Tabiatda suvning aylanishi (gidrologik sikl), namlik aylanishi — suvning Yer biosferasida siklik harakatlanish jarayonidir. U bug‘lanish, suv bug‘larining havo oqimlari orqali ko‘chishi va ularning kondensatsiyalanishi, yog‘in (yomg‘ir, qor va hokazo) ko‘rinishida yerga tushishi hamda suvning daryolar va boshqa suv obyektlari orqali oqib o‘tishini o‘z ichiga oladi. Suv quruqlik va suv havzalari (daryolar, ko‘llar, suv omborlari va hokazo) yuzasidan bug‘lanadi, biroq suvning katta qismi Dunyo okeani. Suv aylanishi gidrosferaning barcha qismlarini birlashtiradi.
Yerdagi suvning umumiy massasi vaqt o‘tishi bilan deyarli o‘zgarmaydi, ammo muz, chuchuk suv, sho‘r suv va atmosferadagi suv miqdori turli iqlim omillariga qarab o‘zgarib turadi. Suv aylanishi energiya almashinuvini ham qamrab oladi va bu haroratning o‘zgarishiga olib keladi. Suv bug‘langanda atrof-muhitdan energiya oladi va uni sovitadi. Suv bug‘i kondensatsiyalanganda esa energiya ajratib chiqaradi va atrof-muhitni isitadi. Bunday issiqlik almashinuvi iqlimga ta’sir ko‘rsatadi. Siklning bug‘lanish bosqichida suv tabiiy ravishda tozalanadi va keyinchalik quruqlikdagi chuchuk suv zaxiralarini to‘ldiradi. Suyuq suv va muzning harakati foydali qazilmalar hamda mineral moddalarni butun dunyo bo‘ylab tashiydi. Shuningdek, suv aylanishi eroziya va cho‘kindi to‘planishi kabi jarayonlar orqali Yerning geologik xususiyatlarini o‘zgartirishda ishtirok etadi. Suv aylanishi sayyoradagi hayot shakllari va ekotizimlarning aksariyatini saqlab turish uchun ham zarur.
Kashf etilish tarixi
Muqaddas Kitobda bundan bir necha ming yil avval tabiatdagi suv aylanishining sodda tavsifi berilgan:
«U suv tomchilarini yig‘adi, ular tumandan yomg‘irga aylanadi, bulutlardan yog‘ilib, odamlarga mo‘l-ko‘l quyiladi».
«Shamol janubga esadi, so‘ng shimolga qaytadi. U aylanaveradi va uzluksiz doira bo‘ylab harakatlanadi. Barcha daryolar dengizga quyiladi, ammo dengiz to‘lib ketmaydi. Daryolar qayerdan boshlansa, yana oqish uchun o‘sha yerga qaytadi».
Suv aylanishi haqidagi tasavvurlar Xitoyda, keyinchalik Hindistonda ham paydo bo‘lgan. Bu yerlarda yog‘in o‘lchagichlar — yog‘in miqdorini aniqlovchi asboblar qo‘llanila boshlangan va shu tariqa yog‘inlar bilan daryolardagi suv oqimi o‘rtasidagi bog‘liqlik aniqlangan. Qadimgi Yunonistonda, Qadimgi Misrda va Yaqin Sharqda esa bu bog‘liqlik anglab yetilmagan, chunki yomg‘irlar, masalan, Nilni suv bilan ta’minlovchi yog‘inlar daryoning yuqori oqimida yog‘ar, suv esa quyi oqimdagi qurg‘oqchil hududlarda — Qadimgi Misrda ishlatilar edi. Yaqin Sharqda Dajla va Furot daryolarini to‘ldiruvchi yomg‘ir va qor erishidan hosil bo‘lgan suv ham uzoq tog‘larda shakllanardi. Yunonistonda karst keng tarqalganligi sababli Aristotel (miloddan avvalgi 384—322-yillar) daryolar yer osti bo‘shliqlarida hosil bo‘ladi, deb hisoblagan.
