Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)

8. szám - Dr. Aujeszky L.: A hidrológiai körfolyamat néhány jellemző paraméteréről

379 Hidrológiai Közlöny 1973. 9—10. sz. A hidrológiai körfolyamat néhány jellemző paraméteréről Dr. AUJESZKY L Á S Z L <3 a földtudományok doktora Földünk vízkészletei részben a hidroszférában és a talajban, részben pedig fent a légkörben helyezkednek el. A idelent levő és a magasban levő vízkészletek egymás közötti kicserélődésének élénkségét az átlépési valószínűségekkel és a várakozási időkkel jellemezhetjük. .Mint ismeretes, a világtenger víztömege több mint százezerszeresen haladja meg a légkör egész vízkészletét. Ebből az aránytalanságból következik, hogy a tengerből tetszőlegesen kiválasztott vízmolekulának a légkörbe jutása lényegesen kisebb valószínűségű esemény, mint egy légköri vízmolekulának a tengerbe való visszajutása. Természetesen a tenger víztömegén belül is helyről helyre változik a légkörbe jutás valószínűsége, mert a vízfelszínen levő molekulákra nézve az elgőzölgés valószínűsége nagyobb, a tenger mélyén levőké ellenben még sokkal csekélyebb. Következik ebből, hogy az átlagos várakozási idő, amelyen belül a két vízkészlet egy-egy molekulája átjut a másik vízkészletbe, nagyon különböző aszerint, hogy milyen irányú átmenetről van szó. A légkörből az óceánba való átjutás várakozási ideje viszonylag csekély, ellenben az óceánból a légkörbe való átjutás várakozási ideje lényegesen nagyobb. Minthogy a légkör vízgőzkészlete átlagosan 10,5 naponként megújul, azért a légkörbe került tetszőleges vízmolekulának a földre való visszajutásra vonatkozó átlagos várakozási ideje szintén ugyanezzel az időtartammal (252 órával) egyenlő. Ugyanígy belátható, hogy a világtenger egy tetszőlegesen kiválasztott molekulájának a légkörbe való átjutásra vonatkozó átlagos várakozási ideje több mint százezerszer nagyobb, tehát évezredes nagyságrendű. Ennek szemléltetésére szolgál a következő meggondolás. Ismeretes, hogy ha a világóceán vízanyaga egyenletes vastagságban szétosztva venné körül az egész Földet, akkor a vízréteg vastagsága kereken 2800 méter volna. Ezzel szemben a jelenlegi vízkörzés csak 0,9 méter vastag réteget fogyaszt el évenként az elgőzölgés útján. Ha tehát az elgőzölgő vízmennyiségből semmi sem térne viszsza az óceánba, akkor is a meglevő óceáni vízkészlet 2800 : 0,9 évig, vagyis több mint három évezreden át elegendő volna a jelenlegi arányú elgőzölgés fedezésére. Következésképpen a világtengerben levő tetszőleges vízmolekula elgőzölgésének átlagos várakozási ideje évezredes nagyságrendű. Eszerint a hidrológiai ciklus olyan anyagkicserélődést tart fenn az óceáni és a légköri vízkészletek között, amelynek során a földi vizek molekuláinak átlagosan igen sokáig kell várniok arra, hogy a légkörbe szabadulhassanak; viszont ha egyszer a légkörbe jutottak, akkor átlagosan keveset kell várniok, amíg a földre visszakerülnek. Ez viszont annyit jelent, hogy az óceánban pihenő víztömegek túlnyomó része belátható időn belül nem vesz részt a hidrológiai ciklus folyamataiban, hanem csak a tartalék vízkészlet szerepét tölti be a víz körforgása szempontjából. Nyilvánvalóan másképpen alakul a várakozási idő a kisebb földi vízkészletek esetében, mint például a közepes és a kisebb méretű tavakban és mesterséges víztározókban. Itt az elgőzölgésre váró vízkészlet aránylag csekély, és az időjárás kedvező alakulásán múlik, hogy az átlagos várakozási idő milyen értékekre száll le. Úgy a légkörben, mint a földi víztározókban is vannak olyan különleges helyek, ahol a molekulák átlépésének várakozási ideje lényegesen eltér az egész vízkészletre vonatkozó átlagos várakozási időtől. Ilyen kivételes helyzetűek mindenekelőtt azok a vízmolekulák, amelyek légköri hányódásaik folyamán feljutnak a sztratoszféra belsejébe. A sztratoszféra levegője csak igen kismértékben keveredik az alatta fekvő légköri tartománynak, a troposzférának a levegőjével. Ezért a vízgőz inkább csak molekuláris diffúzió útján jut fel a sztratoszférába, ami egy lassan végbemenő, kevés anyagmennyiséget szállító folyamat. Az a vízgőzmennyiség viszont, amely a sztratoszférába feljutott, épp olyan nehezen kerül onnan vissza a troposzférába. A sztratoszférában nem képződnek csapadékok, tehát az oda feljutott vízgőz csak gőzalakban térhet vissza a troposzférába, ami a keverő mozgások hiánya miatt ismét csak a molekuláris diffúzió lassú és kevéssé effektív folyamata alakjában mehet végbe. Ezért a sztratoszférába felkerült vízmolekulák valószínűleg igen hosszú ideig nem térhetnek vissza a Földre; a sztratoszférában levő vízgőz gyakorlatilag nem vesz részt a légköri víz körjátékában. A fenti becslések kapcsán megemlítést kíván az, hogy a földi vízkészleteknek is vannak olyan különleges részei, amelyek a vízkörzés folyamatából különösen hosszú időre ki vannak kapcsolva. A nagy óceáni mélységeket nehéz hideg víztömegek töltik ki, amelyek éppen hideg voltuk miatt nem egykönnyen jutnak fel a felszínre. A földkéreg kőzeteinek mélyebb rétegeiben szintén vannak régen beszivárgott víztömegek, amelyek csak egy mesterséges mélyfúrás csatornáin át találnak utat a légkör felé. A nagy tengermélységek hideg sötétségében és a mélyebb földrétegek meleg börtönében egyaránt megtalálhatók olyan víztömegek, amelyek a víz légköri körfolyamatából gyakorlatilag teljesen ki vannak rekesztve. Kapcsolatos ezzel a fosszil jégtömegek kérdése, olyan jégtömegeké, amelyek már földtani korok óta változatlan dermedtségben pihennek. Kiemelendő, hogy a mérsékeltövi és melegövi területeken fekvő magas hegységek jégtömegei nem ennyire régiek, mert a jégárak mozgása minden firnt és jeget bizonyos rövidebb idő alatt (legtöbbször néhány évtizeden belül) lefuvaroz az olvadási szintekbe, és ott a vízanyaguk belekerül a folyóhálózatba, vagyis részesévé válik a hidrológiai ciklusnak. Ellenben van valódi fosszil jég a sarkvidékeken, a kilométeres vastagságú grönlandi és a különösen nagyméretű antarktikus jégtakaróban, a sarkvi-