Hidrološki ciklus

Ovaj zakon je u osnovi jednostavan i objašnjava činjenicu da voda prelazi iz jednog u drugo stanje i tako biva transportovana u zatvorenom sistemu koji čine zemlja i atmosfera oko nje.

Ciklus je zatvoren samo ukoliko se posmatra na cijeloj Planeti gdje svaka kap vode ima svoj stalni kružni put, koji počinje sa zemlje i iz okeana, prolazi kroz atmosferu i ponovo se vraća na zemlju i u okean. Eneregija koja omogućava to kretanje se dobija iz Sunca, a procesi uključeni u taj ciklus su isparavanje, kondenzacija, padavine, infiltracija i oticanje, kao što je vidljivo na slici 1.

I, kao što je vidljivo iz date šeme (Slika 1), okeani ne prave podzemne akumulacije (rezervoare vode), nego je proces obrnut, tj.okeani se pune direktnim padavinama i sa doticajima vode iz podzemlja i sa površine zemlje; dakle, voda se "ne penje” na planine usljed njihovog pritiska, već se tamo javlja kao posljedica infiltracije padavina u podzemlje; nivo okeana se ne povećava usljed stalnog doticaja vode zbog toga što se ista količina vode posredstvom sunčeve energije vraća u atmosferu.

Radi detaljnijeg pojašnjenja tog procesa na slici je dat šematski prikaz globalnog hidrološkog ciklusa.

Šema pokazuje interakcije i prijenos mase (vode u različitim stanjima), koja se dešava izmedju atmosfere, površine zemlje i okeana. Primjetno je da se voda pojavljuje u tečnom, čvrstom i gasovitom stanju.

Radi boljeg razumijevanja daju se najjednostavnije definicije upotrijebljenih termina:

- sublimacija je promjena leda u paru (gasovito stanje)
- prokapne padavine su padavine koje nisu zadržane na vegetaciji
- evapotranspiracija je kombinovani proces uzimanja vode i isparavanja u atmosferu putem vegetacije i zemljišta
- ekstrafiltracija je porast vlažnosti zemljišta uglavnom pod uticajem kapilarnih sila
- podpovršinski tok je tok vode kroz zemljište neposredno ispod njegove površine
- infiltracija je apsorbcija (upijanje) vode u zemljište
- perkulacija je prodiranje vode u veće dubine podzemlja koje se zovu akvifere.

Na slici 2. je prikazan bilans zatvorenog hidrološkog ciklusa na Planeti, iz koga je vidljivo da u prosjeku godišnje iz atmosfere putem padavina direktno na okeane padne sloj vode od 112 cm (kada ne bi bilo isparavanja ove padavine bi povećale nivo mora u jednoj godini za 112 cm), direktno na površinu zemlje sloj vode od 72 cm,od čega 31 cm otekne u okeane(povećanje nivoa vode u okeanu za 13 cm), a 41 cm ispari u atmosferu.

Dio vode koji je dospio u okeane (112 cm + 13 cm), tj. sloj od 125 cm se ponovo ispari u atmosferu i na taj način potpuno zatvori ciklus kruženja vode u prirodi i bilans ukupnih voda na Planeti.