Su Döngüsü Nedir: Dünyanın Su Dengesini Anlamak

Su döngüsü, dünyanın doğal kaynaklarını sürdürebilme ve yenileyebilme yeteneğinin en büyüleyici örneklerinden biridir.

Bu yazıda, küresel su döngüsünün tüm aşamaları hakkında bilmeniz gereken her şeyi, anlaşılması kolay bir dille açıkladık.

Önemli Noktalar:

• “Su döngüsü” terimi, suyun dünyada ve atmosferde sürekli olarak dolaşımını tanımlar.
• Su döngüsünün temel aşamalarından bazıları buharlaşma, terleme, yoğunlaşma, yağış ve yüzey akışıdır.
• Su döngüsü, döngüsel bir sistem olarak işler, yani başlangıç veya bitiş noktası yoktur – ancak buharlaşma genellikle başlangıç noktası olarak kabul edilir, çünkü bu süreçle başlamak genellikle en mantıklı olandır.

Su döngüsü nedir?

Su döngüsü, diğer adıyla hidrolojik döngü, suyun dünya üzerinde sürekli hareketi ve geri dönüşümüdür. Su, bu döngü sayesinde dünyanın kara yüzeyi boyunca dağılarak, insanların, hayvanların ve bitkilerin hayatta kalması için gereken suyu sağlar.

Dünyanın su döngüsü, tatlı su kaynaklarının sürekli olarak erişilebilir olmasını sağlamak ve ekosistemleri korumak için hayati öneme sahiptir.

Hidrolojik döngüde yer alan farklı süreçlerin görsel bir yorumu için bu su döngüsü diyagramını inceleyin.

Su Döngüsünün Süreçleri

Aşağıda, su döngüsünün farklı süreçlerini ayrıntılı bir şekilde açıkladık.

Su Buharı ve Buharlaşma

Su sadece sıvı formda bulunmaz; atmosferde de gaz halinde mevcuttur.

Sıvı su, aslında yalnızca yerel ve geçici olarak bulunur, oysa su buharı sürekli bir durumdadır.

Su buharının iki önemli işlevi vardır:

• Isıyı hapseder ve dünyanın yüzeyini sıcak tutar.
• Su döngüsünün başlangıç aşaması olarak kabul edilir.

Su buharlaşması, sıvı suyun su buharına dönüştüğü ve atmosfere yükseldiği süreçtir. Buharlaşma, genellikle güneş ışınlarının ısısından enerji gerektirir.

Isındığında, yüzey su kütleleri ve nemli alanlar kinetik enerji kazanır ve bu hareket artışı, bazı su moleküllerinin kaçmasına ve buhar haline geçmesine neden olur. Su, bu kinetik enerji eşiğine ulaştığında, “buhar basıncı” olarak bilinir.

Buharlaşma oranını etkileyen faktörler şunlardır:

• Su kütlesinin büyüklüğü (yüzey alanı ne kadar büyükse, buharlaşma hızı o kadar hızlıdır)
• Nem seviyeleri (nem ne kadar yüksekse, sıvı su o kadar yavaş buharlaşır)
• Sıcaklık (sıcaklık ne kadar yüksekse, buharlaşma hızı o kadar hızlıdır)
• Hava akışı (hava akışı ve hareket ne kadar fazlaysa, buharlaşma oranı o kadar hızlı olur)

Buharlaşmadan sonra, su atmosferde taşınma süreci olarak bilinen bir süreçle dağıtılır (bu kılavuzda daha sonra tartışılacaktır).

Terleme

Terleme, buharlaşmaya benzer, ancak su kütleleri üzerinde değil, bitkilerde gerçekleşen bir süreçtir.

Terleme, bitkilerin topraktan kökleri aracılığıyla su emdiği, ardından bu suyu buhar formunda tekrar atmosfere saldığı bir süreçtir.

Bitki kökleri, osmoz olarak bilinen bir süreçte, toprak nemini emmeye yardımcı olan kıllar ve diğer özel yapılar içerir. Su molekülleri, bitkinin ksileminden yukarı doğru çekilir ve yapraklara ulaşır. Bu noktada su buharı alışverişi, gazların ve su buharının bitkiden çıkmasına izin veren küçük gözenekler olan stomalar tarafından düzenlenir.

Stomalar açık olduğunda, yaprak hücrelerindeki su buharı çevre hava içine buharlaşır ve bitkinin köklerinden yapraklarına daha fazla su akar.

