Tabiatda suvning aylanishi (gidrologik sikl), yoki namlik aylanishi — Yerning biosferasida suvning doimiy, davriy harakat jarayonidir. U bug‘lanish, suv bug‘larining havo oqimlari bilan ko‘chishi, ularning kondensatsiyasi, yog‘in (yomg‘ir, qor va hokazo) sifatida tushishi hamda suvning daryolar va boshqa suv obyektlari orqali qayta taqsimlanishidan iborat. Suv quruqlik yuzasidan va suv havzalaridan (daryolar, ko‘llar, suv omborlari va boshqalar) bug‘lanadi, ammo suvning eng katta qismi Umumjahon okeani yuzasidan bug‘lanadi. Suv aylanishi gidrosferaning barcha qismlarini yagona tizimga bog‘lab turadi.
Yerda suvning umumiy massasi vaqt o‘tishi bilan deyarli o‘zgarmaydi, ammo muz, chuchuk suv, sho‘r suv va atmosferadagi suv miqdori keng iqlimiy omillar ta’sirida doimo o‘zgarib turadi. Suv aylanishi energiya almashinuvini ham o‘z ichiga oladi, bu esa haroratning o‘zgarishiga olib keladi. Suv bug‘langanda atrof-muhitdan energiya yutadi va uni sovutadi. Kondensatsiya paytida esa energiya ajralib chiqadi va atrof-muhitni isitadi. Bunday issiqlik almashinuvi iqlimga sezilarli ta’sir ko‘rsatadi. Siklning bug‘lanish bosqichi suvni tabiiy ravishda tozalaydi; shundan so‘ng u yana quruqlikka chuchuk suv sifatida qaytib keladi. Suyuqlanayotgan suv va muz massalari foydali qazilmalarni butun Yer bo‘ylab ko‘chirib yuradi. Suv eroziya va cho‘kindi to‘planishi jarayonlari orqali Yerning geologik shakl-shamoyilini ham o‘zgartiradi. Suv aylanishi sayyoramizdagi aksariyat tirik organizmlar va ekotizimlarning yashashi uchun zarur shartdir.
Kashf etilish tarixi
Suv aylanishi haqidagi tasavvurlar Xitoyda, keyin Hindistonda ham paydo bo‘lgan. Aynan shu yerda yog‘in miqdorini o‘lchash uchun yomg‘ir o‘lchagichlar qo‘llanilgan va yog‘in bilan daryolardagi suv sarfi o‘rtasidagi bog‘liqlik anglab yetilgan. Qadimgi Yunoniston, Qadimgi Misr va Yaqin Sharqda esa bu bog‘liqlik ancha kechroq tushunilgan, chunki masalan, Nilni to‘ydiradigan yog‘inlar daryoning yuqori oqimlarida yog‘ar, suv esa qurg‘oqchil quyi oqimlarda — Misrda — ishlatilardi. Yaqin Sharqda Tigr va Yevfrat daryolarini to‘ldiradigan yog‘in va qor-yo‘g‘inlar ham tog‘larda, ancha olis hududlarda shakllanardi. Yunonistonda karst hodisalari keng tarqalgani uchun Aristotel (mil.avv. 384–322) daryolar yer osti bo‘shliqlarida hosil bo‘ladi, deb hisoblagan.
Yevropada suv aylanishi haqidagi aniq tasavvurlar faqat taxminan 500 yil avval paydo bo‘ldi. Bu boradagi dastlabki fikrlarni Leonardo da Vinchi (1452–1519) bildirgan. Uning ayrim asarlarida suv aylanishi haqidagi zamonaviy ilmiy qarashlarga juda yaqin fikrlar uchraydi. U Alp tog‘larida suv o‘tkazuvchi geologik qatlamlar va ular hosil qiladigan yer osti suvlarining ahamiyatini ta’kidlagan, yer osti suvlari qanday to‘ldirilishi va pasttekislikdagi buloqlar qanday suv bilan ta’minlanishini izohlagan. Keyingi olimlar uning g‘oyalarini ancha kengaytirgan bo‘lsalar-da, bu ancha keyin sodir bo‘lgan. Suv aylanishi to‘g‘risidagi nisbatan to‘liq tasavvurlar 1580 yilda Fransiyada chop etilgan kitobda Bernar Palissi tomonidan bayon qilingan. U birinchi bo‘lib daryolarning asosiy oziqlanish manbai — yomg‘ir yog‘inlari ekanini ko‘rsatgan.
