Official websites use .gov
A .gov website belongs to an official government organization in the United States.
Secure .gov websites use HTTPS
A lock () or https:// means you’ve safely connected to the .gov website. Share sensitive information only on official, secure websites.
Võite arvata, et iga taevast langev vihmapiisk või iga joogiklaas vett on värske, kuid see on alati olemas olnud ja on veeringe pidev osa!
Mis on veeringe? Sellele on lihtne vastata - see olen mina, vesi, igal pool! Veeringe kirjeldab vee olemasolu ja liikumist Maa peal, sees ja kohal. Maakeral on vesi alati liikvel ning oma olekut muutmas - vedelast auruks ja jääks ning uuesti vedelaks. Veeringe on toiminud miljardeid aastaid ning sellest oleneb kogu elu Maal. Ilma selleta oleks Maa päris surnud paik.
Sellel lehel käsitletakse looduslikku veeringlust, ignoreerides inimeste mõju.
Veeringel mingit lähtekohta ei ole, aga võime alustada ookeanidest. Veeringet käigus hoidev päike soojendab ookeanide vett ning osa sellest aurub. Tõusvad õhuvoolud viivad selle auru atmosfääri jahedamatesse kihtidesse, kus ta kondenseerub pilvedeks. Õhuvoolud kannavad pilvi ümber maailma, nendes olevad veepiisakesed põrkavad kokku, ühinevad ning langevad taevast sademetena maha. Osa sademeist langeb lumena ning võib kuhjuda jääkilpidesse või liustikesse, milles külmunud vesi võib säilida tuhandeid aastaid. Soojemas kliimas lumikate kevadeti sageli sulab ning maapinda mööda ära voolav sulavesi võib põhjustada üleujutusi.
Osa lumest ja jääst sublimeerub, s.o läheb tahkest olekust vahetult gaasilisse. Enamik sademeist sajab ookeanidesse tagasi, osa aga mandritele ning moodustab raskusjõu toimel mööda maapinda voolates pindmise äravoolu. Osa pindäravoolu veest jõuab orgudes olevatesse jõgedesse ning liigub jõeäravooluna ookeanide poole, osa aga koguneb mageveevaruna järvedesse. Suur osa sellest veest ei jõua siiski pinnaveekogudesse, vaid imbub maasse.
Osa maasseimbunud veest jääb maapinnalähedastesse pinnasekihtidesse ning võib sealt maasisese äravooluna üsna ruttu pinnaveekogudesse pääseda või maapinna ja taimede kaudu auruda (evapotranspiratsioon). Osa maasseimbunud veest vajub sügavamale maasse ning täiendab põhjaveekihtide (veega küllastunud kivimite) mageveevaru pikaks ajaks. Ka see vesi liigub ja võib leida mageveeallikatena tee maapinnale ning lõpuks tagasi ookeani jõuda, kus veeringe "lõpeb" … ja algab uuesti.
USA Geoloogiatalitus (U.S. Geological Survey, USGS) jagab veeringe kuueteistkümneks osaks:
Ookean on veeladu
Ookeanides on kestvalt "laos" palju rohkem vett, kui veeringes liikvel. Ookeanides arvatakse maailma koguveevarust (1, 386 miljardit kuupmeetrit) olevat 1,338 miljardit kuupmeetrit, s.o 96,5% kogu veest. Arvatakse ka, et umbes 90% veeringe veest pärineb ookeanidest.
Külmemate kliimaperioodide kestel moodustub rohkem jääkilpe ja liustikke ning muud veeringeosad jäävad seetõttu veevaesemaks. Soojadel ilmastuajastutel on asi vastupidi. Viimasel jääajal katsid jääliustikud peagu kolmandiku maismaast ning ookeanide veetase oli tänapäevasest umbes 122 meetrit madalam. Umbes kolm miljonit aastat tagasi, mil Maa oli soojem, võis ookeanide tase olla kuni 50 meetrit kõrgem.