Yevropada suv aylanishi haqida faqat 500 yil avval bilib olishgan va bu boradagi dastlabki fikrlarni Leonardo da Vinchi (1452—1519) bildirgan. U ayrim asarlarida suv aylanishi haqidagi zamonaviy ilmiy qarashlarga hamohang fikrlarni ilgari surgan. Jumladan, Alp tog‘larida suvli qatlamlarni hosil qiladigan suv o‘tkazuvchan tog‘ jinslarining ahamiyatini ko‘rsatgan, yer osti suvlari qanday to‘lishini va pasttekisliklardagi buloqlar qanday suv bilan ta’minlanishini tushuntirgan. Boshqa olimlar uning g‘oyalarini ancha kengaytirishgan, biroq bu ancha keyin sodir bo‘lgan. Suv aylanishi haqidagi to‘laroq tasavvurlarni 1580-yilda Fransiyada nashr etilgan kitobida Bernar Palissi bayon qilgan. U daryolarning asosiy suv manbai yomg‘ir yog‘inlari ekanini birinchi bo‘lib ta’kidlagan.
Suv aylanishi haqidagi ta’limot asoschisi sifatida fransuz P. Perro (1611—1680) e’tirof etiladi. U ko‘proq suv quvuri tizimini Luvr — Parijdagi qirollik saroyi uchun qurgani bilan mashhur. Ancha keyin Erazm Darvin (1731—1802), Charlz Darvinning bobosi, suv aylanishi mexanizmini tushuntirib, atmosfera yog‘inlari daryolarda suv oqimini ta’minlashini hamda namlikning bir qismi quruqlikka dengizdan kelishini isbotlagan. Tabiatdagi katta suv aylanishining mohiyati va ahamiyatini esa birinchi bo‘lib mashhur ingliz astronomi Edmund Galley (1656—1742) anglagan va uni «Tabiatning buyuk hodisasi» deb atagan. U okean yuzasidan bug‘lanadigan suv miqdorini birinchi bo‘lib hisoblab chiqqan.
Suv aylanishini o‘rganishga rossiyalik olim Aleksandr Ivanovich Voyeykov (1842—1916) katta hissa qo‘shgan. Uning «daryolarni iqlim mahsuli deb qarash mumkin» degan so‘zlari umumqabul qilingan ilmiy qoida bo‘lib qolgan.
Tavsif
Dengizlar bug‘lanish natijasida yog‘inlar orqali oladiganidan ko‘proq suv yo‘qotadi; quruqlikda — buning aksi kuzatiladi. Umumiy bug‘lanishning taxminan 84 %i okeanlar yuzasida sodir bo‘ladi, umumiy yog‘inlarning esa qariyb 74 %i okeanlar ustiga tushadi. Yer sharida suv uzluksiz aylanib turadi va uning umumiy miqdori o‘zgarmaydi.
Yer shari yuzasining to‘rtdan uch qismi suv bilan qoplangan. Yerning suv qobig‘i gidrosfera deb ataladi. Uning asosiy qismini (97 %) dengiz va okeanlarning sho‘r suvlari, kichik qismini esa ko‘llar, daryolar, muzliklar, grunt suvlari hamda suv bug‘i ko‘rinishidagi chuchuk suv tashkil etadi. Barcha suvning 1 %idan kamrog‘i aylanishda ishtirok etadi, qolgan suvning katta qismi muz va qor shaklida saqlanadi. Yer yuzasiga tushadigan yog‘inlarning umumiy miqdori bug‘lanishga taxminan teng — 519 ming km3 suv. Quruqlik yuzasidan bug‘langan namlikning havo massalari orqali okeanga ko‘chishi uncha katta emas.
