Koloběh Vody v Přírodě: Vysvětlení pro 3. Ročník

Voda je nejdůležitější složkou přírodního prostředí planety Země. Zaujímá také klíčové postavení v životě i činnosti člověka, a její úloha roste s mírou rozvoje společnosti. Mezi jednotlivými geosférami se tak za mnohá tisíciletí ustálily složité procesy látkové výměny. Voda v krajinné sféře umožňuje nejen pohyb hmoty, ale i její nepřetržitě probíhající přeměnu.

Významnou vlastností vody je její schopnost nepřetržitě se obnovovat procesem výměny vody mezi světovým oceánem a pevninou. Oceán je převažujícím zdrojem, který v oběhu na Zemi hraje úlohu hlavního dodavatele sladké vody pro pevninu. Zabývat se vodou na Zemi má hned několik zásadních důvodů. V prvním případě se jedná o zabezpečení lidských potřeb, jako jsou pitná voda, zavlažování, energetické nároky atd.

Rozložení Vody na Zemi

Celková plocha zemského povrchu zaujímá asi 510 mil. km². Voda a povrch pevniny jsou na povrchu Země rozloženy nerovnoměrně. Oceány a moře se rozprostírají na 361 mil. km² (70,8 %) a pevnina na 149 mil. km² (29,2 %). Na severní polokouli je pevnina soustředěna na 100 mil. km² a na vodní plochu připadá 155 mil. km², na jižní polokouli zabírá pevnina 49 mil. km² a vodní plocha 206 mil. km².

Rozdělení zásob vody na Zemi je v neprospěch sladké vody. Oceány a okrajová moře vytváří světový oceán, v němž je soustředěno 1 338 mil. km³ vody (0,1 % objemu Země). Na pevnině jsou celkové zásoby vody podstatně menší, odhadují se asi na 47, 9 mil. km³, z čehož je asi 35 mil. km³ sladké vody. Největší zásoby sladké vody jsou soustředěny v pevninských ledovcích (24 mil. km³), v podpovrchové vodě (23,7 mil. km³) a v jezerech a řekách (13,5 mil. km³).

Tabulka: Zásoby vody na Zemi

Koloběh Vody

Ze světového oceánu se voda výparem dostává do atmosféry jako vodní pára, dále je unášena nad pevninu, kde kondenzuje a vrací se zpět ve formě srážek. Část srážek odtéká z pevniny řekami a podzemní cestou zpět do oceánu - tuto část pevniny označujeme jako odtokovou oblast. Část pevniny, na níž sice odtok probíhá, ale nekončí ve světovém oceánu, označujeme jako bezodtokovou oblast (př. oblast Kaspického moře). Řeky zde končí v bezodtokových jezerech a bažinách, kam dotéká i podzemní voda.

Čtěte také: Více o koloběhu vody v přírodě

Části pevnin, z nichž se uskutečňuje odtok do určitého oceánu, se nazývají úmoří. Ta jsou vzájemně oddělena liniemi hlavního kontinentálního rozvodí. Z ploch úmoří odteče za rok do světového oceánu průměrně asi 40 000 km³ vody.

Stejná nerovnoměrnost se výrazně projevuje i mezi velikosti přítoku vody do částí světového oceánu jižní (46 mm) a severní polokoule (142 mm). Výrazné jsou také rozdíly ve velikosti přítoku do jednotlivých moří (např. do Karského moře 1530 mm, do jižního sektoru Atlantského oceánu jen 37 mm). Přítok vody do oceánů se vyznačuje také nerovnoměrným rozložením v průběhu roku, což je podmíněno režimem srážek a teploty vzduchu (tvorba a tání sněhové pokrývky i ledovců a průběh výparu z povrchu země).

Roční rozložení celkového přítoku vody do světového oceánu je ovlivněno hlavně režimem říčního odtoku ze povrchu pevniny severní polokoule a rovníkové části umoří Jižní Ameriky. Nejvyšší přítok připadá na letní měsíce (35 % odtoku) a nejmenší na zimní měsíce severní polokoule (17 % odtoku). Množství vody v jednotlivých skupenstvích zapojených v rámci oběhu vody na Zemi je stanoveno expertním odhadem a v jednotlivých publikacích se může lišit.

