Przeczytaj
Występowanie wód powierzchniowych na kuli ziemskiej jest uwarunkowane wieloma różnorodnymi czynnikami środowiskowymi – klimatycznymi, geomorfologicznymi, geologicznymi, biologicznymi. Ich łączne oddziaływanie wpływa na obieg wody, którego jednym z etapów są opady atmosferyczne (deszczu i śniegu). Wraz z nimi woda dociera do powierzchni ziemi, wypełnia zagłębienia, spływa, zgodnie z siłą grawitacji, z terenów wyżej położonych do obniżeń, rzeźbiąc w podłożu koryta rzeczne. Objętość wody wypełniającej misy jeziorne i płynącej w korycie rzecznym zależy głównie od wielkości zasilaniazasilania, o którym z kolei decydują elementy klimatu - wysokość opadów i temperatura powietrza, wpływająca na wielkość parowania. Określa się ją, mierząc np. przepływprzepływ rzeki, wyrażany w m³/s lub km³/rok.
Do uruchomienia odpływu rzecznego niezbędna jest odpowiednia suma opadów atmosferycznych. W strefie klimatów umiarkowanych jest to 200–250 mm/rok, w podzwrotnikowych 400–500 mm/rok, a w równikowych 700–1000 mm/rok. Niższe opady atmosferyczne w tych strefach nie powodują odpływu wód korytami rzecznymi, gdyż woda opadowa zostaje zużyta na parowanie i retencję gruntową.
O tym, jak ważna jest rola opadów w zasilaniu rzek, świadczy fakt, że największe systemy rzeczne świata, Amazonki i Konga, ukształtowały się w wilgotnej strefie klimatu równikowego, na terenach o najwyższych w skali globalnej opadach sięgających kilku tysięcy mm. Rzeki te prowadzą wodę przez cały rok i charakteryzują się przepływami wynoszącymi przy ujściu dziesiątki, a nawet setki tysięcy m³/s. Na całej swej długości odbierają liczne dopływy o niewiele mniejszych przepływach, a ich dorzecza zajmują powierzchnię milionów km² (tab. 1).
Rzeka | Długość (km) | Średni przepływ przy ujściu (m³/s) | Powierzchnia zlewni (tys. km²) |
|---|---|---|---|
1. Amazonka | 474 | 209 000 | 7 050,0 |
2. Kongo | 4 371 | 41 200 | 4 014,5 |
3. Orinoko | 2 140 | 40 000 | 880,0 |
4. Madeira | 3 380 | 31 200 | 1 420,0 |
5. Jangcy | 6 418 | 30 166 | 1 808,5 |
6. Rio Negro | 2 230 | 28 400 | 691,0 |
7. La Plata | 290 | 22 000 | 3 100,0 |
8. Brahmaputra | 3 848 | 19 800 | 712,0 |
9. Jenisej‑Angara | 5 550 | 19 600 | 2 580,0 |
10. Japura | 2 615 | 18 620 | 267,7 |
11. Parana | 4 880 | 17 290 | 2 582,6 |
12. Lena | 4 472 | 16 871 | 2 490,0 |
13. Rzeka Świętego Wawrzyńca | 3 058 | 16 800 | 1 030,0 |
14. Missisipi‑Missouri | 6 019 | 16 792 | 3 202,2 |
15. Marañón | 1 737 | 16 708 | 358,0 |
16. Ganges | 2 510 | 16 648 | 907,0 |
17. Mekong | 4 023 | 16 000 | 811,0 |
18. Tocantins | 2 699 | 13 600 | 920,0 |
19. Tapajos | 1 992 | 13 540 | 492,5 |
20. Ucayali | 2 670 | 13 500 | 337,5 |
Wisła | 1 047 | 1 100 | 194,0 |
Indeks dolny Źródło: compositerunoff.sr.unh.edu; J. Suchożebrski, Rzeka w środowisku przyrodniczym i życiu człowieka, 2010. Indeks dolny koniecŹródło: compositerunoff.sr.unh.edu; J. Suchożebrski, Rzeka w środowisku przyrodniczym i życiu człowieka, 2010.