Suv aylanishi haqidagi ta’limotning asoschisi fransuz olimi P. Perro (1611–1680) hisoblanadi. U ko‘proq Luvr — Parijdagi qirollik saroyi uchun suv quvuri tizimi qurish bilan tanilgan. Anchayin vaqt o‘tgach, Erazm Darvin (1731–1802) — Charlz Darvinning bobosi — suv aylanishining mexanizmini batafsil tushuntirdi va atmosferadagi yog‘inlar daryolarda suv oqimini ta’minlashini hamda namlikning bir qismi quruqlikka okeandan kelishini isbotladi. Suvning katta aylanishi mohiyati va ahamiyatini birinchi bo‘lib mashhur ingliz astronomi Edmund Galley (1656–1742) to‘g‘ri anglab, uni «Tabiatning buyuk hodisasi» deb atagan. U birinchi bo‘lib okean yuzasidan bug‘lanish miqdorini hisoblab chiqqan.
Suv aylanishini o‘rganishga rus olimi Aleksandr Ivanovich Voeykov (1842–1916) katta hissa qo‘shgan. Uning «daryolarni iqlim mahsuli sifatida qarash mumkin» degan g‘oyasi hozirga qadar ilmda tan olingan tamoyil hisoblanadi.
Tavsif
Ko‘rfazlar va dengizlar bug‘lanish hisobiga yog‘inlardan olgan suviga qaraganda ko‘proq suv yo‘qotadi, quruqlikda esa buning aksi kuzatiladi. Umumiy bug‘lanishning taxminan 84 % qismi okeanlar yuzasidan, umumiy yog‘inlarning esa taxminan 74 % qismi okeanlar ustida sodir bo‘ladi. Suv Yer yuzida uzluksiz aylanib turadi, bunda suvning umumiy miqdori deyarli o‘zgarmaydi.
Yer sharining yuzasining uchdan to‘rt qismi suv bilan qoplangan. Yerning suvli qobig‘i gidrosfera deb ataladi. Uning asosiy qismini (taxminan 97 %) dengiz va okeanlardagi sho‘r suv, kichik qismini esa ko‘llar, daryolar, muzliklar, yer osti suvlari va suv bug‘i ko‘rinishidagi chuchuk suv tashkil etadi. Suvning 1 % dan kam qismi bevosita suv aylanishida faol ishtirok etadi, qolgan katta qismi esa muz va qor ko‘rinishida uzoq muddat saqlanadi. Yer yuzasiga tushadigan yog‘inlar summasi deyarli bug‘lanish summasiga teng — yiliga taxminan 519 ming km³ suv. Quruqlik yuzasidan bug‘langan suvning havo massalari bilan okeanga qaytishi nisbatan uncha katta emas.
Gidrosfera, atmosfera va yer yuzasi o‘rtasidagi namlikning doimiy almashinuvi — suvning bug‘lanishi, suv bug‘larining atmosferada ko‘chishi, ularning kondensatsiyasi, yog‘in ko‘rinishida tushishi va suvning oqimi — tabiatda suvning aylanishi deb ataladi. Atmosferadan tushgan yog‘inning bir qismi yana bug‘lanadi, bir qismi vaqtinchalik yoki doimiy suv havzalarini hosil qiladi, bir qismi esa yerga singib, yer osti suvlarini tashkil etadi.
Suv aylanishi quyosh nurlanishi va tortishish kuchi ta’sirida sodir bo‘ladi. Quyosh okeanlar va dengizlardagi suvni isitadi va u bug‘lanadi, suv bug‘iga aylanadi. Shunga o‘xshash jarayon quruqlikda ham kechadi: suv Quyosh isitgan yer yuzasidan bug‘lanadi yoki o‘simliklar orqali transpiratsiya yo‘li bilan atmosferaga chiqariladi. Advektsiya (advektsiya) jarayonida suv bug‘i havo massalari bilan birga ko‘chib, oxir-oqibat past haroratli hududlarga kirib boradi. Bu yerda u kondensatsiyalanib, bulutlarni hosil qiladi. Bulutlar havo bilan birga siljishda davom etadi, kondensatsiyalangan suv tomchilari esa o‘zaro aralashib, yiriklashib boradi. Natijada suv quruqlik yoki okean ustiga yog‘in sifatida tushadi. Okean atmosferaga bug‘lanish orqali tushayotgan yog‘indan ko‘ra ko‘proq namlik beradi, quruqlik esa aksincha — yog‘in ko‘rinishida bug‘lanishdan ortiq namlik oladi.
