Podstawowe pojęcia hydrologiczne i bilans wodny

Woda nieustannie krąży w przyrodzie, zmieniając swój stan skupienia. Parowanie to proces przechodzenia wody w stan gazowy z jezior i oceanów, a transpiracja to parowanie z roślin. Gdy para wodna skrapla się w atmosferze, zachodzi kondensacja.

Warto wiedzieć, że bilans wodny to zestawienie przychodów i ubytków wody na danym obszarze. Obszary o dodatnim bilansie to głównie regiony równikowe (duże opady), a o ujemnym – pustynie (małe opady, duże parowanie).

Woda jest substancją bezwonną i bezbarwną, która łatwo zmienia stan skupienia. Jej zasolenie zależy od kilku czynników. Duże zasolenie występuje tam, gdzie jest intensywne parowanie, małe opady i niewiele dopływających rzek (np. Morze Czerwone). Niskie zasolenie cechuje akweny o dużych opadach i wielu dopływach (np. Morze Bałtyckie).

Ciekawostka! Zjawisko El Niño występuje u zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej. Co 2-7 lat ustaje normalna cyrkulacja powietrza, co powoduje napływ ciepłych wód z okolic równika, drastycznie zmieniając lokalne warunki klimatyczne.

Typy mórz i zjawiska oceaniczne

Morza dzielą się na kilka typów. Morza otwarte (np. Morze Arabskie) szeroko kontaktują się z oceanem. Morza przybrzeżne (np. Morze Japońskie) są oddzielone od oceanu łańcuchem wysp. Morza śródziemne (np. Morze Czarne) są otoczone dwoma kontynentami i kontaktują się z oceanem przez cieśninę.

Morza pełnią kluczową rolę w kształtowaniu klimatu. Prądy morskie powstają dzięki stałym wiatrom, różnicom w zasoleniu i temperaturze wody. Pływy są wynikiem przyciągania Księżyca i Słońca oraz siły odśrodkowej powstającej przy ruchu wirowym Ziemi.

Siła wiatru może spiętrzyć wodę, tworząc fale. Ich wielkość mierzy się za pomocą skali Beauforta. Szczególnie niebezpieczne są tsunami - fale wywołane podmorskimi trzęsieniami ziemi lub wybuchami wulkanów. Z kolei sejsze to wielkopromienne ruchy wody powstające przy dużych różnicach ciśnień.

Pamiętaj! Pływy dzielą się na kwadraturowe (mniejsze) i syzygijne (większe). Te drugie występują, gdy Słońce, Księżyc i Ziemia znajdują się w jednej linii.

Zjawiska oceaniczne i systemy rzeczne

Upwelling to fascynujące zjawisko wynoszenia na powierzchnię zimnych, bogatych w substancje odżywcze wód głębinowych. Występuje głównie przy zachodnich wybrzeżach kontynentów w strefach zwrotnikowych. Przeciwne zjawisko, downwelling, to opadanie zimnych i ciężkich wód w okolicach biegunów.

Prądy morskie tworzą globalne systemy cyrkulacji wód. Na półkuli północnej dominują prądy jak Golfsztrom czy Prąd Północnoatlantycki, a na południowej - potężny Dryf Wiatrów Zachodnich i Prąd Okołobiegunowy.

W systemach rzecznych ważne jest rozróżnienie podstawowych pojęć. Rzeka główna to taka, która uchodzi do morza, a system rzeczny obejmuje rzekę główną z wszystkimi dopływami. Dorzecze to obszar, z którego wody spływają do jednej rzeki, a zlewisko - teren, z którego rzeki uchodzą do tego samego oceanu.

Warto zapamiętać! Ustrój rzeczny określa, jak zmienia się przepływ wody w rzece w ciągu roku. Zależy od klimatu, ukształtowania terenu i wielu innych czynników.

Typy jezior

Jeziora różnią się pochodzeniem i sposobem powstania. Jeziora tektoniczne (np. Bajkał) powstają w zagłębieniach pochodzenia tektonicznego. Są zwykle głębokie i znajdują się w rowach tektonicznych.

Jeziora wulkaniczne formują się w kraterach wygasłych wulkanów, a jeziora krasowe powstają na skutek zawalenia się stropów jaskiń. Ciekawym typem są jeziora meteorytowe, które wypełniają kratery po upadku meteorytów.

Na północy Ameryki i Europy znajdziemy jeziora tektoniczno-lodowcowe (np. Wielkie Jeziora), a w delcie rzek - jeziora deltowe (np. Druzno). Przy wybrzeżach morskich powstają jeziora przybrzeżne (np. Łebsko) dzięki działalności prądów morskich.

