Zmiany temperatury i ciśnienia przyczyniają się do przekształcenia struktury wody, która w środowisku naturalnym występuje w stanie stałym, lotnym oraz ciekłym. Niezależnie od fazy skupienia materii HIndeks dolny 2₂O może dokonywać swobodnych przejść między poszczególnymi stanami, biorąc udział w szeregu procesów.

RVI3ONV7RDQWC

Grafika przedstawia schemat zmian stanów skupienia wody za pomocą strzałek. Ciało stałe, zobrazowane jako igloo, ulega przemianie fazowej w ciało gazowe (na ilustracji chmury). Jest to proces sublimacji. Ciało gazowe może ulec przemianie fazowej w ciało stałe. Jest to proces resublimacji. Ciało stałe ulega przemianie fazowej w ciało ciekłe (na ilustracji falująca woda). Jest to proces topnienia. Ciało ciekłe może ulec przemianie fazowej w ciało stałe. Jest to proces krzepnięcia. Ciało ciekłe ulega przemianie fazowej w ciało gazowe. Jest to proces parowania. Ciało gazowe może ulec przemianie w ciało ciekłe. Jest to proces skraplania. Grafika zawiera trzy schematyczne elementy połączone między sobą strzałkami, które wskazują na kierunek zachodzenia przemian fazowych. Pierwszym elementem jest iglo, które jest przykładem ciała stałego. Drugim elementem są chmury, które są przykładem ciała gazowego. Trzecim elementem jest woda, która jest przykładem ciała ciekłego. Od iglo w kierunku chmury biegnie strzałka opisana jako sublimacja. Od chmury w kierunku iglo biegnie strzałka opisana jako resublimacja. Od chmury w kierunku wody biegnie strzałka opisana jako skraplanie. Od wody w kierunku chmury biegnie strzałka opisana jako parowanie. Od wody w kierunku igloo biegnie strzałka opisana jako krzepnięcie. Od igloo w kierunku wody biegnie strzałka opisana jako topnienie.

Wszystkie przeobrażenia dotyczące HIndeks dolny 2₂O  w naturze sprawiają, że ilość wód retencjonowanych na Ziemi pozostaje niezmienna od zarania dziejów. Jak to jest możliwe, że mimo wykorzystywania wody na wiele sposobów jest jej wciąż tyle samo?

Dzieje się tak za sprawą fenomenu cyklu hydrologicznego będącego nieustannie powtarzającym się, zamkniętym obiegiem utrzymującym globalny zasób wodny na równym poziomie.

Przebieg ciągłej cyrkulacji nie ma jednoznacznego początku, ani końca. Parowanie, kondensacja, opad, zasilanie oraz retencjonowanie to procesy zachodzące symultanicznie, będące sekwencjami kompletnego systemu krążenia wody.

Ze względu na zasięg zjawiska, wyróżnić można dwa lokalne obiegi wodne –oceaniczny (obejmujący wyłącznie parowanie, kondensację i opad) oraz kontynentalny (składający się ze wszystkich pięciu faz). Oba te obiegi, zwane małymi, w połączeniu tworzą obieg duży (globalny).

Obieg lokalny i globalny

Stadium parowania wody zachodzi przy spełnieniu warunku termicznego określonego temperaturą równą lub przekraczającą 0°C. Woda w takiej temperaturze zmienia swój stan z ciekłego w gazowy, unosząc się wraz z ciepłym powietrzem atmosferycznym ku górze.

Zależnie od warunków klimatycznych udział pary wodnej w powietrzu występującym przy powierzchni może przyjmować wartość od 0,5 do 4%, co przy azocie (ok. 78%) i tlenie (ok. 20%) stanowi niewielką, choć znaczącą cząstkę.

Głównym emiterem pary wodnej transferowanej do atmosfery jest ogół wód występujących na Ziemi (ok. 90%), pozostały udział przypada procesowi transpiracjitranspiracjatranspiracji (ok. 10%). Różnorodność źródeł pochodzenia wspomnianego gazu umożliwia wydzielenie pięciu rodzajów parowania:

• parowanie z powierzchni wody,

• intercepcjaintercepcjaintercepcja,

• sublimacja,

• transpiracja,

• parowanie z gleby.

Całość drobnych cząsteczek wody unoszona przez powietrze ulega ochłodzeniu wraz ze wzrostem wysokości. Zachodzi wtedy kolejna faza – kondensacja, podczas której cząsteczki HIndeks dolny 2₂O grupują się tworząc mgły i chmury.

