Powinniśmy pamiętać to z lekcji biologii: obieg wody na Ziemi jest zamknięty. Oznacza to, że woda nigdzie nie ucieka, jak również nie przychodzi z zewnątrz. Zmienia tylko miejsce swojego pobytu i stan skupienia. Raz jest rzeką lub morzem, kiedy indziej chmurą, deszczem, śniegiem albo mgłą. Jednak wciąż jest to ta sama woda.
Siłą napędową tego procesu jest słońce. Podgrzewa ono wodę w rzekach, jeziorach i oceanach, ta zaczyna parować i w postaci pary unosi się wyżej, aż do atmosfery, gdzie niska temperatura wywołuje proces kondensacji. Tak powstają chmury, które poziome prądy powietrzne przesuwają wokół globu ziemskiego. Drobne cząsteczki wody w chmurach zderzają się ze sobą, powiększają swoją masę i spadają na ziemię. Opadem może być śnieg, który gromadząc się na powierzchni Ziemi z czasem przekształca się w pokrywę lodową i lodowce. Te ostatnie mogą zatrzymać zamrożoną wodę na tysiące lat. W cieplejszym klimacie pokrywa śnieżna zwykle wiosną roztapia się. Część wód opadowych i roztopowych spływa po powierzchni ziemi, tworząc odpływ powierzchniowy, dociera do rzek i podąża w stronę oceanu. Znaczna część wody przesiąka i przedostaje się do gruntu, znajdując czasem ujście na powierzchni Ziemi, gdzie pojawia się w postaci źródeł słodkiej wody. Płytkie wody gruntowe wykorzystywane są przez system korzeniowy roślin. W roślinach woda transportowana jest przez powierzchnię liści i z powrotem przedostaje się do atmosfery. Część wody przedostającej się do gruntu przesiąka głębiej, zasilając warstwy wodonośne, które magazynują ogromną ilość słodkiej wody przez długi czas, zanim i tak przedostaną się do oceanów.
Ocean – parujący magazyn wody
Przeważająca ilość wody jest zmagazynowana w oceanach przez czas dłuższy niż ten potrzebny dla pełnego cyklu hydrologicznego. Ocenia się, że jest to około 96.5% całkowitych zasobów. Parowanie jest procesem, w którym woda zmienia postać z ciekłej na gazową. Jest to najważniejszy etap cyklu hydrologicznego, kiedy to woda pojawia się w atmosferze w postaci pary wodnej. Badania wykazały, że oceany, morza, jeziora i rzeki, parując, dostarczają około 90% wilgoci do atmosfery, podczas gdy pozostałe 10% dostaje się poprzez transpirację roślin. Nad oceanami parowanie jest zdecydowanie większe niż opady, podczas gdy, nad lądami opady przewyższają parowanie. Większość wody parującej z oceanów wraca do nich z opadami. Tylko około 10% objętości wody parującej z oceanów przenoszona jest nad lądy, aby tam spaść z opadem. Molekuły parującej wody spędzają około 10 dni w powietrzu zanim wrócą z powrotem na ląd czy ocean.
Ważna jest atmosfera
Przez atmosferę woda przemieszcza się wokół Ziemi. Woda w atmosferze występuje zawsze. Najlepiej widoczną formą jej obecności są chmury, ale nawet przejrzyste powietrze w bezchmurny dzień zawiera wodę w postaci małych, niewidocznych gołym okiem cząsteczek. Gdyby cała woda zawarta w atmosferze spadła na Ziemię w jednej chwili, utworzyłaby na powierzchni warstwę o grubości 2.5 cm.
Opad to uwolnienie się wody z chmur w postaci deszczu, deszczu ze śniegiem, śniegu czy gradu. Jest to podstawowy sposób powrotu wody na Ziemię. Wśród opadów przeważa deszcz
Lodowy płaszcz Ziemi
Woda zmagazynowana przez długi okres w lodzie, śniegu i lodowcach w przeważającej części bierze udział w cyklu hydrologicznym. W klimacie chłodniejszym zasilanie rzek i strumieni w większości pochodzi właśnie z topniejącego śniegu i lodu. Nagłe topnienie pokrywy śnieżnej może powodować zagrożenie powodziowe, natomiast brak wody zmagazynowanej w pokrywie śnieżnej odbija się zwykle niedostatkami wody w pozostałej części roku. Może to mieć wpływ na objętość wody gromadzonej w zbiornikach wodnych położonych w dole rzeki, co z kolei, odbije się niekorzystnie na systemach nawadniających i zaopatrujących miasta w wodę.
Odpływ powierzchniowy
Wszystkie procesy obiegu wody w przyrodzie są wynikiem interakcji pomiędzy opadem a odpływem powierzchniowym. Część opadu spływającego po powierzchni lądu, by rzekami dopłynąć do oceanu, to właśnie odpływ powierzchniowy. Rzeki zasilane są również wodami gruntowymi oraz tracą wodę, oddając ją do gruntu. Ciągle jednak przeważająca część wody w rzekach pochodzi z odpływu powierzchniowego. Zwykle część opadu przesiąka przez glebę. Gdy woda ta dotrze do warstw wodonośnych lub nieprzepuszczalnych zaczyna spływać w dół zgodnie z nachyleniem warstw skalnych. Podczas intensywnego deszczu można zauważyć wiele maleńkich strumyczków spływających w dół po stoku. Woda w gruncie zachowuje się podobnie – spływa kanalikami w kierunku rzeki.
Jednym z elementów cyklu hydrologicznego, niezbędnym dla utrzymania życia, jest woda słodka zmagazynowana na lądach – w rzekach, stawach, jeziorach, sztucznych zbiornikach i mokradłach. Jest to zaledwie 3% całkowitej objętości wody na Ziemi. Niestety nie jest to ilość wystarczająca. Ta prosta matematyka uzmysławia, dlaczego tak bardzo musimy dbać o wodę.
Na podstawie U.S. Geological Survey