Jeziora reliktowe (np. Morze Kaspijskie) to pozostałości dawnych oceanów, które zostały odcięte przez ruchy górotwórcze. Jeziora osuwiskowe tworzą się, gdy jęzor osuwiska blokuje rzekę, a jeziora eoliczne wypełniają zagłębienia powstałe przez działanie wiatru.

Ciekawostka! Najgłębsze jezioro świata - Bajkał - ma głębokość 1642 m i zawiera około 20% wszystkich światowych zasobów słodkiej wody powierzchniowej!

Jeziora i lodowce

Jeziora klasyfikuje się także ze względu na zawartość substancji odżywczych. Jeziora oligotroficzne mają mało substancji odżywczych, są dobrze natlenione i mają niską temperaturę. Jeziora eutroficzne cechują się dużą ilością substancji odżywczych i żółto-zielonymi glonami. Jeziora dystroficzne są zakwaszone, mają mało tlenu i brunatną lub żółtą barwę wody.

Jeziora sztuczne tworzymy dla wielu celów: pozyskiwania energii (np. Solińskie), ochrony przeciwpowodziowej (Czorsztyńskie), rekreacji czy jako zbiorniki wody pitnej (Dobczyckie).

Lodowce górskie powstają przy spełnieniu dwóch warunków. Warunek klimatyczny oznacza, że teren musi być położony powyżej linii wiecznego śniegu, której wysokość maleje od równika (5000 m n.p.m.) do biegunów (0 m n.p.m.). Warunek morfologiczny wymaga istnienia zagłębień śródgórskich, gdzie śnieg może się gromadzić i przekształcać w lód.

Zapamiętaj! W życiu lodowca wyróżnia się różne fazy: transgresję (przyrastanie), stagnację (pozostawanie w miejscu) i regresję (cofanie się). Natomiast ablacja to topnienie lodowca, a cielenie się to odłamywanie jego fragmentów.

Wody podziemne i mineralne

Wieczna zmarzlina (marzłoć trwała) to warstwa zamarzniętego gruntu z lodem w porach. Pokrywa 14% powierzchni lądów, głównie na północnych krańcach Eurazji i Ameryki Północnej.

Wody podziemne dzielimy ze względu na pochodzenie. Wody infiltracyjne powstają przez przesiąkanie wód opadowych. Wody juwenilne pochodzą z kondensacji pary wodnej z magmy i są silnie zmineralizowane. Wody kondensacyjne tworzą się przez skraplanie pary wodnej w glebie, a wody reliktowe pochodzą z dawnych epok geologicznych.

Na niektórych obszarach występują wody artezyjskie, które samoistnie wypływają na powierzchnię dzięki ciśnieniu hydrostatycznemu. Znane baseny artezyjskie to Wielki Basen Artezyjski w Australii czy Basen Paryski.

Gejzery to gorące źródła, które okresowo wyrzucają w górę słup wody i pary. Występują na obszarach wulkanicznych, np. w parku Yellowstone (USA), Islandii czy Nowej Zelandii.

Praktyczna wiedza! Wody mineralne mają różne właściwości i zastosowania: siarczkowe zawierają związki siarki, szczawiowe - kwaśne węglany, solanki - rozpuszczoną sól i związki magnezu, a wody radonowe - pierwiastki promieniotwórcze. Wykorzystujemy je w produkcji napojów, lecznictwie, a termy nawet do ogrzewania mieszkań.

Typy lodowców i wód podziemnych

Lodowce górskie dzielimy na kilka typów. Lodowce alpejskie występują w Alpach (najsłynniejszy to Aletsch). Lodowce himalajskie można spotkać w Himalajach i Pamirze. Lodowce podgórskie występują na Alasce (największy to Malaspina), a lodowce fiordowe - w górach skandynawskich.

Wody podziemne klasyfikujemy również ze względu na głębokość zalegania. Wody zaskórne znajdują się tuż pod powierzchnią ziemi (do kilkunastu cm), są często zanieczyszczone i ich poziom szybko się zmienia. Wody gruntowe zalegają głębiej (kilka do kilkunastu metrów), są czyste i naturalnie przefiltrowane.

Wody wgłębne znajdują się w warstwach wodonośnych przykrytych skałami nieprzepuszczalnymi. Zasilane są przez tzw. okna hydrologiczne. Wody głębinowe zalegają bardzo głęboko (od kilkuset metrów) i są najczęściej wodami reliktowymi, nieodnawialnymi.

Zapamiętaj! Wody artezyjskie znajdują się między dwiema warstwami nieprzepuszczalnymi, co wytwarza ciśnienie hydrostatyczne i powoduje samoczynne wypływanie wody na powierzchnię przy wykonaniu odwiertu.