Terleme hızını etkileyen faktörler, buharlaşmayı etkileyen faktörlere benzerdir – sıcaklık, hava hareketi ve nem. Ayrıca, ışık yoğunluğu ve stomatal yoğunluk ile yaprak yüzey alanı gibi bitki faktörleri de bitkilerden suyun buharlaşma hızını etkiler. Yapraklar ne kadar büyük ve stomalar ne kadar yoğunsa, terleme hızı o kadar hızlıdır.

Peki, bitkiler aşırı su kaybını nasıl önler? Bitkiler, terleme sırasında belirli miktarda su kaybederler ve su kaybını düzenleyebilen mekanizmalara sahiptirler. Stomaların açılıp kapanmasını kontrol ederek ne kadar su salınacağını ayarlayabilirler. Bu, değişen iklim koşullarında aşırı su kaybını önler.

Su terlemesinin ana amacı, yaprakları soğutmak ve besin alımına yardımcı olmaktır. Ancak aynı zamanda su döngüsünde rol oynar ve buharlaşan su buharı atmosferde birikerek hava durumu üzerinde etkili olabilir.

Taşınma (Ulaştırma)

Bitkilerden ve su kütlelerinden buharlaşan su molekülleri, konveksiyon akımları ve rüzgarların etkisiyle yükselir ve atmosfere yayılır. Bu süreç taşınma olarak bilinir.

Rüzgâr, taşınma sürecinde büyük bir rol oynar ve yeni oluşan su buharının su kaynağından uzaklaşmasını sağlar, böylece daha fazla su molekülü buharlaşabilir. Küresel rüzgâr desenleri, atmosfer basıncındaki farklılıklar tarafından etkilenir; bu farklılıklar ise dünya yüzeyindeki farklı sıcaklıklar ve güneş ısınmasından kaynaklanır.

Havanın, atmosfer basıncı ve iklim gibi faktörlere bağlı olarak belirli bir su buharı taşıma kapasitesi vardır. Hava, artık daha fazla nem tutamayacak noktaya geldiğinde, %100 bağıl nem seviyesine ulaşır.

Atmosferdeki su buharı, çevredeki havadan daha düşük bir yoğunluğa sahiptir, bu da onun yükselmesine neden olur. Ancak, su buharı dünyayı terk edip uzaya ulaşmaz. Nihayetinde, suyun atmosfer boyunca yukarı doğru hareketi, yoğunlaşma nedeniyle bulut oluşumuna yol açar. Bu süreci daha detaylı olarak aşağıda ele aldık.

Yoğunlaşma

Yoğunlaşma, su buharının tekrar sıvı haline dönüştüğü süreçtir. Bu süreç, su buharını çevreleyen hava sıcaklıklarının düşmesiyle gerçekleşir ve bu da su buharının enerjisinin azalmasına yol açar.

Hava sıcaklıklarının düşmesinin birkaç nedeni olabilir:

• Havayı daha yüksek irtifalara taşıyan yükselme
• Güneş battığında doğal soğuma
• Daha soğuk bir yüzeyle temas

Hava soğuduğunda, sıcak havanın tutabildiği kadar nem tutamaz. Hava daha fazla su buharı tutamadığında, yoğunlaşma gerçekleşir.

Yoğunlaşmanın gerçekleşmesi için, su buharının sıvı hale geçmesine olanak sağlayan bir fırsat olması gerekir. Nükleasyon merkezleri (çekirdeklenme bölgeleri), bu sürecin gerçekleşmesi için yüzeyler sağlar. Toz ve kirleticiler, nükleasyon merkezlerine örnektir.

Burada, su buharı sıvı damlacıklara yoğunlaşır. Atmosferde, su buharı molekülleri birleşerek çok sayıda asılı sıvı damlacık, yani bulutlar oluşturur.

Bulutlar hemen su içeriklerini kaybetmezler. Daha fazla su buharı, bulut yüzeyinde zaten mevcut olan sıvı damlacıkların üzerine yoğunlaşır ve bu damlacıkların birleşmesine, büyümesine neden olur.

Sonunda, küçük sıvı su damlacıkları, havayla yukarı doğru hareket edemeyecek kadar büyük damlacıklara dönüşür ve bu noktada yağış meydana gelir (bir sonraki bölümde ele alacağız).

Yoğunlaşma sadece atmosferde değil, aynı zamanda yeryüzüne yakın bölgelerde de meydana gelir. Bu nedenle arabanızın camlarında veya çimlerinizde yoğunlaşma görebilirsiniz.