Gidrosfera, atmosfera va Yer yuzasi o‘rtasidagi doimiy namlik almashinuvi, ya’ni bug‘lanish, suv bug‘ining atmosferada ko‘chishi, kondensatsiyalanishi, yog‘in tushishi va suvning oqib ketishi jarayonlari majmui tabiatda suvning aylanishi deb ataladi. Atmosfera yog‘inlarining bir qismi bug‘lanadi, bir qismi vaqtinchalik va doimiy suv havzalarini hosil qiladi, yana bir qismi yerga sizib kirib, yer osti suvlarini shakllantiradi.
Suv aylanishi Quyosh radiatsiyasi va tortishish kuchi ta’sirida sodir bo‘ladi. Quyosh okean va dengizlardagi suvni isitadi, natijada u bug‘lanadi va suv bug‘iga aylanadi. Shunga o‘xshash jarayon quruqlikda ham kuzatiladi: suv Quyosh isitgan Yer yuzasidan bug‘lanadi yoki o‘simliklardan transpiratsiya natijasida ajralib chiqadi. Adveksiya jarayonida suv bug‘i havo massalari bilan birga harakatlanib, oxir-oqibat harorati past hududga yetib boradi. Bu kondensatsiyalanishga — bulutlarda namlikning suyuq holatga o‘tishiga sabab bo‘ladi. Bulutlar havo bilan birga harakatlanishda davom etadi, ulardagi kondensatsiyalangan suv tomchilari esa aralashadi, birikadi va kattalashadi. Oxir-oqibat suv quruqlik yoki okean ustiga yog‘in ko‘rinishida tushadi. Bunda okean yog‘inlardan olganiga qaraganda atmosferaga ko‘proq namlik bug‘latadi, quruqlik esa, aksincha, bug‘latganidan ko‘proq suvni yog‘inlar orqali oladi.
Ayrim yog‘inlar qor, do‘l yoki qor aralash yomg‘ir shaklida yog‘adi va muz qalpoqlari hamda muzliklarda to‘planishi mumkin. Ular muzlagan suvni bir necha oydan o‘n minglab yillargacha saqlaydi. Shunga qaramay, muz bilan atmosfera o‘rtasida kichik miqdorda almashinuv davom etadi: sublimatsiya sodir bo‘ladi. Muz to‘plangan hududlarda harorat ko‘tarilganda erish boshlanadi va bu manbalardan suv faol ajralib chiqadi.
Suvning katta qismi esa atmosferadan yomg‘ir ko‘rinishida qaytadi. Yog‘inlarning bir qismi tuproqqa yetmasdan o‘simlik barglarida tutib qolinadi. Quruqlikka tushgan suv daryolar orqali oqib, okeanlar tomon harakatlanadi.
Bu suvning bir qismi infiltratsiya natijasida tuproqqa shimiladi, chuqur qatlamlarga sizib, uzoq vaqt davomida chuchuk suvni to‘plab turadigan yer osti suvli gorizontlarini to‘ldiradi. Yer ostida ham, uning yuzasida bo‘lgani kabi, suv massalari harakatlanib, joyini o‘zgartirib turadi. Yer osti suvlari buloqlar va artezian quduqlari orqali yer yuzasiga chiqadi (yer osti suvlarining bo‘shanishi). Shu suv, shuningdek, yerga shimilgan, lekin suvli gorizontlargacha yetib bormagan suvning oz qismi yer usti suv obyektlari va okeanga qaytadi.
Suvning bir qismini tuproqdan o‘simliklar ham o‘zlashtiradi.
Vaqt o‘tishi bilan suv aylanishni davom ettirish uchun yana okeanga qaytadi.
Suv aylanishining turlari
Tabiatda suv aylanishining ikki turi farqlanadi:
- Katta suv aylanishi — okean yuzasida hosil bo‘lgan suv bug‘i kondensatsiyalanib, quruqlikka yog‘in shaklida tushadi va uch asosiy yo‘nalishda taqsimlanadi: bir qismi yer usti oqimiga qo‘shiladi, ikkinchisi tuproqqa sizib kiradi (yer osti oqimi), uchinchisi esa yana atmosferaga bug‘lanadi.
