Circuitul apei în natură

Cantităţile şi procentele anterior amintite la prezentarea cantităţii şi repartiţiei apei pe Pământ sunt de fapt cantitatea medie de apă aflată la un moment dat într-unul dintre compartimentele hidrosferei (oceanul, gheţarii, apele terestre şi subterane, atmosfera şi biosfera). Aceasta este într-o continuă dinamică, apa parcurgând binecunoscutul “circuit al apei în natură”, cu cele două principale componente: terestră şi atmosferică. În mod ultrasimplificat putem consdera că circuitul apei în natură se derulează astfel: dIn atmosferă apa ajunge în principal ca ploaie sau ninsori pe suprafaţa continentelor şi oceanelor. De aici o parte se evaporă înapoi în atmosferă iar o altă parte este transportată prin apele de suprafaţă sau prin ape subterane şi ajunge la ocean, de unde prin evaporaţie o parte ajunge iar în atmosferă. În realitate ciclul este foare complex, cu sute de "bucle" care uneori se închid local, alteori trec prin toate compartimentele hidrosferei la scare întregii planete, deoarece vânturile şi curenţii marini poartă aceiaşi moleculă de apă în călătorii pe distanţe uriaşe. Energia care "pune în mişcare" acest uriaş circuit este radiaţia solară. Dinamica ciclului este variabilă în funcţie de sectoarele sale: Statistic, o moleculă de apă staţionează în medie 9 zile în rezervorul atmosferic şi mai multe milenii în rezervorul oceanic şi în calotele glaciare. Totalul evaporaţiei este evaluat la 70 x 10¹² m³ / an deasupra continentelor şi 350 x 10¹² m³ / an deasupra oceanelor, iar cantitatea totală de precipitaţii 100 x 10¹² m³ / an deasupra continentelor şi 320 x 10¹² m³ / an deasupra oceanelor. Diferenţele sunt egalate de curgerea apei şi gheţii de pe continente în ocean la suprafaţă (38 x 10¹² m³ / an) şi prin subteran (1,6 x 10¹² m³ / an).

Spaţial, repartiţia apei şi raportul evaporare / precipitaţii cunoaşte remarcabile diferenţe, în funcţie de latitudine, relief, ocean/uscat şi alţi factori. Temporal, sunt variaţii sezoniere, cantitatea medie / regiune fiind statistic constantă. Mai ales pe termen lung, căci de la un an la altul există diferenţe, fiind cicluri de ani secetoşi şi respectiv ploioşi. Cauzele sunt atât variaţii naturale cât şi efectul de seră cauzat de oameni, a cărui aport este încă greu de cuantificat ştiinţific deşi tema schimbărilor climatice este tot mult în atenţia lumii ştiinţifice şi politice la nivel mondial.

 Norii sunt mase de apă uneori enorme, chiar dacă nouă ne par "uşori". Ei sunt cel mai mare mijloc de transport de pe Terra, deoarece un singur nor de furtună poate conţine sute de mii de tone de apă! 633 mm de precipitaţii (cât este media anuală pe la noi) pe o suprafaţă de 1 km pătrat înseamnă 633.000.000 litri de apă, adică zeci de mii de vagoane pentru un singur km pătrat. România are 237500 km pătraţi. Formarea norilor necesită, paradoxal, existenţa unei cantităţi de particule solide fine cu rol de nuclee de condensare, adică dacă "poluarea" ar lipsi complet şi aerul ar fi "pur" nu am avea nori. Circuitul apei în natură este influenţat de mulţi factori. Unii vin din cosmos ( de exemplu variaţiile activităţii soarelui, care determină şi oscilaţii în cantitatea de energie radiată spre pământ), altele din interiorul pământului (de exemplu erupţiile vulcanice, care pot prin particulele ridicate în atmosferă să ecraneze pământul de radiaţia solară).

            Dar clima nu e doar rezultatul a ce face cosmosul şi interiorul Terrei, chiar dacă soarele este motorul climei şi principalul determinant al temperaturii, vânturilor, precipitaţiilor... Pe plan global, dar mai ales pe plan zonal şi local, apa e mult legată de vegetaţie, şi nu doar invers, cum putem fi tentaţi să credem. Şi pentru că ne propunem să abordăm apa din punct de vedere ecologic, în capitolul "Apa şi biosfera" ne vom apleca mai atent asupra influenţei lumii vii asupra ciclului apei în natură şi a efectelor acestuia.