Çiy, belirli bir yüzeyin sıcaklığı, havanın çiy noktası sıcaklığının altına düştüğünde meydana gelir ve bu su buharı, bu yüzeylerde sıvı hale geçer. Günün ilerleyen saatlerinde atmosfer sıcaklığı arttıkça, bu su tekrar buharlaşarak havaya geri dönecektir.

Sis, yer yüzeyine yakın havanın su ile doymuş olduğu durumlarda oluşur ve alçakta bulunan bir bulut şeklinde kendini gösterir.

Yağış

Yağış, atmosferde yoğunlaşan suyun tekrar yeryüzüne düşmesi sürecidir. Su döngüsünün bu aşaması, tatlı su kaynaklarının yenilenmesinde hayati öneme sahiptir.

Su yoğunlaştığında, küçük buz tanecikleri oluşturur. Bildiğimiz gibi, çarpışan su damlacıkları bulutların büyümesine neden olur ve sonunda yağışa (yağmura) yol açar.

Peki, yağış neyi başlatır? Birkaç olası katalizör vardır:

• Çarpışma ve birleşme: Sıcak bulutlarda meydana gelir. Daha büyük su damlacıkları, daha küçük damlacıklarla birleşerek yağmur damlaları oluşturur. Bu yağmur damlaları sonunda yeryüzüne düşecek kadar ağır hale gelir.
• Buz kristali oluşumu: Soğuk bulutlarda, donma noktasının altındaki sıcaklıklar su buharının katı buz kristallerine dönüşmesine neden olur. Birikim süreci sırasında, su buharı buz kristalleriyle birleşir ve donar, bu da onların büyümesini sağlar. Bu kristaller sonunda çarpışarak kar taneleri oluşturabilir.

Yağmur veya karın düşme hızı, damlacıkların boyutu, şekli ve hava direncine bağlıdır.

Bulutlardan oluşan suyun en yaygın şekli sıvı sudur (yağmur). Bu, atmosfer sıcaklığı donma noktasının üzerinde olduğunda meydana gelir, böylece düşen damlacıklar donmaz.

Kar, atmosfer sıcaklıkları donma noktasının altında olduğunda meydana gelir ve yağış kar taneleri veya buz kristalleri olarak düşer. Dolu, sıvı suyun yeryüzüne yolculuğu sırasında, donmuş bir atmosferik tabakadan geçerken donmasıdır.

Aşırı hava olayları, dolu fırtınaları gibi, su damlacıklarının atmosferin yukarısına kaldırılmasına ve orada donarak dolu oluşmasına neden olan fırtına yükselişleri sonucu oluşur. Dolu tanelerinin boyutu, atmosferde ne kadar süre büyüdüklerine bağlıdır.

Süzülme ve Sızma

Sıvı veya donmuş su yeryüzüne ulaştığında, birkaç farklı yol izleyebilir.

Süzülme, olası bir sonuçtur. Bu süreç, suyun yer yüzeyinden süzülerek geçmesini tanımlar. Süzülen su, daha sonra toprak ve kaya tabakalarından geçerek geçirme adı verilen bir süreçle yol alır. Süzülme ve geçirme, su döngüsünün başka bir önemli aşamasıdır çünkü yer altı su kaynaklarını, yer altı akiferleri ve kaynakları gibi, doldurarak dünya üzerindeki su dağılımını dengeler.

Suyun toprağa süzülme yeteneği, yerel jeoloji ve yüzey koşullarına bağlıdır. Süzülme hızını etkileyen faktörler şunlardır:

• Toprak türü (bazı topraklar diğerlerinden daha gözenekli ve geçirgendir)
• Eğim gradyanı (daha dik eğimler, daha az toprak derinliğine sahiptir ve daha düşük süzülme kapasitesine sahiptir)
• Mevcut bitki örtüsü miktarı (daha fazla bitki alımı, yer altına sızan su miktarını azaltır)
• Asfalt ve beton gibi maddelerin varlığı (bu maddeler geçirimsizdir ve süzülme hızını büyük ölçüde azaltır)
• Yağışın yoğunluğu ve süresi (yağış yoğunluğu arttıkça, başlangıçta süzülme hızı artar, ancak toprak doygun hale geldikçe yavaşlar)

Poroz ve geçirgen topraklara sahip bir bölgede yaşıyorsanız, süzülme hızı (ve dolayısıyla yer altı suyu yenilenmesi) daha yüksek olacaktır. Kumlu toprak, suyu kil topraklardan daha kolay iletebilir, çünkü kil topraklar daha az gözenekli ve geçirgendir.