- Kichik (okean) suv aylanishi — quruqlik yoki okean yuzasidan bug‘langan suv atmosfera yog‘inlari ko‘rinishida yana okeanga tushadi.
Bundan tashqari, mahalliy yoki materik ichki suv aylanishi ham mavjud bo‘lib, bunda quruqlik yuzasidan bug‘langan suv yog‘in shaklida yana quruqlikka tushadi. Tog‘lar oralig‘idagi berk botiqlarga ichki namlik aylanishi xos. Oxir-oqibat yog‘in suvlari yana yetib boradigan manzil — Dunyo okeani.
Miqdoriy ko‘rsatkichlar
Bir kalendar yil davomida sayyora yuzasiga taxminan 577 000 km³ yog‘in tushadi. Bu yog‘in qatlamining o‘rtacha 1130 mm qalinligiga mos keladi. Shundan quruqlikka 119 000 km³ yog‘in tushadi, ya’ni o‘rtacha qatlam qalinligi 800 mm bo‘ladi. Dunyo okeaniga esa 458 000 km³ yog‘in tushadi, qatlam qalinligi 1270 mm ga teng. Foiz hisobida bu yog‘inlarning 79 %i Dunyo okeaniga to‘g‘ri kelishini anglatadi, vaholanki okean Yer yuzasining atigi 71 %ini egallaydi. Demak, yog‘inlarning 21 %i quruqlikka to‘g‘ri keladi. Ikkala qutb muz qalpog‘iga yog‘inlarning bor-yo‘g‘i 4 %i tushadi, umumiy yog‘in miqdorining qariyb yarmi ekvatordan shimol va janubda ± 20° kengliklar oralig‘iga to‘g‘ri keladi. Okeanlarga daryolar orqali oqib keladigan suv hajmi 47 000 km³ bo‘lib, bu okean sathini 130 mm ga ko‘taradi. Daryolar hissasi hisobga olinganda, okean yuzasidan bir yilda taxminan 1400 mm qalinlikdagi suv bug‘lanadi.
Tezlik
| Muhit | O‘rtacha yangilanish davri |
|---|---|
| Okeanlar | 3 200 yil |
| Muzliklar | 5 yildan 10 yilgacha |
| Mavsumiy qor qoplami | 2 oydan 6 oygacha |
| Tuproqning ustki qatlami | 1 oydan 2 oygacha |
| Yer osti suvlari: toshqin suvlari | 100 yildan 200 yilgacha |
| Yer osti suvlari: chuqur qatlamlar | 10 000 yil |
| Ko‘llar | 15 yildan 17 yilgacha |
| Daryolar | 17 kundan 19 kungacha |
| Atmosfera | 10 kun |
Suvning turli shakllarining ko‘chish tezligi juda katta oraliqda o‘zgaradi. Shu sababli suv sarflanishi va zaxiralarning yangilanish davrlari ham turlicha. Bu muddatlar bir necha soatdan o‘n minglab yillargacha davom etadi. Okean, dengiz va quruqlikdan suv bug‘lanishi natijasida hosil bo‘ladigan, bulutlar shaklida mavjud bo‘lgan atmosfera namligi o‘rtacha sakkiz kunda yangilanadi.
Tirik organizmlar tarkibidagi suv bir necha soatda yangilanadi. Bu suv almashinuvining eng faol shaklidir. Tog‘ muzliklaridagi suv zaxiralari taxminan 1600 yilda, qutb hududlaridagi muzliklarda esa bundan ancha uzoq — qariyb 9700 yilda yangilanadi.
Dunyo okeanidagi suvning to‘liq yangilanishi taxminan har 2700 yilda bir marta sodir bo‘ladi.
