Obieg wody w przyrodzie, czyli cykl hydrologiczny

Obieg wody w przyrodzie to nic innego jak krążenie wody pomiędzy różnymi sferami-ziemią, powietrzem, organizmami żywymi, glebami i hydrosferą. Woda przemieszcza się pomiędzy nimi, zmieniając stan skupienia z ciekłego na stały lub gazowy, z gazowego na stały lub ciekły oraz ze stałego na ciekły, lub gazowy. Dla przypomnienia z fizyki nazwy poszczególnych zmian:

Gdy partia wody przejdzie cały taki obieg mamy do czynienia z cyklem hydrologicznym.

Obieg wody w przyrodzie — przyczyny

Główne przyczyny obiegu wody są dwie:

• gdy woda idzie w górę za sprawą Słońca, które odpowiada za temperatury ziemi i powietrza,
• gdy woda idzie w dół za pomocą grawitacji, zarówno z chmur na ziemię, jak również spływa z gór do morza czy przesiąka w glebę.

Fazy cyklu hydrologicznego

W dużym obiegu wody wyróżnia się dwie fazy: kontynentalną oraz atmosferyczną.
Faza atmosferyczna to:

• parowanie – z wody (oceany, rzeki, jeziora, stawy), z lodu (lodowce, lądolody i śnieg), z ziemi (wody podziemne i gleba) oraz z roślin (transpiracja)
• ruch pary wodnej w atmosferze — dzięki wiatrom, turbulencjom, konwekcjom (przenoszenie ciepła i materii)
• kondensacja (skraplanie) i resublimacja pary wodnej
• powstawanie chmur

Na fazę kontynentalną składają się:

• opady i osady — deszcze, śnieg, grad, szron, szadź, gołoledź itp.
• odpływ powierzchniowy wody
  • frontalny, spływ powierzchniowy — wykorzystuje całą powierzchnię ziemi
  • linijny, czyli rzekami, strumieniami itp.
• wsiąkanie wody w glebę
• retencja wody w ziemi i biosferze, czyli magazynowanie wody w ciałach organizmów żywych, lodzie i zbiornikach wodnych
• odpływ podziemny — do oceanów, jezior, stawów itp.

W uproszczeniu:

Bilans wodny

Bilans wodny to zestawienie zysków i strat wody, zwykle z punktu widzenia lądów, w określonym okresie, zwykle roku hydrologicznym dla danego terenu. Oto szczegółowy roczny bilans wodny dla naszego globu (w km sześciennych):

całkowite opady	=	parowanie	+	odpływ z lądów do oceanów	+	zmiany w retencji
na ocean 458 tys. na lądy 119 tys. razem 557 tys.		z oceanów 505 tys. z lądów 72 tys. razem 577 tys.

W bilansie wieloletnim opady i parowanie mają taką samą wartość. Ale gdy spojrzymy na pomniejsze statystyki wyraźnie widać, że z oceanów więcej wody wyparowuje, niż na nie spada, tak samo na lądy spada więcej wody, niż wyparowuje. Te różnice kompensują odpływy.

Trzeba też pamiętać o retencji — część wody jest zatrzymywana poza obiegiem:

• na krótko — w jeziorach, rzekach, glebie, organizmach żywych, strefach klimatów gorących, na niskich wysokościach npm,
• na długo — w lodowcach i lądolodach, wiecznej zmarzlinie, jeziorach głębokich, strefach klimatów zimnych, na wysokich wysokościach npm,

W okresach krótszych, poniżej 10 lat, do równania dodaje się zmiany w retencji, ale powyżej tego czasu retencję się pomija.

Czy te 557 tys. km3 to dużo, czy mało? Oceany mają łącznie 1,34 miliarda km3 wody (więcej liczb w poście o wodzie na Ziemi), ale w atmosferze jest jej tylko 12,9 tys. km3. Czyli teoretycznie przykładowa kropla wody może spać na ziemię około 43 razy. Ale to już oczywiście spekulacje 🙂

I na koniec obrazek, którego każdy oczekuje.