Toprağın nem içeriği de süzülmeyi etkiler. Toprak zaten suyla doymuşsa, süzülme kapasitesi daha düşük olacaktır ve fazla su, yüzey su kaynağına ulaşana kadar yüzeyde akabilir. Kuru toprak suyu daha kolay emer ve genellikle yüksek bir süzülme kapasitesine sahiptir.

Süzülme ve sızma nasıl gerçekleşir?

Bu süreç, büyük ölçüde kılcal hareket ve yerçekimi kuvvetlerinin birleşimi nedeniyle gerçekleşir. Su, yerçekimi tarafından aşağı doğru çekilir, bu nedenle toprak yüzeyinde kalmak yerine toprağın içine süzülür. Kılcal hareket, suyun daha ince dokulara ve daha küçük gözeneklere sahip topraklarda yerçekimine karşı hareket ettiği durumdur.

Sızma sadece suyun yeryüzünde aşağı doğru hareketi değildir, aynı zamanda suyun toprak ve kayalar boyunca herhangi bir yönde hareketini tanımlar.

Toprağın tutabileceği maksimum su miktarı, alan kapasitesi olarak bilinir. Bu aşamada, toprak nemi daha fazla suyun toprağa sızmasını engeller ve fazla su, yüzeyde yüzey akışı olarak ilerler.

Süzülme ve sızmanın nihai sonucu, yer altı suyunun yeniden doldurulmasıdır. Su, yer altı rezervlerine girer ve bu rezervler, kaynaklar ve kuyular için su sağlamak amacıyla kullanılır.

Not: Süzülme ve sızma genellikle birbirinin yerine kullanılır, ancak ikisi biraz farklıdır. Süzülme, suyun yüzeyden süzülmesi anlamına gelirken, sızma, süzülen suyun yer altında kayalar ve topraklar arasından geçmesi anlamına gelir.

Toplanma

Dünyanın bazı bölgelerinde, atmosferden yağış olarak düşen sıvı su, okyanus, göller, rezervuarlar ve nehirler gibi yüzey sularında toplanır. Su, ayrıca yüzey kaynaklarına akış (aşağıda tartışılacak) ve yüksek yerlerden eriyen kar suları sonucunda da girebilir.

Toplanmanın, süzülme ile benzer faydaları vardır. Farklılık, bu hidrolojik döngü aşamasının yer altı su kaynakları yerine yüzey sularımızı yenilemeye ve korumaya yardımcı olmasıdır.

Denizler, göller ve nehirler doğal su toplama bölgeleridir. Ayrıca, sıvı suyu toplamak için inşa edilen insan yapımı rezervuarlar ve göletler de bulunmaktadır ve birçok rezervuar, içme suyu depolamadan önce saklamak amacıyla özel olarak inşa edilmiştir.

Su kütlesinin büyüklüğü, depolayabileceği su miktarını belirler. Göller ve rezervuarlar yüzlerce, hatta binlerce galon su depolayabilirken, okyanusun yaklaşık 352 katrilyon galon su tuttuğu tahmin edilmektedir.

Yüzey su kaynaklarının mevsimlerle birlikte değişmesi normaldir, ancak küresel ısınma nedeniyle su kıtlığı giderek daha ciddi bir sorun haline gelmektedir. Bu durum, birçok yüzey suyunun kirlenmiş olması gerçeğiyle daha da kötüleşmektedir; bu da kalan suyun büyük bir kısmının kullanıma uygun olmadığı anlamına gelir.

Doğal su döngüsü normal şekilde devam etse bile, uzmanlar, 2030 gibi erken bir tarihte küresel tatlı su talebinin arzı %40 oranında aşacağını öngörmektedir.

Yağışlar yalnızca yeryüzündeki su kütlelerinde toplanmaz. İşletmeler ve bireyler de sıvı suyu yer üstü ve yer altı tanklarında toplar ve bu su çeşitli amaçlarla kullanılabilir. Yağmur suyu hasat sistemleri, şebeke suyu erişimi olmayan kırsal evlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yüzey Akışı

Daha önce belirttiğimiz gibi, yüzey akışı, suyun doygun topraklar üzerinden veya geçirimsiz malzemeler üzerinden hareket etmesiyle gerçekleşir.