W strefach klimatów suchych i skrajnie suchych sieć rzeczna ma odmienny charakter. Koryta rzek mają mniejsze rozmiary i prowadzą wodę tylko w okresie opadów. W porze suchej lub w okresach długotrwałej suszy woda zanika w części lub w całej długości biegu. W okresach tych na powierzchni terenu widoczne są suche formy dolinne o zróżnicowanych rozmiarach.
W większości stref klimatycznych wielkość zasilania zmienia się w czasie, co wpływa na okresowe zmiany wielkości przepływu. Maksymalne przepływy mogą być kilkakrotnie wyższe od średnich i setki razy większe od minimalnych.
Ze względu na ciągłość zasilania, rzeki na kuli ziemskiej można podzielić na:
stałe, prowadzące wodę przez cały rok, występujące w strefach klimatycznych, w których wysokość opadów przewyższa parowanie,
sporadycznie wysychające, zasilane przez wody podziemne i spływ powierzchniowy, podobnie jak rzeki stałe, ale zanikające sporadycznie w czasie długotrwałej suszy,
okresowe, prowadzące wodę regularnie, przez określony czas, występujące na obszarach z porą suchą i deszczową,
epizodyczne, prowadzące wodę sporadycznie, nieregularnie, występujące na obszarach suchych, gdzie opady są niewielkie, a parowanie wysokie.
Rytm wahań przepływu w ciągu roku, wynikający z intensywności i rodzaju zasilania (opady deszczu lub śniegu, topnienie lodowców, pokrywy śnieżnej, wody podziemne), decyduje o tzw. ustroju (reżimie) hydrologicznym. Zmienność w czasie przepływów i stanów wód przedstawia się na wykresie zwanym hydrogramem. Można z niego odczytać, kiedy występowały okresy wezbrańwezbrań i niżówekniżówek.
O miejscach występowania rzek i jezior, ciągłości zasilania, wielkości przepływu decyduje więc bilans wodnybilans wodny, zależny od warunków klimatycznych. W granicach obszarów o dodatnim bilansie wodnym, w których roczna suma opadów przewyższa wartość parowania, nadwyżki wody gromadzone są w jeziorach, odpływają rzekami do mórz, zatrzymywane są w gruncie i zasilają wody podziemne. Warunki takie występują w strefie klimatów wilgotnych równikowych, umiarkowanych i podbiegunowych. Z kolei tam, gdzie roczna suma opadów jest mniejsza niż wielkość parowania, bilans wodny jest ujemny. Deficyt wody powoduje procesy pustynnienia i ograniczenie przepływu. Najwięcej obszarów o ujemnym bilansie wodnym występuje w suchych strefach klimatu zwrotnikowego, podzwrotnikowego i umiarkowanego, kontynentalnego. Na podstawie ogólnych cech bilansu wodnego wyróżnia się obszary suche (aridowe), półsuche (semiaridowe), półwilgotne (subhumidowe) i wilgotne (humidowe).
Harmonia interaktywna przedstawia charakterystyczne cechy rzek występujących w różnych strefach klimatycznych.
Charakteryzują się stałym przepływem, wzrastającym w okresie opadów zenitalnych. W bezpośrednim sąsiedztwie równika, gdzie opady te pojawiają się przez cały rok, przepływ jest wyrównany, natomiast w strefie podrównikowej, w której deszcze zenitalne występują w porze letniej, rzeki charakteryzuje znaczna zmienność przepływu.
Charakteryzują się sezonowymi lub długookresowymi zmianami zasilania, w związku z czym prowadzą one wodę tylko w porze występowania opadów i zanikają, w części lub całości swego biegu, w okresach długotrwałej suszy. Są to rzeki okresowe i epizodyczne (nazywane w Afryce wadi/uedy, w Australii creek).