Yog‘inlarning bir qismi qor, do‘l yoki qorli yomg‘ir tarzida tushib, muz qoplami va muzliklarda to‘planadi va bu yerda bir necha oydan o‘n minglab yillargacha muzlatilgan holatda saqlanishi mumkin. Biroq bu holda ham muzlar bilan atmosfera o‘rtasida ma’lum darajada almashinuv davom etadi: sublimatsiya jarayoni sodir bo‘ladi. Muzlar joylashgan hududlarda harorat oshganda muzlar eriydi va bu manbalardan suv faol ravishda oqib chiqadi.
Suvning katta qismi atmosferadan yomg‘ir ko‘rinishida qaytib tushadi. Yog‘inning bir qismi o‘simliklar barglari tomonidan ushlanib qoladi va tuproqqa yetib bormasdan bug‘lanib ketadi. Quruqlikka tushgan suv daryolar shaklida yer yuzasi bo‘ylab oqib, okeanlarga qarab yo‘l oladi.
Suvning bir qismi infiltratsiya natijasida tuproqqa singib, yer ostiga chuqur kiradi va yer osti suv qatlamlarini to‘ldiradi. Bu qatlamlar chuchuk suvni uzoq muddat saqlashi mumkin. Yer ostida ham suv massalari harakatda bo‘lib, o‘z joyini muntazam o‘zgartiradi. Yer osti suvlari buloqlar va artezian quduqlari ko‘rinishida (yer osti suvlarining sirtga chiqishi) yer yuzasi bilan suv almashadi. Shuningdek, yerga singgan, lekin yer osti suv qatlamlariga yetib bormagan suvning bir qismi ham yana yer usti suv obyektlariga va okeanga qaytadi.
Tuproqdagi suvning ma’lum ulushi yana o‘simliklar tomonidan o‘zlashtiriladi.
Oxir-oqibat suv yana okeanga qaytadi va aylanish davom etadi.
Turli sharoitlarda hosil bo‘lish turlari
Tabiatda suvning ikki asosiy turi aylanishi farqlanadi:
- Katta aylanish — okean yuzasidan bug‘langan suv bug‘i kondensatsiyalanib, quruqlik ustiga yog‘in sifatida tushadi va uch asosiy yo‘nalish bo‘yicha taqsimlanadi: bir qismi yer usti oqimlarini hosil qiladi; ikkinchi qismi tuproqqa singib, yer osti (podzem) oqimini vujudga keltiradi; uchinchi qismi esa yana atmosferaga bug‘lanadi.
- Kichik (okeanik) aylanish — quruqlik yoki okean ustidan bug‘langan suv yana okean ustiga yog‘in ko‘rinishida tushadi.
Bundan tashqari, mahalliy yoki materik ichidagi aylanish ham farqlanadi: bunda quruqlik yuzasidan bug‘langan suv yana quruqlik ustiga yog‘in tarzida tushadi. Yopiq tog‘ oralig‘i botiqlari uchun ichki namlik aylanishi xos bo‘ladi. Nihoyat, suvlarning harakati davomida yog‘inlar yana Umumjahon okeaniga yetib boradi.
Miqdoriy ko‘rsatkichlar
Bir yil davomida Yer yuzasiga taxminan 577 000 km³ suv yog‘in ko‘rinishida tushadi; bu o‘rtacha 1130 mm qalinlikdagi yog‘in qatlamiga teng. Shundan 119 000 km³ quruqlik ustiga tushib, quruqlikda o‘rtacha 800 mm qalinlikdagi qatlam hosil qiladi, 458 000 km³ esa Umumjahon okeani ustiga tushib, 1270 mm qalinlikka teng qatlam beradi. Foiz hisobida bu shuni anglatadiki, okeanlar Yer yuzasining 71 % qismini egallagan bo‘lsa-da, umumiy yog‘inning 79 % qismi ularga to‘g‘ri keladi. Quruqlik hududlari yog‘inlarning 21 % qismini oladi. Qutb muz qoplamlari umumiy yog‘inning atigi 4 % qismini qabul qiladi. Yog‘inlarning deyarli yarmi ekvatordan shimol va janubga ±20° kengliklar orasiga to‘g‘ri keladi. Daryolarning okeanlarga yillik umumiy oqimi 47 000 km³ bo‘lib, bu okeanlar sathini taxminan 130 mm ga oshirishga teng. Daryolar hissasini hisobga olganda, okean yuzasidan yiliga tahminan 1400 mm suv bug‘lanadi, degan xulosa kelib chiqadi.