Ookeanides on vesi pidevalt liikvel
Ookeanides on hoovusi, mille toimel suur hulk vett liigub ümber maailma. Need hoovused avaldavad suurt mõju veeringele ja ilmastikule. Golfi hoovus on hästi tuntud sooja vee voolus Atlandi ookeanis, mis viib vett Mehhiko lahest üle Atlandi ookeani Suurbritannia poole. Kiirusega 97 kilomeetrit ööpäevas liikuv hoovus kannab sada korda rohkem vett kui kõik maailma jõed kokku. Golfi hoovus viib soojas kliimas soojenenud vett Põhja-Atlanti ning mõjutab sealset, sh Lääne-Inglismaa ilma.
Aurumine ja miks see toimub
Aurumine on protsess, milles vesi läheb vedelast olekust gaasilisse, s.o muutub auruks. Aurumine on peamine viis, kuidas vesi atmosfääri, s.o veeringesse pääseb. Uuringud on näidanud, et 90% atmosfääris olevast veest on aurunud ookeanidest, meredest, järvedest ja jõgedest ning ainult 10% on taimede transpireeritud.
Aurumiseks on vaja soojust. Energiat kulub veemolekule koos hoidvate sidemete lõhkumiseks ning seetõttu vesi aurub kõige intensiivsemalt keemistemperatuuril (100 °C) ning palju aeglasemalt külmumistemperatuuril. Kui õhu suhteline niiskus on 100%, st õhk on veega küllastunud, vesi õhku auruda ei saa. Aurumine võtab keskkonnast ära soojust, seetõttu jahutabki sind sinu nahalt auruv vesi.
Aurumine on veeringe mootor
Suurem osa veeaurust pääseb atmosfääri ookeanidest, sest ookeanid katavad üle 70% maakera pinnast. Maakeral tervikuna aurub atmosfääri niisama palju vett, kui sademetena Maale tagasi jõuab. Maakohiti see nii ei ole. Ookeanidel ületab aurumine sademeid, maismaale sajab aga rohkem kui aurub. Suurem osa ookeanidelt aurunud veest sajab sinna tagasi. Ainult umbes 10% kandub ja sajab maismaale. Atmosfääri aurunud veemolekul püsib seal umbes kümme ööpäeva.
Kuigi mõnes määratluses arvatakse evapotranspiratsiooni hulka ka aurumist pinnaveekogude, nt järvede, ning isegi ookeani pinnalt, defineeritakse käesolevas tekstis seda kui vee aurumist mullapinnalt ja kapillaarvööndist ning taimejuurte kaudu maa seest võetud vee transpireerumist atmosfääri. Lihtsamini öelduna: evapotranspiratsioon on aurumine taimkattega alalt.
Transpiratsioon ja taimelehed
Transpiratsioon on protsess, mis kannab juurte kaudu mullast võetud vett lehtede alumistel külgedel paiknevate avadeni, kus ta aurustub ja lendub atmosfääri. Transpiratsioon on seega vee aurumine taimelehtede kaudu. Arvatakse, et umbes kümme protsenti atmosfääriveest pääseb õhku transpiratsiooni teel.
Transpiratsioon on üsnagi nähtamatu protsess–et vesi aurub lehtede pinnalt, ei näe sa taimi "higistamas". Ühe vegetatsiooniperioodi jooksul transpireerib leht mitu korda rohkem vett, kui ta ise kaalub. Maisi-aakrilt (1 aaker = 0,4047 ha) pääseb atmosfääri 11 400 - 15 100 liitrit vett päevas ning suur tammepuu võib transpireerida 151 000 liitrit aastas.
Transpiratsiooni mõjutavad atmosfääritegurid
Taimede transpireeritud vee hulk muutub suuresti maakohiti ja aja jooksul. Transpiratsiooni intensiivsust mõjutab mitu tegurit:
Veeringes nimetatakse sublimatsiooniks lume või jää vahetut üleminekut veeauruks ilma vahepeal veeldumata. Mõnes kliimavööndis lumi kaob just nõndamoodi.
Looduses sublimatsioon nähtav ei ole. Et see tõepoolest toimub, tõestab külmunud pesu kuivamine pakaselise ilmaga. Nähtavaks saab sublimatsiooni teha aga süsinikdioksiidi (süsihappegaasi) abil. Tahke (külmunud) süsinikdioksiid e kuiv jää (süsihappelumi) sublimeerub, s.o muutub gaasiks temperatuuril -78,5 °C. Pildil nähtav udu on külma süsihappegaasi ja niiske õhu segu, mis tekib süsihappelume sublimeerumisel.