Położone w strefie opadów monsunowych, charakteryzują się intensywnym wzrostem poziomu wody w korytach rzecznych w czasie monsunu letniego. Wzrost przepływu w tym okresie jest także spowodowany przez topniejące śniegi i lodowce Himalajów oraz Wyżyny Tybetańskiej. W okresie zimowym, kiedy monsuny przynoszą znad kontynentu suche i zimne powietrze, koryta rzek prowadzą znacznie mniejsze ilości wody.
Charakteryzują się wezbraniami w chłodnym półroczu, co wiąże się ze wzrostem opadów w tym okresie. Jedynie w górach występują wiosenne wezbrania roztopowe. Latem stan wody znacznie się obniża, w związku ze wzrostem parowania i jednoczesnym zmniejszeniem opadów.
Charakterystyczne dla tej strefy są obfite opady, równomiernie rozłożone w ciągu roku, charakteryzują się wysokimi i wyrównanymi przepływami z pewnym wzrostem w okresie zimowym. Jest on wywołany mniejszym niż w lecie parowaniem, dzięki któremu objętość odpływających wód jest większa.
Charakteryzują się zwykle dwoma wezbraniami w ciągu roku. Wyższe, wiosenne, związane jest z porą topnienia śniegu i lodów, niższe, letnie, z występowaniem wysokich opadów. Najniższe stany wód występują jesienią.
Charakteryzują się wyraźnym wzrostem przypływu wiosną, co jest wynikiem topnienia pokrywy śnieżnej i lodowej na rzekach, który dorównuje niekiedy rzekom strefy równikowej.
Charakteryzują się wyraźnym wzrostem przypływu wiosną, w okresie topnienia lodowców i płatów śnieżnych oraz powierzchniowego rozmarzania wieloletniej zmarzliny. Woda z topniejących lodowców tworzy splot licznych strumieni, zwany rzeką warkoczową. Zimą rzeki są z reguły zamarznięte i notują najmniejsze przepływy w roku.
Nie wszystkie rzeki na kuli ziemskiej płyną, od źródeł do ujścia, przez jedną strefę klimatyczną. Kiedy tak się dzieje, przepływ wód na ogół rośnie z ich biegiem. Rzeki takie nazywane są autochtonicznymi, a ich przykładem jest Amazonka i Kongo. Niekiedy jednak rzeki, zwłaszcza o znacznej długości i południkowym przebiegu koryt, płyną przez różne strefy klimatyczne, o zróżnicowanych warunkach zasilania. Rzeki takie określane są mianem rzek alochtonicznych. Przykładem może być Nil, który zasilany jest w wodę w górnym biegu, w strefie klimatów równikowych. Następnie tranzytowo przepływa przez suchą strefę zwrotnikową, tracąc znaczną część swych wód na parowanie i wsiąkanie w piaszczyste podłoże (jest jedyną stałą rzeką przepływającą przez największą pustynię świata – Saharę). Uchodzi do Morza Śródziemnego w strefie klimatu podzwrotnikowego. Dlatego średni przepływ mierzony przy ujściu jest nieproporcjonalnie niski w stosunku do długości rzeki.
Jeziora, podobnie jak rzeki, występują w niemal wszystkich strefach klimatycznych, jednak w przeciwieństwie do rzek elementy klimatu mają stosunkowo niewielki wpływ na ich rozmieszczenie, natomiast decydują o zasobności jezior w wodę, procesach wysychania, zasolenia itp. Natomiast położenie zależy przede wszystkim od procesów geologicznych i geomorfologicznych, np. procesów tektonicznych lub erozyjnej i akumulacyjnej działalności lądolodów plejstoceńskich. Z tego względu występowanie jezior na Ziemi jest nierównomierne. Największe ich zagęszczenie występuje na obszarze Europy i Ameryki Północnej (zwłaszcza Kanady), co jest wynikiem polodowcowej genezy. Jeziora te ze względu na położenie w wilgotnej strefie klimatów umiarkowanych, o dodatnim bilansie wodnym, są zwykle zasobne w słodką wodę.
