Skąd się bierze deszcz?

Woda krąży w przyrodzie od miliardów lat. Będąc w nieustannym ruchu, umożliwia życie na Ziemi. Podczas podróży pomiędzy wodami podziemnymi, powierzchniowymi i atmosferycznymi, cząsteczki wody przechodzą ciągłe przemiany fazowe i kilkukrotnie zmieniają stan skupienia między gazowym, ciekłym i stałym. Obieg wody między atmosferą, hydrosferą i litosferą jest możliwy dzięki wpływom Słońca, siły grawitacyjnej oraz ruchu Ziemi. Fachowe określenie tego procesu to cykl hydrologiczny, my znamy go jako deszcz. Hydrosferą określamy wszystkie wody na globie zgromadzone w zbiornikach wodnych jak oceany, morza, rzeki czy jeziora. W tym artykule pochylimy się nad obiegiem wody w przyrodzie i prześledzimy jej cykl.

Jak woda tworzy chmury?

Parowanie wody z powierzchni Ziemi umożliwia energia słońca, którego ciepło powoduje ten proces. Woda w stanie ciekłym zaczyna parować z powierzchni zbiorników wodnych, niezależnie od tego czy to ocean, morze, rzeka czy sztuczny zbiornik zbudowany przez człowieka. Główne źródło wody atmosferycznej stanowią morza i oceany, zajmujące 70% powierzchni Ziemi. W procesie sublimacji źródłem pary staje się również lód i śnieg. Można to zaobserwować np. w cieplejsze wiosenne dni, kiedy płatki śniegu znikają, a my nie widzimy, aby topniały. Zwyczajnie parując, wodę oddaje również gleba, a także rośliny lądowe w procesie transpiracji. W niewielkim stopniu woda paruje również z organizmów zwierzęcych i ludzkich.

Pionowe ruchy ogrzanego powietrza powodują unoszenie powstałych cząsteczek pary wodnej. Dalsze przemiany faz wody w atmosferze zależą od wartości temperatury, a właściwie jej spadku. Wraz ze wzrostem wysokości powietrze się ochładza, co pozwala na zjawisko kondensacji – skraplania się pary wodnej, która przechodzi ze stanu gazowego w stan ciekły. Cząsteczki pary wodnej skraplają się na niezwykle małych, stałych cząsteczkach – tzw. jądrach kondensacji. Produkty kondensacji, pod postacią kropelek wody lub kryształków lodu, powstałych w wyniku resublimacji, osiadają na nich. W ten sposób powstają widoczne na niebie chmury. Na niższych wysokościach w wyniku tego procesu powstaje mgła, a na powierzchni Ziemi osady takie jak szron, rosa czy szadź.

Kiedy pada deszcz?

Wraz ze spadkiem temperatury krople wody rozrastają się, a siła ciężkości sprawia, że spadają z chmur na ziemię w postaci opadów różnego rodzaju. Najczęściej jest to deszcz, zimą obserwujemy śnieg, a czasem grad. Dominująca część opadów trafia do mórz i oceanów, zaledwie 20% z nich spada na powierzchnię kontynentów. Na ich ilość wpływają liczne czynniki. Przede wszystkim odległość od mórz i oceanów, im jest ona większa, tym mniejsza jest wilgotność powietrza na lądzie, a co za tym idzie częstotliwość opadów maleje. Drugim ważnym czynnikiem ją determinującym jest wysokość nad poziomem morza. Woda, trafiająca na kontynenty, częściowo ponownie wyparuje z powierzchni lądów do atmosfery. Pewną jej ilość wychwytują rośliny, pozwalając jej wrócić do obiegu w procesie transpiracji. Deszcz w większości trafia jednak do rzek bądź wsiąka, przechodząc do wód podziemnych, którymi dalej kieruje się do mórz i oceanów, zamykając cykl.

Pełen, zamknięty cykl wody pomiędzy lądem, atmosferą i oceanem, który obejmuje wszystkie przemiany wody określany jest dużym obiegiem i mówi się o nim w skali całej planety. Prosty przypadek krążenia wody, opierającego się na parowaniu i opadzie zachodzi między lądem lub ocean i atmosferą. Jest on określany małym obiegiem wody i dotyczy skali lokalnej. Obieg przyrody składa się więc z parowania, kondensacji pary wodnej, opadów, przesiąkania, spływu do powierzchni ziemi i gruntu, spływu strumieniami rzek i wód gruntowych do jezior i mórz, a następnie ponownego parowania.