Hydrosfera i dynamika wód

Obieg wody w przyrodzie występuje w dwóch cyklach: małym (parowanie i opady nad oceanem) oraz dużym (parowanie nad oceanem i opady nad lądem). Bilans wodny to równanie, które pokazuje zależność między opadami, odpływem i parowaniem $P = H + E$.

Temperatura wody w oceanach zmienia się z głębokością i szerokością geograficzną. Najcieplejsze wody znajdują się na równiku, a najchłodniejsze na biegunach. Promienie słoneczne przenikają do głębokości około 1500 m, głębiej temperatura utrzymuje się w zakresie 0-4°C. Zasolenie jest największe na zwrotnikach i maleje w kierunku biegunów.

Prądy morskie to poziome ruchy wody wywołane głównie przez wiatry. Prądy ciepłe płyną od równika ku biegunom po wschodnich stronach oceanów, a zimne od biegunów ku równikowi po zachodnich stronach. Mają ogromny wpływ na klimat, dostęp do wód słodkich i charakter akwenów.

Ciekawostka: ENSO (El Niño-Southern Oscillation) to zjawisko klimatyczne, które ma ogromny wpływ na pogodę na całym świecie! Podczas fazy El Niño temperatura wody u wybrzeży Peru wzrasta, co prowadzi do intensywnych opadów, a podczas La Niña temperatura spada, co wzmacnia pasaty i zjawisko upwellingu.

Ruchy wody i rzeki

Pionowe ruchy wody to przede wszystkim pływy wywołane siłą przyciągania Księżyca i Słońca. Najsilniejsze są pływy syzygijne, które występują dwa razy w miesiącu. Inne pionowe ruchy to upwelling (podnoszenie wód oceanicznych), downwelling (opadanie wód) oraz sejsza (stojąca fala na zamkniętych zbiornikach).

Rzeki to cieki wodne płynące od źródła do ujścia. Tworzą złożone systemy, które możemy podzielić na:

• Rzekę główną - uchodzącą bezpośrednio do morza
• System rzeczny - rzekę główną ze wszystkimi dopływami
• Dorzecze - obszar, z którego wody spływają do systemu rzeki
• Zlewisko - zbiór dorzeczy, z których wody spływają do jednego zbiornika
• Dział wodny - umowna linia rozgraniczająca zlewnie

Ujścia rzeczne dzielimy na dwa główne typy: deltowe (płytkie morze, małe fale) i lejkowate (estuaria - głębokie morze, duże fale).

Uwaga! Pływy morskie mogą być niebezpieczne, ale też użyteczne! Ich siła jest wykorzystywana w elektrowniach pływowych, ale jednocześnie stanowią zagrożenie dla niezabezpieczonych łodzi oraz pozostawiają śmieci na brzegu podczas odpływu.

Typy rzek i jezior

Rzeki możemy podzielić według różnych kryteriów. Ze względu na ciągłość zasilania wyróżniamy:

• Rzeki stałe - płynące przez cały rok
• Rzeki okresowe - płynące w porze deszczowej, co kilka miesięcy
• Rzeki epizodyczne - płynące tylko przez kilka dni po ulewnych deszczach (creek, ved, wadi)

Każda rzeka ma trzy charakterystyczne biegi: górny (szybki nurt, wąskie koryto, dominuje erozja), środkowy i dolny. Gdy poziom wody w rzece jest niski, mówimy o nizówce, a gdy wysoki - o wyżówce lub wezbraniu. Powódź to wezbranie, które powoduje straty materialne.

Jeziora dzielimy na różne typy. Ze względu na zasilanie mogą być stałe, okresowe lub epizodyczne. Ze względu na warunki rozwoju życia wyróżniamy:

• Oligotroficzne - niebieskie, czyste, niezarastające, np. Morskie Oko
• Eutroficzne - zielone, zarastające, mętne, np. Hańcza
• Dystroficzne - brązowe, zarośnięte, występujące w lasach, np. Rybie Oko

Ciekawostka: Jeziora mają różną genezę! Mogą powstać w wyniku działalności tektonicznej (Bajkał), wulkanicznej, lodowcowej (Śniardwy, Hańcza), a nawet uderzenia meteorytu (Kaali). Niektóre jeziora są pozostałościami dawnych mórz i nazywamy je reliktowymi (np. Morze Kaspijskie).

Wody podziemne i lodowce

Wody podziemne dzielimy na artezyjskie (samoistnie wypływające na powierzchnię) i subartezyjskie (nie wypływają, choć ich poziom się podnosi). Ze względu na genezę wyróżniamy wody:

• Infiltracyjne - powstałe przez wsiąkanie wód opadowych
• Kondensacyjne - powstałe przez parowanie (około 50% wód podziemnych)
• Juwenilne - skroplone wody magmy (tworzą gejzery i źródła termalne)
• Reliktowe - dawne wody uwięzione w skałach

W profilu pionowym wyróżniamy strefę aeracji (napowietrzania) oraz strefę saturacji (nasycenia). Granicą między nimi jest zwierciadło wód podziemnych, które może być swobodne lub napięte.

Gejzery to szczególny rodzaj źródeł, z których wydobywa się gorąca woda pod wysokim ciśnieniem. Występują w obszarach aktywnych wulkanicznie, gdzie woda ogrzewana przez magmę zamienia się w parę i wyrzucana jest na powierzchnię.

Lodowce to masy lodu, które dzielimy na górskie (małe, cienkie, występują na wszystkich kontynentach oprócz Australii) i kontynentalne (lądolody - duże, grube, np. antarktyczny i grenlandzki).

Pamiętaj! Granica wiecznego śniegu, powyżej której śnieg nie topnieje przez cały rok, zależy od szerokości geograficznej. Na zwrotniku znajduje się na wysokości 6000 m n.p.m., a na równiku na 4500 m n.p.m.

Lodowce i ich typy

Lodowiec powstaje w określonej kolejności: śnieg przekształca się w firn, następnie w lód firnowy, a na końcu w niebieski lód lodowcowy. W budowie lodowca wyróżniamy pole firnowe (obszar, gdzie gromadzi się śnieg) oraz jęzor lodowcowy (część, która spływa w dół doliny).

Granica wiecznego śniegu zależy od szerokości geograficznej - na zwrotniku znajduje się na wysokości 6000 m n.p.m., a na równiku na 4500 m n.p.m. Poniżej tej granicy może występować zmarzlina, czyli trwale zamarznięta warstwa gruntu.

Wśród lodowców górskich wyróżniamy kilka typów:

• Lodowiec alpejski (dolinny) - ma jedno pole firnowe i jeden jęzor lodowcowy (występuje we Francji)
• Lodowiec himalajski (dendrytyczny) - ma kilka pól firnowych i jeden jęzor lodowcowy (Himalaje)
• Lodowiec fieldowy (norweski) - ma jedno pole firnowe (czasza lodowa) i kilka krótkich jęzorów (Góry Skandynawskie)
• Lodowiec piedmontowy (podgórski) - ma kilka pól firnowych i kilka jęzorów lodowcowych, które tworzą wspólną część (Alaska)

Ciekawostka: Grenlandzki lądolód to drugi co do wielkości (po antarktycznym) obszar pokryty lodem na Ziemi. Gdyby w całości stopniał, poziom mórz podniósłby się o około 7 metrów, co zatopiłoby wiele nadmorskich miast na całym świecie!