Jezioro | Powierzchnia (km²) | Maksymalna głębokość (m) | Objętość (km²) |
|---|---|---|---|
Morze Kaspijskie | 371 000 | 1 025 | 78 200 |
Bajkał | 31 500 | 1 637 | 23 600 |
Tanganika | 32 600 | 1 470 | 18 900 |
Górne | 82 100 | 4 063 | 12 100 |
Malawi | 29 500 | 706 | 8 400 |
Michigan | 58 000 | 281 | 4 900 |
Huron | 59 600 | 229 | 3 540 |
Wiktorii | 68 870 | 84 | 2 750 |
Wielkie Jezioro Niedźwiedzie | 31 000 | 446 | 2 236 |
Issyk‑kul | 6 200 | 182 | 1 738 |
Ontario | 18 960 | 311 | 1 639 |
Wielkie Jezioro Niewolnicze | 27 000 | 614 | 1 560 |
Około 85% objętości wód jeziornych na Ziemi znajduje się w zaledwie 10 największych jeziorach na świecie. Pozostałe 15% wypełnia misy ponad 1,4 mln jezior, z których większość (ok. 900 tys.) występuje w Kanadzie.
Wpływ klimatu na wody jezior zaznacza się także w strefach klimatycznych suchych i skrajnie suchych, o ujemnym bilansie wodnym, gdzie parowanie przewyższa dopływ powierzchniowych wód słodkich (opadowych i rzecznych) i gdzie brak jest zasilania podziemnego lub jest ono znacznie ograniczone. W tych warunkach powstają słone jeziora – największe z nich to Morze Kaspijskie, Morze Martwe, Wielkie Jezioro Słone, których zasolenie w częściach akwenu przekracza 300‰. W skrajnie suchym klimacie jeziora te okresowo lub trwale wysychają, pozostawiając na powierzchni solniska (słone bagna) lub grube pokrywy solne, zwane w Afryce Północnej szottami (Szott Malghigh w Algierii, Szott al‑Gharsa w Tunezji), a w Ameryce Południowej salarami (Salar de Uyuni, Salar de Atacama).
Wysychanie jezior prowadzi niekiedy do katastrofy ekologicznej, zwłaszcza jeśli proces ten jest związany z gospodarczą działalnością człowieka. Przykładem może być jezioro Czad, ale przede wszystkim Jezioro Aralskie, które w latach 60. XX w. było czwartym pod względem powierzchni jeziorem na Ziemi. Od tego czasu stale zmniejsza się jego powierzchnia z powodu odprowadzania wody z zasilających jezioro rzek Amu‑darii i Syr‑darii do nawadniania terenów rolniczych.
Jeziora występują też na Antarktydzie. Są to jeziora podlodowcowe. Dotychczas rozpoznano 379 jezior. Objętość niektórych z nich dorównuje największym jeziorom lądowym. Jednym z tych zbiorników jest słodkowodne jezioro Wostok – największe ze znanych jezior podlodowcowych o powierzchni 16 000 km² i objętości 5400 km³. Wymiana wód w jeziorze jest bardzo powolna – szacuje się, że cała objętość wód jeziornych jest wymieniana co 13 300 lat.
Słownik
zestawienie obiegu wody na konkretnym obszarze (dorzecze, zlewnia itp.) z rozróżnieniem na przychody (suma opadów) i rozchody (parowanie, odpływ powierzchniowy i podziemny z danego terenu)
okresowe obniżenie stanów wody w rzekach, poniżej umownie przyjętych wartości granicznych, powstające na skutek niedoboru opadów, zmagazynowania wody w pokrywie śnieżnej i lodowej, a także przerwania zasilania podziemnego w wyniku przemarznięcia podłoża i zlodzenia części przekroju poprzecznego rzeki
ilość wody przepływającej przez poprzeczny przekrój koryta cieku wodnego (np. koryta rzeki) w jednostce czasu, wyrażana w m³/s
wysoki stan wody w rzece, wywołany zwiększonym zasileniem koryta podczas opadów lub roztopów oraz spiętrzeniem wody spowodowanym zatorem lodowym lub sztormem
dopływ do rzek wód pochodzących z opadów atmosferycznych, topnienia lodowców i śniegu oraz ze źródeł i wód podziemnych