Fizik jarayonlar
Suv aylanishi quyidagi jarayonlarni o‘z ichiga oladi:
- Adveksiya — suvning atmosfera bo‘ylab gorizontal yo‘nalishda harakatlanishi. Adveksiya bo‘lmasa, okeanlar ustida bug‘langan suv quruqlikka yog‘in bo‘lib tusholmas edi. Katta hajmdagi suv bug‘ini uzoq masofalarga olib boruvchi atmosfera daryolari adveksiyaga misol bo‘ladi.
- Yog‘inning o‘simliklarda tutib qolinishi — o‘simlik barglarida tutilgan yog‘inlar yerga tushmasdan, oxir-oqibat yana atmosferaga bug‘lanadi.
- Kondensatsiya — suv bug‘ining havoda suyuq suv tomchilariga aylanishi, bulut va tuman hosil bo‘lishi.
- Desublimatsiya — suv bug‘ining suyuq holatga o‘tmasdan bevosita muzga aylanishi.
- Bug‘lanish — suvning yer yuzasi yoki suv havzalaridan yuqoridagi atmosferaga ko‘tarilishi jarayonida suyuq holatdan gazsimon holatga o‘tishi. Bug‘lanish uchun energiyaning asosiy manbai Quyosh nurlanishidir. Ko‘pincha bug‘lanish deganda o‘simliklar transpiratsiyasi ham nazarda tutiladi, biroq bu ikki jarayon birgalikda evapotranspiratsiya deb ataladi. Yillik umumiy evapotranspiratsiya hajmi taxminan 505 000 km3 suvni tashkil etadi, shundan 434 000 km3 okeanlardan bug‘lanadi. Okean butun dunyodagi bug‘lanishning 86 %ini ta’minlaydi.
- Infiltratsiya — suvning yer yuzasidan tuproq va tog‘ jinslariga sizib kirishi. Suv sizib kirgach, tuproq namligi yoki grunt suviga aylanadi. Biroq suvning barqaror izotoplari asosida yaqinda o‘tkazilgan global tadqiqotga ko‘ra, tuproq namligining hammasi ham yer osti suvlarini to‘ldirish yoki o‘simliklar transpiratsiyasi uchun bir xil darajada mavjud emas.
- Perkolatsiya (percolation) — suvning tortishish kuchi ta’sirida tuproq va tog‘ jinslaridan vertikal yo‘nalishda sizib o‘tishi.
- Yog‘inlar — kondensatsiyalangan suv bug‘ining Yer yuzasiga tushishi. Yog‘inlarning aksariyati yomg‘ir shaklida yog‘adi, biroq qor, do‘l, tuman tomchilari va ho‘l qor ham yog‘inlarga kiradi. Har yili taxminan 505 000 km3 suv yog‘in shaklida tushadi, shundan 398 000 km3 okeanlar ustiga to‘g‘ri keladi. Yomg‘ir ko‘rinishidagi yog‘inlar yiliga 107 000 km3 suvni, qor esa atigi 1000 km3 ni tashkil etadi. Jahondagi barcha yog‘inlarning 78 %i okean ustiga tushadi.
- Oqim — suvning quruqlik yuzasida harakatlanishi. Bunga yer usti oqimi ham, daryo o‘zani bo‘ylab oqim ham kiradi. Oqish davomida suv yerga sizishi, havoga bug‘lanishi, ko‘l yoki suv omborlarida to‘planishi yoxud qishloq xo‘jaligi va insonning boshqa ehtiyojlari uchun olinishi mumkin.
- Qorning erishi — qor erishi natijasida suv oqimining hosil bo‘lishi.
- Sublimatsiya — suvning qattiq holatdan (qor yoki muzdan) suyuq holatni chetlab o‘tib, bevosita suv bug‘iga aylanishi.
