده، ماهها طول می کشد که بارش بعد از ذوب شدن به صورت فعال در قسمتهای بعدی چرخه هیدرولوژی شرکت کند .

شکل (A ) اجزای چرخه هیدرولوژی را نسبت به 100 واحد حجم بارش بر روی خشکیها نشان می دهد به طوری که سطح اقیانوسها آب بیشتری را نسبت به بارش که دریافت می کنند باعمل تبخیر از دست می دهند و از طرفی سطح خشکیها آب بیشتری را نسبت به تلفاتی که طی جریان تبخیر از دست می‌دهند از طریق بارش دریافت می کنند و تبخیر از خشکیها 61 درصد از بارش ریخته شده به خشکیها را تلف می کند و 39 درصد باقیمانده به صورت رواناب به اقیانوسها می ریزد و کمبود بیلان آب بین اقیانوسها و اتمسفر را تأمین می کند .

همچنین مشاهده می شود که اقیانوسها 79 درصد از کل بارش در کره زمین را دریافت و 88 درصد کل تبخیر از کره زمین را تأمین می‌کند.

صور مختلف تبخیر تبخیر به صورتهای متفاوت و از سطوح مختلف صورت می گیرد که در اینجا به چند مورد آن اشاره می‌شود ، از جمله حالات تبخیر میتوان موارد زیر را ذکر کرد : 1-تبخیر از سطح آزاد آب 2-تبخیر از سطح برف و یخ 3-تبخیر از سطح خاک لخت بدون پوشش گیاهی 4-تبخیر و تعرق از سطوح گیاهی تبخیر از سطح آزاد آب در سطوح مرطوب میزان تبخیر صرف نظر از قدرت تبخیر کننده اتمسفر به عوامل مشخصه سطح نیز بستگی کامل دارد .

در این مورد تبخیر به مساحت سطح تبخیر شونده به خصوص سطحی که در جهت بادهای غالب واقع است و عمق آن سطح بستگی دارد .

به طور کلی در سطوح کوچک و کم عمق که در آنها مکانیزم تبخیر شبیه تبخیر از تشتک تبخیر می باشد به علت کوچکی سطح و کم عمق بودن شدیداً تحت تأثیر تغییرات لحظه ای تشعشع خورشید بوده و مقدار آن متناسب با تحولات تشعشع خورشید می‌باشد .

لیکن در مورد سطوح بزرگ و عمیق قسمتی از تشعشع در لایه های سطحی باعث تبخیر شده و بقیه به اعماق نفوذ نموده و باعث ذخیره حرارتی می گردند که این به موقع خود باعث یک مقدار تبخیر اضافی می گردد چون حرارت ذخیره شده مجدداً به سطوح بالایی برگشته و باعث تبخیر مجدد سطوح بالایی می گردند به عبارت بهتر میتوان گفت که در سطوح بزرگ وعمیق لایه های عمقی آب نقش تنظیم کننده تبخیر را عهده دار هستند .

آنچه که قابل ذکر است این است که چه در سطوح عمیق و بزرگ و چه در سطوح کوچک وکم عمق به علت تلف شدن مقدار زیادی از آب توسط تبخیر می بایستی با اعمالی از این کار جلوگیری نمود .

روشهای کاهش تبخیر در دریاچه ها و مخازن درمناطق خشک و نیمه خشک جهان سالانه میلیاردها متر مکعب آب از سطح دریاچه های پشت سدها تبخیر و از دسترس خارج می گردد .

در کشور ما که ارتفاع تبخیر به طور متوسط حدود 2 متر در سال می‌باشد ، روشهای کاهش تبخیر از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند .

بطور کلی مهمترین طرق کاهش میزان تبخیر به شرح زیر می باشند : الف)ذخیره آب در مخازن سرپوشیده ب)توسعه مخازن آب زیرزمینی ج)انتخاب و طراحی سد در محلی که دریاچه آن با حجم مناسب کمترین سطح را داشته باشد .

د)استفاده از مواد شیمیایی : از طریق گسترش ورقه های یک یا چند مولکولی از یک ماده شیمیایی نظیر هگزا دکانول در سطح آب میتوان تا حد زیادی از تبخیر و هدر رفت آب جلوگیری نمود .