Tezlik
Turli muhitlarda suvning o‘rtacha yangilanish vaqti
| Muhit | O‘rtacha yangilanish vaqti |
|---|---|
| Okeanlar | 3200 yil |
| Muzliklar | 5 dan 10 yilgacha |
| Mavsumiy qor qoplami | 2–6 oy |
| Tuproq nam sohasi | 1–2 oy |
| Yer osti suvlari: toshqin suvlari | 100–200 yil |
| Yer osti suvlari: chuqur qatlamlar | 10 000 yil |
| Ko‘llar | 15–17 yil |
| Daryolar | 17–19 kun |
| Atmosfera | 10 kun |
Suvning turli shakllarini tashish tezligi juda keng chegaralarda o‘zgaradi, suv sarfi davrlari ham, suvning to‘liq yangilanish davrlari ham har xil bo‘ladi. Bu davrlar bir necha soatdan o‘n minglab yillargacha cho‘zilishi mumkin. Okeanlar, dengizlar va quruqlik yuzasidan bug‘lanib, bulutlar ko‘rinishida mavjud bo‘lgan atmosferadagi namlik o‘rtacha har sakkiz kunda yangilanadi.
Tirik organizmlar tarkibidagi suv bir necha soat ichida yangilanadi. Bu suv almashinuvining eng faol shaklidir. Tog‘ muzliklaridagi suv zaxiralari o‘rtacha 1600 yilda, qutb muzliklarida esa ancha uzoq muddatda — taxminan 9700 yilda to‘liq yangilanadi.
Umumjahon okeanidagi suvning to‘liq yangilanishi taxminan har 2700 yilda bir marta sodir bo‘ladi.
Fizik jarayonlar
Suv aylanishi quyidagi asosiy jarayonlarni o‘z ichiga oladi:
- Advektsiya — suvning atmosfera orqali gorizontal yo‘nalishda ko‘chishi (advektsiya). Advektsiyasiz okean ustidan bug‘langan suv quruqlik ustiga yog‘in sifatida tusholmagan bo‘lardi. Advektsiyaga misol sifatida katta hajmdagi suv bug‘ini uzoq masofalarga ko‘chiruvchi "atmosfera daryolari"ni keltirish mumkin.
- Suvning perexvati (ushlanishi) — o‘simliklar barglari tomonidan ushlab qolingan yog‘in oxir-oqibat yerga tushmay, yana atmosferaga bug‘lanib ketadi.
- Kondensatsiya — havodagi suv bug‘ining suyuq suv tomchilariga aylanishi, bulut va tuman hosil bo‘lishi.
- Desublimatsiya — suv bug‘ining suyuq holatga o‘tmasdan bevosita muzga aylanishi.
- Bug‘lanish — suvning suyuq fazadan gaz holatiga o‘tishi; bunda suv yer yuzasi yoki suv havzalaridan yuqoridagi atmosferaga o‘tadi. Bug‘lanish uchun zarur energiyaning asosiy manbai quyosh nurlanishidir. Amaliyotda bug‘lanish ko‘pincha o‘simliklarning transpiratsiyasi bilan birga qaraladi; ularning yig‘indisi evapotranspiratsiya deb ataladi. Yillik umumiy evapotranspiratsiya taxminan 505 000 km³ suvni tashkil etadi, shundan 434 000 km³ qismi okeanlar yuzasidan bug‘lanadi. Okeanlar global bug‘lanishning taxminan 86 % ga manba bo‘ladi.
- Infiltratsiya — suvning yer yuzasidan tuproqqa kirib borishi. Infiltratsiyadan so‘ng suv tuproq namligi yoki yer osti suvi tarkibiga o‘tadi. Biroq suvning barqaror izotoplari bo‘yicha olib borilgan global tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, tuproq namligining hammasi ham bir xil darajada yer osti suvlarini to‘ldirish yoki o‘simliklar transpiratsiyasi uchun foydalanilmaydi.
- Perkolyatsiya — suvning tortishish kuchi ta’sirida tuproq va jinslar orqali vertikal yo‘nalishda oqib o‘tishi.
- Yog‘in — kondensatsiyalangan suv bug‘ining Yer yuzasiga tushishi. Yog‘inning katta qismi yomg‘ir ko‘rinishida bo‘lsa-da, unga qor, do‘l, tuman tomchilari va eriydigan qorga aralash yomg‘ir ham kiradi. Har yili taxminan 505 000 km³ suv yog‘in sifatida tushadi, shundan 398 000 km³ qismi okeanlar ustiga to‘g‘ri keladi. Yomg‘ir ko‘rinishidagi yog‘in yiliga taxminan 107 000 km³ suvni, qor ko‘rinishidagi yog‘in esa atigi 1000 km³ ni tashkil qiladi. Global yog‘inning taxminan 78 % qismi okeanlar ustiga tushadi.