Looduses tekib sublimatsioon teatavates ilmastikutingimustes - kuiva tuulega, kui õhu suhteline niiskus on väike. Seda juhtub kõrgmäestikes, kus õhurõhk on madal. Vaja on ka energiat, nt intensiivset päikesekiirgust. Kui otsida paika maakeral, kus lumi ja jää sublimeeruvad, sobib selleks hästi Džomolungma lõunanõlv, kus õhk on külm, tuuled tugevad, päikesekiirgus intensiivne ja õhurõhk madal.
Atmosfäär on täis vett
Kuigi atmosfääris ei ole vett väga suurel hulgal, on ta hiigeltee, mida mööda vesi kulgeb ümber maailma. Atmosfääris on alati vett. See vesi on hästi nähtav pilvedena, vett on aga üliväikeste silmale nähtamatute piisakestena ka selges taevas. Atmosfääris on korraga umbes 12 900 kuupkilomeetrit vett. Kui see vesi korraga maha sajaks, kataks ta kogu maapinna 2,5 cm paksuse kihina.
Kondensatsioon on protsess, milles õhus olev veeaur muutub vedelaks veeks. Veeringes on kondensatsioon oluline seetõttu, et ta põhjustab pilvede tekkimist. Nendest võivad langeda sademed, millega vesi jõuab Maa pinnale tagasi. Kondensatsioon on aurumise vastandnähtus.
Kondensatsioon põhjustab ka udu ning sinu prilliklaaside uduseks muutumist, kui lähed soojal niiskel päeval jahedast toast välja, aga ka veetilkade nõrgumist mööda joogiklaasi välispinda ja aknaklaaside sisepinnale ilmuvat vett külmal päeval.
Kondensatsioon õhus
Kuigi pilvi ei ole kristallselges sinitaevas näha, on vesi seal veeauruna ja silmale nähtamatute pisipiiskadena olemas. Vihmapiisad tekivad pilvedes siis, kui veeaur koguneb õhus olevatele tolmu-, soola- ja suitsukübemetele. Kui need piisad liituvad ja suuremaks kasvavad, võivad nad sademeid tekitada.
Miks on kõrgemal olev õhk külmem?
Pilved tekivad atmosfääris seetõttu, et veeauru sisaldav õhk tõuseb kõrgemale ja jahtub. Selles protsessis on oluline tähtsus maapinnalähedast õhku soojendaval päikesekiirgusel. Jahtumist kõrgemates kihtides põhjustab õhurõhu vähenemine. Merepinnale avaldab selle kohal oleva õhusamba mass rõhku keskmiselt 1 kg/cm². Kõrgemal on õhusammas madalam ja rõhk väiksem. Seetõttu on kõrgete atmosfäärikihtide õhu tihedus väiksem ning õhk külmem.
Sademeiks nimetatakse pilvedest vihma, lörtsi, lume või rahena langevat vett. Sademetega jõuab suurem osa atmosfääriveest Maale tagasi. Enamik sellest langeb vihmana.
Kuidas vihmapiisad tekivad?
Taevas liikuvad pilved sisaldavad veeauru ja veepiisakesi, mis on maha sadamiseks liiga väikesed, aga piisavalt suured silmaga nähtavate pilvede tekitamiseks. Taevas vesi pidevalt aurub ja kondenseerub. Kui jälgida, mis pilvedega juhtub, võib näha, et osa neist kaob (aurustub) ja osa tuleb juurde (kondensatsioon). Suurem osa pilvede veest ei saja maha seetõttu, et tõusvad õhuvoolud hoiavad seda pilvedes. Saju tekkimiseks peavad tillukesed veepiisakesed kõigepealt kondenseeruma suuremateks piiskadeks, mis on pilvedest välja langemiseks piisavalt suured ja rasked. Üheainsa vihmapiisa tekkimiseks on vaja miljoneid veepiisakesi.