Yüzey akışı, suyun yeryüzü yüzeyinde başka bir konuma hareket etmesi durumudur. Su, düşük alanlarda birikerek güneş ışığına maruz kaldığında buharlaşabileceği göletler oluşturabilir veya küçük derecikler halinde bir drenaja, göle, akarsuya veya başka bir yüzey su kaynağına akabilir.

Suyun hangi yöne hareket ettiği, doğal topoğrafya ve arazi eğimi ile belirlenir. Aşağı akış yönünde akan su, kanallar adı verilen yollar oluşturur ve bu kanallar suyu daha düşük alanlara taşır.

Su nehirler ve akarsulara aktığında, bu kaynaklardaki su hacmini artırır. Bu su, daha büyük su kütlelerine taşınarak su seviyelerinin yenilenmesine yardımcı olur.

Yüzey akışı, dünyanın yüzeyinin görünümünün sürekli olarak evrim geçirmesinin ana nedenlerinden biridir. Su, kara yüzeyinde hareket ederken toprakları, kayaları ve diğer döküntüleri ayırır ve manzarayı şekillendirir.

Yüzey su kaynaklarından gelen su yavaş yavaş buharlaşarak atmosfere geri döner ve su döngüsünün yeniden başlamasına neden olur.

Son Söz

Umarım artık suyun yer yüzünden atmosfere ve tekrar geri dönüşü hakkında daha fazla bilgi sahibi oldunuz.

Su, hayati bir kaynaktır. Nereden geldiğini bilmek, değerli su kaynaklarımızı koruma ve muhafaza etme yönünde ilk adımımızdır.

SSS

Su döngüsünün 4 aşaması nedir?

Su döngüsünün 4 temel aşaması buharlaşma, yoğunlaşma, yağış ve toplanmadır. Bu süreçler, suyun yüzey sularından buharlaşarak, buharlaşması ve yoğunlaşması sonucu bulutlarda toplanması ve ardından yağış olarak yüzey ve yeraltı su kaynaklarına geri dönmesi şeklinde tanımlanır.

Su döngüsü hakkında 5 bilgi nedir?

1. Su döngüsü, hidrolojik döngü olarak da adlandırılır. Her iki terim de buharlaşma, yoğunlaşma, yağış ve toplanma gibi ana süreçleri tanımlar.
2. Su döngüsü sürekli bir süreçtir, başlangıç ve bitiş noktası yoktur. Su buharlaşır, yoğunlaşır, yağış olarak dünyaya döner ve ardından tekrar buharlaşarak döngüye devam eder.
3. Su döngüsünü güneş enerjisi harekete geçirir. Dünya yüzeyi, güneş radyasyonu ile ısınır ve bu suyun buharlaşmasına neden olur – su döngüsünün başlangıcı.
4. Su döngüsü, dünya üzerindeki yaşamın sürdürülmesi için gereklidir. Su döngüsü olmadan, doğal su kaynaklarımız yenilenmez. Bitkiler, insanlar ve hayvanlar su olmadan hayatta kalamaz.
5. Su döngüsünde birden fazla yol vardır. Yağış olarak düşen su, yer altı su kaynaklarını yenilemek için yer altına sızabilir veya yüzey sularında toplanabilir ya da yüzey akışı yoluyla hareket edebilir.

Su döngüsü neden bu kadar önemlidir?

Su döngüsü, insanlar, bitkiler, hayvanlar ve deniz organizmaları suya bağımlı olduğu için çok önemlidir. Su, atmosferden kaçmak yerine bulutlara yoğunlaşıp yeryüzüne yağış olarak geri dönmeseydi, su kaynaklarımız hızla tükenirdi. Ayrıca, su, su ekosistemlerinde besin maddeleri ve tortuları taşır, bu da su canlılarını destekler.

Su döngüsü su kaybeder mi?

Hayır, su döngüsü su kaybetmez veya kazanmaz. Bunun yerine, su sürekli olarak geri dönüştürülür, yani atmosferdeki su sonunda tekrar yeryüzüne düşer ve bunun tersi de geçerlidir. Ancak, buzulların erimesi ve buzun yağışla yenilenme hızının gerisinde kalması sonucu daha fazla suyun atmosfere karıştığı ve mevcut tatlı su kaynaklarının azaldığı bir problem olan buzul çekilmesi (glacial retreat) vardır.