Wbrew częstym przekonaniom o lekkości i zwiewności obłoków, warto zaznaczyć, że największe chmury burzowe mogą magazynować nawet około 0,5 mln ton wody.

Na jakiej wysokości tworzą się i unoszą tak ciężkie obiekty?

Zmiany stanów skupienia

Skumulowane w chmurach drobiny, łącząc się w większe krople, ulegają sile grawitacji, kierując się z powrotem ku powierzchni ziemi w formie opadu.

Ze względu na prędkość i rodzaj przemieszczania wyróżnia się opady osiadające, unoszące się oraz spadające, które niezależnie od swojej postaci i tak w końcu trafiają do rezerwuarów wyznaczając tym samym kolejną fazę cyklu hydrologicznego – zasilanie.

Woda doprowadzana przez opady może trafiać do zbiorników i cieków bezpośrednio lub poprzez spływ powierzchniowy oraz wsiąkanie w grunt, przy czym rozprowadzanie powierzchniowe może odbywać się w granicach zlewni lub dorzeczami tworzącymi zlewisko i odprowadzającymi HIndeks dolny 2₂O do mórz, natomiast przenikanie w głąb gleby przyczynia się do magazynowania wód przesiąkających utwory oraz wypełniających przestrzenie zlokalizowane na warstwach nieprzepuszczalnych.

Ostatnim z opisywanych etapów jest gromadzenie, czyli kumulowanie wspomnianej cieczy w naturalnych lub sztucznych zagłębieniach, będących zapleczem dla organizmów żywych. Magazynowanie wspomnianego zasobu jest także elementem zapętlającym jego cyrkulację w środowisku, gdyż kolejnym krokiem jest ponowny proces parowania.

R1RleUvTksYQy1

Ilustracja przedstawia kulę ziemską uderzającą o taflę wody.

Ilość wody retencjonowanej na Ziemi sięga około 1400 mln kmIndeks górny 3³, mimo tego nie wystarcza jej by zapewnić wszystkim ludziom godne warunki bytowania. Kraje położone w strefie klimatów zwrotnikowych charakteryzują się zasobami poniżej wodnej bariery zarządzania i wynoszą nawet 10 mIndeks górny 3   Indeks górny koniec³  na mieszkańca rocznie. Tak drastyczne sytuacje spowodowane są zarówno wpływem warunków pogodowych, jak i dużą liczbą mieszkańców oraz konfliktami. Istotny jest także sam zapas wody słodkiej, który w skali świata sięga zaledwie 2,5% ogółu wód.

Działaniami mogącymi pomóc w zwalczeniu wspomnianego niedoboru HIndeks dolny 2₂O są:

Globalne zasoby wód słodkich magazynowane są głównie w formie trudno dostępnej dla ludzi, gdyż większość z nich mieści się w lodowcach i pokrywie lodowej (68,7%) oraz wodach podziemnych (30,1%). Pozostałe 1,2% to wody powierzchniowe, zdatne  do wykorzystania.

Działaniami mogącymi pomóc w zwalczeniu wspomnianego niedoboru HIndeks dolny 2₂O są:

• zwiększenie retencji,

• zwiększenie dostępności wód podziemnych,

• zmniejszenie parowania wody,

• odsalanie wody morskiej,

• odzyskiwanie wody z lodowców,

• oszczędzanie wody dzięki nowym technologiom,

• racjonalna i odpowiedzialna gospodarka wodna.

Ciekawostki

1. Przeciętny Polak w ciągu roku dysponuje zaledwie 1/3 ilości wody, która przypada na jednego obywatela Unii Europejskiej. Statystyczny Europejczyk może wykorzystać ok. 4500 mIndeks górny 3³/rok, a mieszkaniec naszej planety ok. 7300 mIndeks górny 3³/rok.

2. Średnia roczna suma opadów atmosferycznych w Polsce wynosi 600 mm. Najniższa wartość odnotowywana jest na Pojezierzu Kujawskim, a najwyższa w Tatrach.

3. Bilans hydrosfery utrzymuje się na równym poziomie, gdyż średnia roczna ilość globalnych opadów na lądzie to około 710 mm, z czego w formie gazowej do atmosfery uchodzi około 470 mm, a część stanowiąca odpływ powierzchniowy i gruntowy wynosi około 240 mm.

Słownik