- Oqim — suvning quruqlik bo‘ylab harakati. Bunga yer usti oqimi ham, daryo rusli bo‘ylab oqim ham kiradi. Oqish jarayonida suv tuproqqa singib ketishi, atmosferaga bug‘lanishi, ko‘l yoki suv omborlariga to‘planishi yoki qishloq xo‘jaligi va boshqa inson ehtiyojlari uchun olinishi mumkin.
- Qor erishi — qor erishi hisobiga oqim hosil bo‘lishi.
- Sublimatsiya — suvning qattiq holatdan (qor yoki muz) to‘g‘ridan to‘g‘ri suv bug‘iga aylanishi, suyuq fazani chetlab o‘tib.
- Yer osti oqimi — suvning yer ostida, aeratsiya zonasida va yer osti suv qatlamlarida harakatlanishi. Yer osti suvlari buloqlar ko‘rinishida yoki quduqlar orqali sirtga qaytishi yoki oxir-oqibat okeanga sizib kirishi mumkin. Suv, odatda, infiltratsiya sodir bo‘lgandan pastroq, pastroq balandliklarda, tortishish kuchi yoki bosim ta’sirida yer yuzasiga qaytadi. Yer osti suvlari juda sekin harakatlanadi va sekin to‘ldiriladi; shu bois ular yer osti suv qatlamlarida ming yillab saqlanib qolishi mumkin.
- Transpiratsiya — o‘simliklar va tuproqdan suv bug‘ining atmosferaga ajralishi.
Inson faoliyati tufayli yuzaga kelgan o‘zgarishlar
Global isish natijasida suv aylanishining tezlashishi
Global isish ortishi bilan ekstremal ob-havo hodisalari chastotasi ortishi kutiladi (IPCC AR6, SPM.6-rasm).
MGEIKning oltinchi baholash hisobotida kelajakdagi o‘rtacha tuproq namligi o‘zgarishlari prognoz qilinadi; bu o‘zgarishlar qishloq xo‘jaligi va ekotizimlar ishini izdan chiqarishi mumkin.
XX asr o‘rtalaridan boshlab inson faoliyati natijasida yuzaga kelgan iqlim o‘zgarishi global suv aylanishida aniq kuzatiladigan o‘zgarishlarga olib keldi. MGEIKning 2021 yilda e’lon qilingan oltinchi baholash hisobotida bu o‘zgarishlar kelajakda ham global va mintaqaviy darajada davom etishi prognoz qilinadi. Bu xulosalar 2007 yildagi MGEIKning beshinchi baholash hisobotida va boshqa maxsus hisobotlarida shakllangan ilmiy konsensusga tayangan bo‘lib, unda suv aylanishi XXI asr davomida «tezlashishda» davom etishi aytilgan.
Glasierlarning orqaga chekinishi ham suv siklining o‘zgarayotganining yaqqol misolidir: yog‘in hisobiga muzliklarga kelib tushayotgan suv miqdori erish va bug‘lanish natijasida yo‘qotilayotgan suvni qoplay olmayapti. Bu jarayon taxminan 1850 yildan beri ro‘y bermoqda va hozirga kelib juda keng ko‘lamga ega bo‘lgan.
Nopronitsayem (suv o‘tkazmaydigan) yuzalar bilan daryo oqimi o‘rtasidagi bog‘liqlik.
Boshqa inson faoliyati bilan bog‘liq o‘zgarishlar
Inson ta’siri hisobga olingan suv aylanishi, uning asosiy suv omborlari va oqimlari bilan.
Inson tomonidan landshaftlarning o‘zgartirilishi, shaharlashuv, suv omborlari qurilishi, irrigatsiya tizimlari, o‘rmonlarning kesilishi va boshqa omillar ham suv aylanishiga sezilarli ta’sir ko‘rsatadi. Masalan, asfalt va beton kabi suv o‘tkazmaydigan qoplamalar ulushi oshishi natijasida yerga singib ketadigan suv miqdori kamayadi, yuzaki oqim esa ortadi. Bu daryolarda tezkor va keskin toshqinlarga olib kelishi, yer osti suvlarining to‘lishi va yangilanishini sekinlashtirishi mumkin.
Shuningdek, irrigatsiya uchun katta hajmdagi suv olish, suv omborlari va kanallar tizimi, sanoat va maishiy iste’mol suvning tabiiy taqsimotini o‘zgartiradi. Natijada ayrim hududlarda namlik yetishmasligi, boshqa hududlarda esa botqoqlanish va ekotizimlarning buzilishi kuzatiladi. Suv aylanishiga bo‘lgan inson ta’sirining bunday ko‘rinishlari barqaror suv resurslarini boshqarish va iqlim o‘zgarishiga moslashish siyosatida alohida e’tibor talab qiladi.
