Obieg wody: Jak woda porusza się wokół Ziemi?

14 minute read

Zaktualizowano Thu Apr 29 2021

Ulewne deszcze, susze i pożary: zbyt duża lub zbyt mała ilość wody może stanowić ogromny problem – a zmiany klimatyczne mogą jeszcze pogorszyć sytuację. Dlaczego? Wszystko zależy od obiegu wody.

Obieg wody to ruch wody na całej planecie, od cieczy w oceanie i na lądzie do pary wodnej w atmosferze i z powrotem.

Cykl ten jest kluczem do zrozumienia, jak zmiany temperatury są powiązane z takimi zjawiskami jak susze i powodzie.

Jak woda przemieszcza się dookoła Ziemi?

W swojej najbardziej podstawowej formie obieg wody może być podzielony na deszcz i parowanie:

Obieg wody w przyrodzie

Jak myślisz, skąd pochodzi większość wody, która paruje do atmosfery?


Ze względu na sposób, w jaki Ziemia jest zakrzywiona, strefa międzyzwrotnikowa pochłania dwa razy więcej energii słonecznej niż inne części planety, co powoduje większe parowanie. Parowanie zależy również od dostępności wody, więc większość parowania zachodzi z powierzchni oceanu, a nie lądu.

Więcej światła słonecznego w strefie międzyzwrotnikowej

W rzeczywistości 86% całej wyparowanej wody pochodzi z oceanu. Oznacza to, że co roku z oceanu wyparowuje górna warstwa wody o głębokości 1,4 m.

10% tej wody spada w postaci deszczu na ląd. Trójwymiarowy ruch powietrza w atmosferze, znany jako cyrkulacja ogólna, jest zatem bardzo ważny dla cyklu wodnego i struktury opadów deszczu, ponieważ redystrybuuje parę wodną wokół planety.

Dlaczego globalne ocieplenie ma tu znaczenie?

Temperatura na powierzchni planety ma duży wpływ na parowanie wody. Co się więc wydarzy, gdy podniesiemy temperaturę na Ziemi?

Cieplejsze powietrze zatrzymuje więcej pary wodnej: 7% więcej na każdy stopień Celsjusza, o który się ociepla. Dzieje się tak, ponieważ w wyższych temperaturach cząsteczki wody na ziemi lub na powierzchni morza czy jezior mają więcej energii, co ułatwia im ucieczkę z wody w stanie ciekłym i przekształcenie się w gaz w atmosferze. Zwiększenie ilości pary wodnej w powietrzu zmienia ilość wody, która może spaść w postaci deszczu.

Globalne ocieplenie i wzmożone opady deszczu

Przyspieszenie tempa, w jakim woda krąży w atmosferze i poza nią, znane jest jako intensyfikacja cyklu wodnego.

Jak intensyfikacja zmienia opady deszczu?

Czego byś się spodziewał, gdybyśmy dodali więcej wody do atmosfery?


Tak, tego i tego! Efekty różnią się znacznie w zależności od miejsca. Spójrz na mapę poniżej:

Globalna zmiana opadów

Ogólnie rzecz biorąc, intensyfikacja cyklu oznacza, że miejsca wilgotne stają się bardziej wilgotne, a suche bardziej suche. Dzieje się tak częściowo dlatego, że dodatkowa woda w atmosferze jest skupiana przez prądy dryftowe w miejscach, które już są deszczowe.

Bardziej sucho i bardziej wilgotno

Jeszcze mniej wody będzie dostarczone na pustynie w pobliżu równika, a jeszcze więcej skoncentruje się w światowych lasach tropikalnych.
Ponadto niektóre części atmosfery będą się ocieplać bardziej niż inne, więc będą w stanie zatrzymać więcej wody.

Oprócz ilości deszczu, który spada każdego roku, ważne jest, aby wziąć pod uwagę sposób, w jaki ten deszcz spada. Czy codziennie pada lekki deszcz? Czy może dwa razy w roku pada ulewny deszcz? Nazywa się to intensywnością opadów deszczu.