Sademete hulk muutub nii maakohiti kui ka ajas
Sademeid ei tule ühepalju kogu maailmas, mingis riigis või isegi ühes linnas. Nt USA Georgia osariigis võib Atlantas suvise äikese ajal ühele tänavale sadada 25 või enamgi millimeetrit vihma, aga samal ajal ei tule paari kilomeetri kaugusel tilkagi. Georgias sajab aga kuus rohkem vihma kui Las Vegases Nevada osariigis kogu aasta jooksul. Aasta keskmise sademehulga rekord (11 400 mm/a) kuulub Hawaiis asuvale Mt. Waialeale. Ühe 12-kuise perioodi kestel sadas seal 16 300 mm, s.o ligi 50 mm päevas. Võrrelge seda Tšiilis asuva Arica'ga, kus ei sadanud vihma 14 aastat.
Maakera jääkilbid
Ka pikaks ajaks jäässe, lumesse ja liustikesse talletunud vesi on osa Maa veeringest. Suurem osa (umbes 90%) maakeral olevast jääst on Antarktikas ning 10% Gröönimaa jääkilbis. Gröönimaa jääkilp on huvitav osa veeringest. Ta kasvas nii suureks (umbes 2,5 miljonit kuupkilomeetrit) seetõttu, et lund sadas rohkem kui sulas. Jääkilbi paksus on keskmiselt 1500 meetrit, võib aga küündida 4300 meetrini. Jää on nii raske, et on selle all oleva maa kausikujuliseks lohuks vajutanud.
Jää ja liustikud tulevad ja lähevad
Maakera kliima üha muutub, kuigi mitte nii kiiresti, et inimesed seda märkaksid. On olnud mitu sooja ajastut, nt umbes 100 miljonit aastat tagasi, mil elasid dinosaurused, ning mitu külma ajastut, nt 20 000 aasta tagune viimane jääaeg. Viimasel jääajal oli suur osa põhjapoolkerast kaetud jää ja liustikega. Liustike all oli peaaegu kogu Kanada, suurem osa Põhja-Aasiast ja Euroopast ning osa Ameerika Ühendriikidest.
Teavet liustike ja jääkilpide kohta
Kui sa elaksid Floridas või Prantsuse Rivieras, ei pruugiks sa hommikul ärgates mõelda sellele, millist rolli mängib lume sulamine veeringes. Ometi on sulaveeäravool suuremaid veeliikumisi maailma veeringes. Külmemates kliimavööndites pärineb suur osa kevadisest äravoolust ja jõgedes voolavast veest lume ja jää sulamisest. Peale üleujutuste võib lume kiire sulamine põhjustada maalihkeid ja rusuvoole.
Sulavee osatähtsus jõeäravoolus
See, kuidas sulavesi mõjutab jõeäravoolu, saab selgeks, kui vaadata järgnevat hüdrograafi, mis kujutab jõe North Fork American River ööpäevakeskmise vooluhulga muutumist nelja aasta kestel Californias asuva North Fork'i paisu juures. Hüdrograafitipud on põhjustatud peamiselt lume sulamisest. Võrrelge ööpäeva keskmist miinimumvooluhulka 2000. aasta märtsis (1200 kuupjalga sekundis) augustikuu vooluhulkadega (55–75 kuupjalga sekundis).
Sulaveeäravool muutub aasta-ajati ja aastati. Võrdle 2000. aasta vooluhulgatippu 2001. aasta palju väiksema jõeäravooluga. Näib, et seda California piirkonda tabas 2001. aastal suur põud. Talvel lumme talletunud vesi võib mõjutada ülejäänud aasta veerohkust. Ta võib mõjutada allavoolu paiknevate veehoidlate veevaru ning see omakorda veehulka, mida saab kasutada niisutuseks ja linnade veega varustamiseks.
Pindmine äravool on mööda maapinda voolav sademevesi
Paljud inimesed arvavad, et sademed langevad maapinnale ja voolavad seda mööda jõgedesse, mis omakorda suubuvad ookeanidesse. Asi siiski nii lihtne ei ole, sest jõed saavad vett ka maa seest ning kaotavad seda ka maasse. Suur osa veest jõuab jõgedesse siiski pindmise äravooluga.
Tavaliselt imbub osa vihmaveest kohe maasse, ent kui vihm sajab veega küllastunud või vettpidavale maale, hakkab ta pindäravooluna allanõlva voolama. Tugeva vihma ajal võib vett näha voolamas lausa niredena. Edasi liigub vesi voolusänge pidi suurte jõgede poole. Fotol on näide selle kohta, kuidas (maanteelt voolav) pindäravooluvesi väikesesse ojja jõuab. Et see vesi voolas mööda paljast maad, toob ta ojja setet tekitavaid uhtaineid (mis rikuvad vee kvaliteeti). Ojja jõudnud äravooluvesi alustab oma teekonda tagasi ookeani.