Cantitatea de apa în România

În comparaţie chiar cu restul Europei, România este o ţară cu resurse de apă reduse. În ciuda realizării a numeroase acumulări, volumul de ape de suprafaţă stătătoare este modest, iar râurile au debit relativ mic. Cifric, resursele totale de apă ale României sunt evaluate la 40 x 109 m3 / an, din care din râurile interioare numai 5 x 109 m3 / an (10 x 109 m3 / an în regim amenajat) şi 3 x 109 m3 / an apă subterană. Potenţialul de apa e aproximat la 1750 m3/locuitor/an, faţă de media europeană de 4800 m3/locuitor/an.                                                                                        
Dunărea este puţin utilizată ca sursă de apă şi punerea ei în valoare în acest sens nu se întrevede în viitorul apropiat, deşi planuri există. Chiar şi ridicând mult procentajul utilizării Dunării ca sursă de apă, volumul de resurse pe cap de locuitor rămâne modest în comparaţie cu media în Europa.
Rezervele de apă diferă geografic, ele fiind bogate în zonele montane şi reduse în Bărăgan şi Dobrogea, precum şi în unele zone carstice, unde utilizarea apelor meteorice pentru nevoile populaţiei nu este o raritate. Diversele aducţiuni interbazinale nu au anulat discrepanţele şi nu cresc pe ansamblu cantitatea de apă, fapt pentru care România are un motiv în plus să manifeste grijă faţă de apele ei, care pun probleme serioase nu doar cantitativ ci mai ales calitativ.
In tara noastra, regimul precipitatiilor respecta zonalitatea verticala. Cele mai mari cantitati anuale cad pe muntii foarte inalti, pana la 1.200 mm, iar cele mai mici, in partea de SE a tarii si in Dobrogea (350 – 450 mm).

Cantitatea de apa în Europa

Europa are resurse de apă estimate la 1015 m3 ape subterane, 2580 x 109 m3 ape de suprafaţă (din care 131 x 109 m3 în râuri, 2027 x 109 m3 în lacuri naturale şi 422 x 109 m3 în acumulări artificiale) şi 4090 x 109 m3 în gheţari. Scurgerea medie (precipitaţii minus absorbţie în sol şi evaporare) este de 304 mm / an, adică 3100 x 109 m3, pe un teritoriu de 10,2 milioane km2 . Raportat la populaţia Europei (680 milioane locuitori), înseamnă teoretic 4560 m3 / locuitor / an, la o captare totală actuală de 700 m3 / locuitor / an = 1920 l / locuitor / zi.
Aparent, nu ar trebui să existe probleme cantitative privind resursele de apă deşi în America de Sud de exemplu există de 10 ori mai multă apă pe cap de locuitor decât în Europa.. Repartiţia apei existente la nivel european este însă foarte inegală, ţările din nordul Europei având, pe cap de locuitor, resurse de 6-8 ori mai mari decât celelalte. Şi totuşi se estimează că, în apropierea centrelor urbane din toate ţările Europei, cu excepţia Irlandei, resursele de ape subterane şi de suprafaţă sunt supraexploatate. Consumul global pe fiecare ţară trebuie şi el detaliat, căci sunt diferenţe importante. În plus, intervine puternica variaţie sezonieră, variaţia interanuală şi alţi factori.

Distributia apei pe glob

Nevoile de apă ale omului nu par mari la prima vedere faţă de cifrele arătate. Însă din apele dulci lichide, numai 4% (0,2 x 106 m3) se estimează ca fiind prelevabile pentru consumul uman, cantitate foarte redusă ţinând cont de creşterea puternică a consumului de apă în ultimele decenii şi variaţia sezonieră şi cea geografică a surselor.

Factorul cel mai important, care ne intereseaza in studiul nostru sunt precipitatiile. Astfel prin intermediul precipitatiilor putem avea o sursa de apa regenerabila care daca o folosim nu afectam mediul.  Precipitatiile reprezinta, ca si temperatura aerului, un element deosebit de important pentru caracterizarea unui regim climatic. Acestea se formeaza prin condensarea vaporilor de apa la atingerea pragului de saturatie si pot fi:
-  precipitatii atmosferice (ploaie, ninsoare, grindina), care cad pe pamant din nori, sub influenta gravitatiei;
-  precipitatii „la sol” (roua, bruma, chiciura). Acestea se formeaza prin condensarea la sol,  la nivelul vegetatiei sau a unor obiecte, a vaporilor, prin racire.
Factorii care determina formarea ploilor, distributia si cantitatea acestora sunt numerosi, dar cei mai importanti sunt:
-  relieful, prin altitudine, care formeaza ploi orografice;
-  convectia (inaltarea) si racirea maselor de aer care formeaza ploi de convectie;
-  deplasarea maselor de aer, in special atunci cand aerul cald escaladeaza masele de aer mai reci si mai stabile, cand se formeaza ploi de front (frontale).

Pe glob, precipitatiile au o repartitie zonala, dar intervin numerosi factori care isi impun amprenta pe aceasta zonalitate. Acestia sunt: temperatura aerului, vanturile, departarea de oceane si mari, relieful prin altitudine, fragmentare, orientare si dispunere, curentii oceanici, vegetatia etc. Toate acestea introduc modificari asupra caracterului zonal al precipitatiilor de pe suprafata globului.
In aceasta repartitie, exista si extreme, cum ar fi:
-  valori maxime: Cerapundji – India – 12.655 l/m2 (sau mm); Debundja – Camerun – 12.090 mm; Anori – Columbia – 7.139 mm; San Juan del Sur – Nicaragua – 6.588 mm. Valorile se considera pe un an calendaristic.
-  valorile minime – in deserturi: 200 – 300 mm/an si sub aceasta valoare.