- Yer osti oqimi — suvning yer ostida, aeratsiya zonasida va suvli gorizontlarda harakatlanishi. Yer osti suvlari yer yuzasiga qaytishi (masalan, buloq sifatida yoki nasos bilan chiqarilganda) yoxud oxir-oqibat okeanga sizib borishi mumkin. Tortishish kuchi yoki gravitatsion bosim ta’sirida suv yerga singgan joyidan pastroq balandlikda yuzaga chiqadi. Yer osti suvlari odatda sekin harakatlanadi va zaxiralari sekin to‘ldiriladi. Shu sababli ular suvli gorizontlarda minglab yillar davomida saqlanishi mumkin.
- Transpiratsiya — o‘simliklar va tuproqdan suv bug‘ining havoga ajralishi.
Inson faoliyati sababli yuzaga keladigan o‘zgarishlar
Global isish tufayli suv aylanishining tezlashishi
XX asr o‘rtalaridan boshlab inson faoliyati sababli yuzaga kelgan iqlim o‘zgarishi global suv aylanishida kuzatilayotgan o‘zgarishlarga olib keldi.:85 Iqlim o‘zgarishi bo‘yicha hukumatlararo ekspertlar guruhining oltinchi baholash hisoboti (2021-yil) bu o‘zgarishlar global va mintaqaviy miqyosda davom etishini bashorat qiladi.:85. Bu natijalar Iqlim o‘zgarishi bo‘yicha hukumatlararo ekspertlar guruhining beshinchi baholash hisobotida (2007-yil) va Iqlim o‘zgarishi bo‘yicha hukumatlararo ekspertlar guruhining boshqa maxsus hisobotlarida ifodalangan ilmiy konsensusga asoslanadi. Ularda ham XXI asr davomida suv aylanishi «tezlashishi» qayd etilgan.
Muzliklarning chekinishi ham suv aylanishidagi o‘zgarishlarga misol bo‘ladi: muzliklarga yog‘inlar orqali keladigan suv erish va bug‘lanish natijasidagi yo‘qotishlarni qoplay olmaydi. Bu jarayon 1850-yildan beri davom etib, katta ko‘lamga yetgan.:1273
Inson faoliyatining boshqa turlari bilan bog‘liq o‘zgarishlar
.jpg)
Insonning issiqxona gazlari chiqindilari orqali global isishga olib keladigan faoliyatidan tashqari boshqa harakatlari ham suv aylanishini o‘zgartirishi mumkin. Iqlim o‘zgarishi bo‘yicha hukumatlararo ekspertlar guruhining oltinchi baholash hisobotida «ko‘plab dalillar shuni ko‘rsatadiki, yerdan foydalanishdagi va yer qoplamidagi o‘zgarishlar yog‘in, bug‘lanish, suv bosishi, yer osti suvlari hamda chuchuk suvdan turli maqsadlarda foydalanish imkoniyatiga ta’sir ko‘rsatib, global, mintaqaviy va mahalliy darajada suv aylanishini o‘zgartiradi» deb ta’kidlangan.:1153
Yerdan foydalanishdagi o‘zgarishlarga dalalarni shaharlashgan hududlarga aylantirish yoki o‘rmonlarni kesish misol bo‘ladi. Bunday o‘zgarishlar tuproqning yer usti suvlarini shimib olish qobiliyatiga ta’sir qilishi mumkin. O‘rmonlarning kesilishi ham «nafaqat mahalliy tuproq namligi, bug‘lanish va yog‘in miqdorini bevosita kamaytirishi, balki yog‘inlarning xususiyatiga ta’sir etadigan mintaqaviy harorat o‘zgarishlarini ham keltirib chiqarishi» mumkin.:1153 Yer osti suvli gorizontining zaxirasini kamaytirish, suvdan ortiqcha foydalanish va yer osti suvlarini nasos bilan chiqarish gidrosferadagi suvning umumiy miqdorini oshiradi, chunki «ilgari yer ostida bo‘lgan suv endi atmosfera bilan bevosita aloqada bo‘lib, bug‘lanish uchun mavjud» bo‘ladi.:1153