Nii nagu muudeski veeringeosades, muutub sademete ja pindmise äravoolu vahekord nii ajas kui ka maa-alati. Ühesugune valingvihm põhjustab Amazonase džunglis ja USA edelapiirkonnas täiesti erineva pindmise äravoolu. Pindäravool oleneb nii meteoroloogilistest teguritest kui ka maa-ala geoloogiast ja pinnamoest. Ainult umbes kolmandik maismaale langenud sademeveest voolab ojadesse ja jõgedesse ning jõuab neid pidi tagasi ookeanidesse. Ülejäänud kaks kolmandikku aurub, transpireerub või imbub maasse. Pindmist äravoolu võib ka inimene oma vajaduste rahuldamiseks kõrvale juhtida.
USA Geoloogiatalitus määratleb jõeäravoolu (streamflow) kui jões või ojas voolavat veehulka.
Jõgede tähtsus
Jõed ei ole tähtsad üksnes inimeste, vaid igasuguse elu jaoks. Nad ei ole pelgalt meeldivad mängukohad inimestele (ja nende koertele), vaid inimesed vajavad jõgede vett ka joogiveevarustuseks ja niisutuseks, elektrienergia saamiseks, reoainete ärauhtmiseks (jääb loota, et seda vett ka puhastatakse), kaupade vedamiseks ja toidu saamiseks. Jõed on ka mitmesuguste taimede ja loomade elukeskkond. Jõed toidavad põhjaveekihte nende sängidest maasse imbuva veega. Ning ookeanid on täis vett tänu sellele, et jõed toovad neisse äravooluvett juurde.
Valglad ja jõed
Kui mõeldakse jõgedele, tuleb mõelda ka nende valglatele. Mis on valgla? Kui juhtud praegu maa peal seisma, siis vaata alla. Sa seisad, ja igaüks meist seisab, valgla pinnal. Valgla on maa-ala, millele sadanud vesi voolab ühte kohta kokku. Valgla võib olla mudasse tallatud jalajälje suurune, aga hõlmata ka kogu maa-ala, millelt valguv vesi voolab Mississippi jõe suudmes Mehhiko lahte. Suured valglad koosnevad hulgast väikestest. Valglad on seetõttu tähtsad, et jõe vooluhulk ja vee kvaliteet olenevad sellest, inimpõhjustatust või mitte, mis juhtub jõe vaatlusristlõikest ülesvoolu.
Jõeäravool muutub pidevalt
Jõeäravool muutub päevast päeva ja isegi minutist minutisse. Peamine mõjutaja on muidugi sademevee äravool valglast. Vihm tõstab jõe veetaset ning see võib tõusta ka siis, kui vihma sajab kaugel ülesvoolu - pea meeles, et kogu valglas sadanud vesi jõuab kord jõe suudmesse. Jõe suurus oleneb peamiselt valgla suurusest. Suurtel jõgedel on suured ja väikestel väikesed valglad. Eri suurused jõed reageerivad sademetele ja valingvihmadele erinevalt. Suurtes jõgedes tõuseb ja langeb vesi aeglasemalt kui väikestes. Väikese valglaga jõe veetase muutub minutite või tundide jooksul, suurtes võib selleks aga kuluda päevi ning üleujutused võivad kesta pikka aega.
Kogu elule Maal on erakordselt tähtis pinnaveekogudes leiduv magevesi. Küsige kas või oma naabrilt, tomatitaimelt, forellilt või tüütult sääselt. Pinnaveekogude hulka kuuluvad jõed, tiigid, järved, veehoidlad (tehisjärved) ja magevee-märgalad.
Vee hulk jõgedes ja järvedes muutub tänu juurde- ja äravoolule pidevalt. Vett tuleb juurde sademeist, pindäravoolust, põhjaveest ja lisajõgedest. Jõgedes ja järvedes jääb vett vähemaks aurumise ja põhjavette imbumise tõttu. Pinnavett kasutavad oma vajaduste katmiseks ka inimesed. Pinnavee hulk ja paiknemine muutuvad ajas ja ruumis nii looduslike tegurite kui ka inimtegevuse toimel.