Z povrchu Země se voda v podobě vodní páry vypaří v množství asi 496 000 km³ za rok, z něhož velká část připadá na světový oceán (425 000 km³) a menší na souši (71 000 km³). Jako srážky spadne opět na povrch oceánu 385 000 km³, ty uzavírají tzv. malý oběh vody. Z oblasti nad světovým oceánem se vzdušnými proudy přenáší na pevninu asi 40 000 km³ vody za rok. Zejména transpirací a evaporací vzniklá vodní pára (71 000 km³) se spojuje s vodní parou přenesenou z prostoru světového oceánu a v celkovém množství 111 000 km³ vody pak kondenzuje v podobě srážek. V atmosféře zůstává stabilně vázáno cca 13 000 km³ vody. Z nich jsou 3/4 nad hladinou světového oceánu a ¼ nad souší. Oblasti s maximem této vláhy se rozkládají v rovníkovém a tropickém pásu západní části Tichého oceánu, v povodí řeky Amazonky, v severovýchodní části Jižní Ameriky. Tato vláha, přenášená monzuny a pasáty nad pevniny, podmiňuje v tamních oblastech velké množství srážek a vysoké odtoky.

Zhruba stejné množství vody, jako se dostane nad pevninu vzdušným prouděním, odteče po kondenzaci zpět do oceánu. Skutečná výměna vody mezi světovým oceánem a pevninou je poněkud složitější. Část vláhy z oceánu přenesená nad pevninu spadne sice jako srážky, ty se však vypaří a jako pára jsou zanášeny zpět nad oceán. Celkové množství vodní páry přenášené ze světového oceánu nespadne na pevninu jako srážky. Asi 1/3 z ní se pouze přepraví nad kontinenty a znovu se vrací nad oceán (tranzitní vláha).

Čtěte také: Krása a síla života v koloběhu přírody

Oprostíme-li se od pouhého rozdělení oběhu vody na malý a velký oběh vody, můžeme si více přiblížit rámcový mechanismus tohoto procesu. Výparem se rozumí objem vody nebo výška vrstvy vody vypařené za určitý časový interval z určité plochy. Uvádí se v jednotkách výšky sloupce vypařené vody na jednotce plochy [mm], nebo se sleduje intenzita vypařování [mm.s^-1]. Výpar se měří výparoměrem. Čas trvání setrvání vodní páry v atmosférickém cyklu je poměrně krátký - cca 10 dní.

Povrchový a Podzemní Odtok

Povrchový odtok probíhá nejčastěji podle schématu oceán - atmosféra - pevnina - povrchový odtok - oceán. Povrchového odtoku se účastní ta část srážkové vody, která se nevypařila ani nevsákla a pohybuje se po povrchu krajiny. Plošný odtok (ron) představuje nesoustředěné stékání vody po zemském povrchu. Voda se tak hromadí v mělkých sníženinách na povrchu terénu a její stékání je určováno směrem sklonu reliéfu. Soustředěným odtokem, jak již vyplývá z názvu, se myslí soustředěné odtékání vody v říčních korytech.

Podzemní odtok probíhá převážně podle schématu oceán - atmosféra - pevnina - infiltrace do horninového prostředí - podzemní odtok do řek - oceán. Objem vody, který se účastní podzemního odtoku, se odhaduje na 12 000 km³. Oběh vody na Zemi lze vyjádřit jednoduchými rovnicemi, které jsou matematickým modelem jeho bilance. Rovnice vodní bilance mohou být sestavovány pro jakékoli území řek, jezer. Musí se však sestavovat jako průměr za určitou časovou řadu (př. dekádu). Diverzita hodnot jednotlivých prvků vodní bilance se mění místo od místa.

Za vstup do hydrologického cyklu můžeme považovat srážky. Při jejich dopadu na neprostupný povrch dochází k jejich retenci (zadržování), následnému výparu, nebo přímo k povrchovému odtoku. V případě kontaktu s vegetací dochází nejdříve k intercepci (zadržení vody vegetací) a následnému výparu. Po té se voda dostane přímo do půdy a kořenovým systémem do transpiračního proudu rostlin. Na povrchu půdy se může část vody zachytávat formou povrchové retence a zbytek infiltruje (vsákne se) do pásma aerace (provzdušnění), odkud prosakuje do hlubších vrstev, až dosáhne hladiny nasycení (podzemní vody). Voda, které tohoto pásma nedosáhne, odtéká formou hypodermického (podpovrchového) odtoku. Z pásma nasycení odtéká voda buď ve formě základního podzemního odtoku, nebo se kapilárním zdvihem dostává do pásma aerace.