ماده شیمیایی مورد استفاده می بایست بر روی رنگ و مزه آب اثر نگذارد ، غیر سمی و ارزان بوده و همچنین ممانعتی جهت تبادلات گازی آب (اکسیژن و گاز کربنیک) بوجود نیاورد .

همچنین پوشش بوجود آمده توسط آن باید آنقدر انعطاف پذیر و محکم بوده که در مقابل نیروی باد مقاومت کرده و نیز پوشش بوجود آمده طوری باشد که شکافهایی را که در سطح آن (به سبب سقوط قطره باران،پرندگان و یا حشرات) بوجود می آید سریعاً ترمیم و پر نماید .

بهترین موادی که تاکنون مورد استفاده قرار گرفته اند ، الکلهای چرب نظیر هگزا دکانول و اوکتا دکانول بوده اند .

بطوری که مصرف 70 گرم در هکتار آنها میتواند حدود 1 ماه دوام داشته و بین 10 تا 60 درصد تبخیر را کاهش دهد .

تبخیر از سطح برف و یخ تبخیر از سطح برف ممکن است مستقیماً به صورت تصعید از برف جامد و تبخیر از فاز مایع آن صورت گیرد .

تبخیر از سطح برف ، فرایندی است که خود به خود محدود می شود و این محدود شدن به این دلیل است که تبخیر از سطح برف باعث می شود که سطح ان سردتر شده و در نتیجه گرادیان فشار بخار در لایه‌ی بالایی برف ، کاهش یابد .

برعکس ، در طول فرآیند انجماد برف ، فشار بخار در سطح برف می تواند بالاتر از فشار بخار نقطه ذوب برف گردد .

به طور کلی ، تخمین زده شده است که در طول زمستان ، تبخیر از یک سطح برفی ، به میزان صفر تا 20 میلیمتر در ماه ، رخ می دهد .

در طول دوره ذوب شدن برف ، فرآیند تراکم ، غالب تر است و مقدار آن بین صفر تا 10 میلی متر تراکم در روز ممکن است اتفاق بیفتد .

این فرآیند ممکن است با هوای خشک با دمای کمتر از صفر و آسمان صاف همراه باشد تا سطح برف با استفاده از تابشهای خورشیدی گرم شده و برف ذوب شود و سپس تبخیر گردد.

شدت تبخیر از سطح برف و یخ نیز متناسب با گسترش سطح و میزان تماس این سطح با هوای مجاور است و به طور بارزی هر چه بر سرعت باد افزوده گردد مقدار تبخیر از سطوح برف و یخ نیز افزایش می یابد .

وجود سطوح گیاهی و جنگل در این نواحی از تاثیر تشعشع خورشید کاسته و همچنین باعث کاهش سرعت باد شده و در مجموع باعث می گردد که تبخیر با شدت آهسته تر و در مدت طولانی تر به وقوع بپیوندد .

اندازه گیری تبخیر از سطح برف مشکل است .

تبخیر سنج هایی که از پلی اتیلن و سایر پلاستیک های بدون رنگ ساخته می شوند ، در بسیاری از کشورها برای اندازه گیری تبخیر از سطوح برفی مورد استفاده قرار می گیرند .

این اندازه‌گیری‌ها موقعی انجام می شوند که بارش برفی وجود ندارد .

تبخیر از سطح خاک لخت بدون پوشش گیاهی تبخیر از سطح خاک تحت تاثیر همان عوامل هواشناسی است که در تبخیر از سطح آزاد آب است ، زیرا تبخیر از خاک ، تبخیر از نوارهای نازک آب است که ذرات خاک را دربرگرفته و فضای خالی بین آنها را پر می کند .

تبخیر از خاک اغلب کمتر از تبخیر سطح آزاد آب است و علت در تفاوت شرایط اقلیمی نیست بلکه علت آن می باشد که مقدار آب کافی قابل دسترس در مقایسه با سطح آزاد آب جهت تبخیر شدن وجود ندارد .

به عبارتی فرصت تبخیر کمتر از صددرصد می باشد .

علاوه بر عوامل مؤثر در تبخیر از سطح آزاد آب ، عوامل زیر در تبخیر از خاک مؤثر می باشند .