Pinnavesi peab ülal elu
Nagu tõestab pilt Niiluse deltast Egiptuses, võib elu õitseda ka kõrbes, kui pinna- (või põhja-)vesi on saadaval. Maapinnal olev vesi on tõepoolest elu tugi. Ning põhjavesi on seetõttu olemas, et osa pinnaveest imbub maasse ja jõuab põhjaveekihtidesse. Maakera pinnal on magevett suhteliselt vähe. Ainult umbes kolm protsenti kogu Maa veest on mage ning järvedes ja magevee-märgalades on vaid 0,29 % Maa mageveest. Kakskümmend protsenti kogu mageveest on Baikali järves ning teine 20 % Põhja-Ameerika Suurjärvedes (Huron, Michigan, Ülemjärv). Jõgedes on vaid 0,006 % kogu mageveevarust. Nagu näed, sõltub elu Maal vaid "tilgast meres"!
Põhjavesi pärineb sademeist
Igal pool maailmas imbub osa sademetega langevast vihma- ja lumeveest maasse ja kivimeisse. Kui palju imbub, oleneb mitmest tegurist. Gröönimaa jääkilbile langevaist sademeist jõuab maasse väga vähe, mujal aga, nagu fotolt näha, võib ojagi otse põhjavette voolata!
Osa maasseimbunud veest võib jääda maapinnalähedasse kihti pidama ning kaldast välja nõrgudes vooluveekogusse pääseda. Osa veest võib sügavamale vajuda ja põhjaveekihti jõuda. Kui põhjaveekiht on nii õhuke ja selle pinnas nii poorne, et vesi seda mööda vabalt liikuda saab, võivad inimesed sellesse kihti puurkaeve puurida ja sealt vett võtta. Vesi võib maa sees kaugele voolata või sinna pikaks ajaks pidama jääda, enne kui ta jälle maapinnale tõuseb või pinnaveekogudesse või ookeani nõrgub.
Põhjavesi
Suurem osa maa sees olevast veest pärineb maasse imbunud ja allapoole vajuvast sademeveest. Kui sademevesi maasse imbub, satub ta tavaliselt algul õhustusvööndisse, kus ta täidab vaid osa pinnasepooridest ning maa on veega küllastumata. Õhustusvööndi ülaosas on mullakiht, mille taimejuurte tekitatud õõsi pidi sademevesi allapoole liigub. Mullas olevat vett kasutavad taimed. Õhustusvööndi all on küllastumusvöönd, milles pinnasepoorid on vett täiesti täis. Vett sisaldavat ja andvat maapõueosa nimetatakse põhjaveekihiks. Kui sellesse kihti puurida kaeve, saab neist vett välja pumbata.
Maa sees on tallel suur hulk vett. See vesi siiski liigub, ehkki väga aeglaselt, ning on seega osa veeringest. Põhjaveekihtides on varul suur hulk Maa vett ning paljude inimeste elu kogu maailmas sõltub põhjaveest.
Vett tuleb otsida altpoolt põhjaveetaset
Loodan, et pead lugu vaevast, mida nägin, kui kaevasin tund aega kuuma päikese käes mereranda auku. See on suurepärane viis näidata, et vett läbi laskev pinnas on teataval sügavusel vett täis. Sellesse auku tekkiva loigu pind ongi põhjaveepind. Merelained jäävad sellest august paremale ning vee tase augus on sama kui meres. See tase muutub koos tõusu ajal tõusva ja mõõna ajal alaneva meretasemega. See auk oleks nagu salvkaev, millest võetakse põhjavett.
Kui selles augus oleks magevesi, võiksid inimesed võtta ämbri ning sellega vett ammutada. Sa saad muidugi aru, et kui püüaksid mererannaauku tühjaks võtta, ei tuleks sa sellega toime, sest liiv laseb vett väga hästi läbi ning auk tuleb kohe täis. Meie "kaev" oleks nagu väga "veerikas". Magevee saamiseks peavad inimesed puurima põhjaveekihti ulatuvaid kaeve. Kaev võib olla kümneid või sadu meetreid sügav. Põhimõte on aga sama kui rannaaugu puhul - tuleb avada pääs küllastumusvööndisse, kus kõik kivimipoorid on vett täis.