Vliv Lidské Činnosti na Koloběh Vody

Tento úplný koloběh vody je stále více narušený např. odlesňováním, lesními monokultůrami a půdní erozí. Bez stínu stromů je půda teplejší jako dopadající srážková voda, která tak vůbec nevnikne do půdy a klouže rychle po povrchu do potoků a řek a může tak způsobit povodně!! V létě se povrchová voda často velmi rychle vypaří na místě, vytvoří další oblaka a to způsobí další deště. Jedna povodeň vytvoří další.

Čtěte také: Fosfor v přírodě

Potíž je, že žijeme v době klimatických změn a k nim patří i změna malého vodního cyklu na velký cyklus, kdy větší množství energie v atmosféře vede k přesunu vodních mas vysoko do atmosféry a pak s větry někam úplně jinam. Takže hrozí, že to, co se u nás vypaří, spadne v podobě prudkých srážek jinde. V takovém případě by se mohlo ukázat, že vysazování stromů je z hlediska bilance vody v naší krajině vysloveně kontraproduktivní.

Řeky jsou méně plné a uvolňování podzemní vody je v řekách a potocích stálejší, což jim v některých případech umožňuje téci po celý rok. Potoky tečou čistší, což umožňuje budování biotopů ryb a přirozený proces meandrování, aby se dále zvýšila kvalita vody a tvorba stanovišť. Teplotní režimy jsou příznivé pro infiltraci (srážková voda je teplejší než půda pod stromy), protože půda je chladná a mnohem otevřenější, když existuje stromová pokrývka.

Jak Zlepšit Koloběh Vody

Aby se Země vrátila k původní funkčnosti (plnému hydrologickému cyklu a potřeba obnovit i cyklus živin a uhlíku), je třeba mít na paměti, že je potřeba vysadit ty správné rostliny (tzv. meziplodiny), které tvoří živiny (které obnoví koloběh živin, uhlíku a vody) a podpoří půdní život. Jakmile jsou nové rostliny na svém místě, budou znovu absorbovat živiny svými dlouhými kořeny (přísunu živin do vegetace a tím postupné zvýšení hladiny podzemní vody), které voda odebrala z půdy, tím se zastaví eroze a zvýší se kvalita půdy.

Používáme tedy určitá regenerační opatření, jako jsou zemní práce, nebo rotační pastva a tím se bude infiltrovat více vody, která doplňuje vodonosné vrstvy a stabilizuje půdu. To katapultuje systém směrem k regeneraci, protože únik energie známý jako eroze je anulován. Tento energetický cyklus infiltrace vody udržuje delší období fotosyntézy a biologického rozkladu uhlíkového materiálu jako hnací síly přírody, vody, potenciálu.

Tím se opraví půdní potravní síť (půdní mikrobiom), čímž se uvolní živiny a vytvoří půdní podmínky (struktura), které zvyšují účinnost infiltrace vody prostřednictvím nově vznikajícího humusu. To urychluje postupně růst rostlin a když se zásoba živin stabilizuje, ubývá plevel a diverzita a složitost exponenciálně stoupá. Jak tyto fotosyntetizéry pumpují uhlík do půdy a vyvíjejí rozsáhlé kořenové systémy, dále zvyšují dokončení výše uvedených cyklů.

Takto je klima pozitivně ovlivňováno, voda jde dovnitř, místo aby odtékala. Půda se opravuje a její mikroflóra prosperuje, místo aby byla vyhubována obděláváním a chemikáliemi, a uhlík se ukládá, když se půda prohlubuje, spíše než aby byla vyvrhována do atmosféry nebo znečišťovat vodní systémy. Kromě toho biologická rozmanitost vzkvétá, protože stále více zvířat, ptáků a podobně staví na těchto dalších vláknech v potravní síti daného ekosystému.

Závěrem lze říci, že když jsou pole zvířaty příliš nebo nedostatečně spásána (je potřeba rotační pastva na širém pozemku), když je půda obdělávána příliš často a ponechána otevřená a holá, když se zneužívá chemikálie a když se kácí lesy, hydrologický cyklus trpí. Dokončení cyklu znamená regeneraci.

tags: #koloběh #vody #v #přírodě #vysvětlení #pro

Oblíbené příspěvky:

• Ubytování v Jizerských horách
• Analýza znečištění v ČR: Perzistentní organické látky
• Emise a legislativa v ČR
• Vzdělávání v přírodě v Bohnicích
• Vliv Josefa Jungmanna