Obserwujemy ulewne deszcze nawet w miejscach, gdzie ogólna ilość opadów nie wzrasta. Znane jest to jako syndrom „nieszczęść, które chodzą parami".

Ocieplenie może powodować, że deszcze staną się intensywniejsze – zwiększając ryzyko powodzi – ale rzadsze. W długich okresach bez deszczu pomiędzy tymi ulewami, susze stają się dłuższe i bardziej dotkliwe.

Wyobraź sobie, że cała woda, którą zwykle pijesz w ciągu roku, jest dostępna tylko przez jeden dzień! Nie byłbyś szczęśliwy, nawet jeśli nadal otrzymywałbyś taką samą ilość wody w ciągu roku, prawda?

Susze są również powodowane przez zmieniające się prądy dryftowe, które redystrybuują opady deszczu. Generalnie w odpowiedzi na globalne ocieplenie prądy dryftowe przesuwają się w kierunku biegunów.

Czasami w południowych Chinach wiatry przynosiły więcej suchego powietrza z północy i mniej pary wodnej z tropikalnych oceanów, powodując intensywne susze. Od 1950 roku susze stały się również dłuższe i bardziej intensywne w rejonie Morza Śródziemnego i Afryce Zachodniej.

Wody gruntowe są to wody zgromadzone pod ziemią w przestrzeniach pomiędzy skałami i glebą. Co się z nimi dzieje, gdy rozmieszczenie i częstotliwość opadów się zmieniają?


Woda podziemna jest uzupełniana przez deszcz. Nazywa się to doładowaniem wód podziemnych. Zbyt duża ilość deszczu może zapełnić magazynowanie wód podziemnych do momentu, w którym dodatkowa woda spowoduje powodzie, natomiast jeśli nie będzie padać wystarczająco, to zapasy zmaleją.

Jeśli będziemy nadal emitować gazy cieplarniane w obecnym tempie, doładowanie wód podziemnych w suchych regionach może znacznie się zmniejszyć. Tak jak w północno-wschodniej Brazylii, gdzie przewiduje się, że do 2050 r. doładowanie wód podziemnych zmniejszy się o ponad 70%. Mniejsze ich zasoby sprawiają, że susze są jeszcze gorsze!

Szusze i pożary

Gdy ziemia wysycha, staje się bardziej podatna na wybuchy pożarów. Które z następujących czynników przyczyniających się do dzikich pożarów wzmagają się przez zmiany klimatyczne?


Dowiedzieliśmy się, że wzrost temperatury powoduje zwiększone parowanie. Może to powodować wysychanie roślin, tworząc źródło paliwa, które prowadzi do większych pożarów.

Normalnie większość energii słonecznej, którą otrzymuje dany obszar, jest absorbowana przez parującą wodę na powierzchni Ziemi. Kiedy jednak w glebie nie ma wystarczającej ilości wody, energia ta ogrzewa wysuszone rośliny. Bardziej suche i cieplejsze warunki zwiększają prawdopodobieństwo pożarów.

Fale upałów zwiększają zatem prawdopodobieństwo wystąpienia pożarów lasów. Od 1950 roku niemal we wszystkich częściach globu wystąpiła zwiększona liczba fal upałów, bijąc wiele rekordów temperatury.

Modele przewidują, że zmiany klimatu mogą zwiększyć częstotliwość występowania pożarów na świecie o 19% w 2050 roku w stosunku do 2015, jeśli temperatury osiągną 1,8°C powyżej poziomu preindustrialnego.

Podsumowanie

To sposób, w jaki woda krąży w naszej atmosferze sprawia, że nasza Ziemia jest taka wyjątkowa. Z tego rozdziału wynika, że zmiany w tej cyrkulacji muszą być brane na poważnie!

W następnym rozdziale przyjrzymy się efektom tych zmian w strefie międzyzwrotnikowej.

Następny rozdział