Vett on rohkem kui silmaga näha
Iga päev näed enda ümber vett järvedes ja jõgedes ning jää, vihma ja lumena. Suurt hulka vett ei ole aga näha - seda vett, mis on ja liigub maa sees. Põhjavesi on paljude jõgede peamine toitja. Inimesed on kasutanud põhjavett tuhandeid aastaid ja võtavad seda peamiselt joogi- ja niisutusveeks tänapäevani. Elu Maal sõltub nii põhja- kui ka pinnaveest.
Põhjavesi liigub maa sees
Osa sademeveest imbub maasse ja saab põhjaveeks. Osa sellest veest liigub maapinnalähedases pinnases ning nõrgub üsna kiiresti vooluveekogudesse, suurem osa vajub aga raskusjõu toimel sügavamale maasse.
Nagu joonisel näha, oleneb põhjavee liikumiskiirus ja -suund vettkandvate kihtide ja veepiirete (millest vesi raskesti läbi pääseb) omadustest. Vee liikumine maa sees sõltub pinnase veeläbilaskvusest (kui kerge või raske on veel liikuda) ja kivimi poorsusest (kui palju on selles tühikuid). Kui vesi pääseb kivimist suhteliselt hõlpsasti läbi, võib põhjavesi mõne päevaga üsna kaugele liikuda. Ta võib aga vajuda ka süvakihtidesse, kust tagasi pääsemiseks võib kuluda tuhandeid aastaid.
Mis on allikas?
Allikas tekib siis, kui põhjaveekiht on pilgeni täis ning vesi hakkab maa peale voolama. Allikaid on väikesi, millest voolab vett ainult pärast suurt vihma, aga ka väga suuri, mille vooluhulk võib olla sadu miljoneid galloneid päevas (USA gallon on umbes 3,8 liitrit).
Allikaid voolab igasugustest kivimitest, peamiselt aga lubjakivist ja dolomiidist, mis kergesti lõhenevad ja mida happeline vihmavesi lahustada suudab. Kivimi lõhenemisel ja lahustumisel tekivad tühimikud, mida mööda vesi voolama pääseb. Kui ta liigub rõhtsuunas, võib ta allikana maa peale tõusta.
Allikavesi ei ole alati selge
Allikavesi on tavaliselt selge. Mõnest allikast tuleb siiski "tee värvi" vett. Fotol on näha Edela-Colorados paiknev allikas, mille vee värvivad punakaks maa all leiduvad mineraalid. Floridas (USA) sisaldab pinnavesi mitmel pool maa-alustes kivimites sisalduvatest orgaanilistest ainetest pärit parkhappeid ning nende vooluvete värvi on ka allikavesi. Kui allikavesi on tugevasti värvunud, võib see osutada sellele, et vesi voolab kiiresti mööda maa-aluseid käike ning ei filtreeru läbi lubjakivi.
Kuumaveeallikad
Kuumaveeallikad erinevad tavalistest vaid selle poolest, et nende vesi on soe ja mõnel pool kuumgi, nagu näiteks Yellowstone'i Rahvuspargis (Wyoming, USA) pulbitsevates mudaallikates. Kuumaveeallikaid on rohkesti vulkaaniliselt aktiivsetes piirkondades ning nende vett soojendavad sügaval maa all paiknevad kuumad kivimid. Mida sügavamal, seda kuumemad nad on ning kui süvapõhjavesi pääseb maapinnani ulatuvasse lõhesse, võib tekkida kuumaveeallikas. Sellised on Georgia osariigi kuulsad Warm Springs (Soojad allikad) ja Arkansase Hot Springs (Kuumad allikad). Tõepoolest, soojaveeallikaid on igal pool maailmas ning nad võivad eksisteerida isegi koos jäämägedega, nagu võivad teile kinnitada õnnelikud gröönlased.
Et üksikasjalikult teada saada, kus vesi maakeral paikneb, vaata juuresolevat tulpdiagrammi ja järgnevat tabelit. Pane tähele, et Maa koguveevarust (1 386 miljonit kuupkilomeetrit) on üle 96 protsendi soolane. Ning et üle 68 protsendi mageveest on kinni jääs ja liustikes ning 30 % on maa sees. Magedat pinnavett on järvedes, jõgedes jm pinnaveekogudes vaid umbes 93 100 kuupkilomeetrit, s.o ainult 1/150 koguhulgast. Ometi on jõed ja järved inimeste peamised mageveeallikad.
| Veeallikas | Vee hulk km3 | Protsenti mageveest |
Protsenti kogu veest |
|---|---|---|---|
| Ookeanide, merede ja lahtede vesi | 1 338 000 000 | -- | 96,5 |
| Jääkilbid, liustikud ja püsilumi | 24 064 000 | 68,7 | 1,74 |
| Põhjavesi | 23 400 000 | -- | 1,7 |
| mage | 10 530 000 | 30,1 | 0,76 |
| soolane | 12 870 000 | -- | 0.94 |
| Mullavesi | 16 500 | 0,05 | 0,001 |
| Maasisene jää ja igikelts | 300 000 | 0,86 | 0,022 |
| Järvevesi | 176 400 | -- | 0,013 |
| mage | 91 000 | 0,26 | 0,007 |
| soolane | 85 400 | -- | 0,006 |
| Atmosfäärivesi | 12 900 | 0,04 | 0,001 |
| Soovesi | 11 470 | 0,03 | 0,0008 |
| Jõevesi | 2 120 | 0,006 | 0,0002 |
| Elusolendites olev vesi | 1 120 | 0,003 | 0,0001 |
| Kokku | 1 386 000 000 | - | 100 |
Allikas: Gleick, P. H., 1996: Water resources. In: Encyclopedia of Climate and Weather, ed. by S. H. Schneider, Oxford University Press, New York, vol. 2, pp. 817-823.
Mis on veeringe?
Veeringe kirjeldab vee olemasolu ja liikumist Maa peal, sees ja kohal. Maakeral on vesi alati liikvel ning oma olekut muutmas - vedelast auruks ja jääks ning uuesti vedelaks. Veeringe on toiminud miljardeid aastaid ning sellest oleneb kogu elu Maal. Ilma selleta oleks Maa päris surnud paik.
Mis on veeringe?
Veeringe kirjeldab vee olemasolu ja liikumist Maa peal, sees ja kohal. Maakeral on vesi alati liikvel ning oma olekut muutmas - vedelast auruks ja jääks ning uuesti vedelaks. Veeringe on toiminud miljardeid aastaid ning sellest oleneb kogu elu Maal. Ilma selleta oleks Maa päris surnud paik.
Veeringe
Te võite arvata, et taevast kukkuv vihm ja vesi, mid sa joovad, on uus. Kuid see on alati olnud ja on osa veetsüklist.
Veeringe
Te võite arvata, et taevast kukkuv vihm ja vesi, mid sa joovad, on uus. Kuid see on alati olnud ja on osa veetsüklist.
Võite arvata, et iga taevast langev vihmapiisk või iga joogiklaas vett on värske, kuid see on alati olemas olnud ja on veeringe pidev osa!
Mis on veeringe? Sellele on lihtne vastata - see olen mina, vesi, igal pool! Veeringe kirjeldab vee olemasolu ja liikumist Maa peal, sees ja kohal. Maakeral on vesi alati liikvel ning oma olekut muutmas - vedelast auruks ja jääks ning uuesti vedelaks. Veeringe on toiminud miljardeid aastaid ning sellest oleneb kogu elu Maal. Ilma selleta oleks Maa päris surnud paik.
Sellel lehel käsitletakse looduslikku veeringlust, ignoreerides inimeste mõju.
Veeringel mingit lähtekohta ei ole, aga võime alustada ookeanidest. Veeringet käigus hoidev päike soojendab ookeanide vett ning osa sellest aurub. Tõusvad õhuvoolud viivad selle auru atmosfääri jahedamatesse kihtidesse, kus ta kondenseerub pilvedeks. Õhuvoolud kannavad pilvi ümber maailma, nendes olevad veepiisakesed põrkavad kokku, ühinevad ning langevad taevast sademetena maha. Osa sademeist langeb lumena ning võib kuhjuda jääkilpidesse või liustikesse, milles külmunud vesi võib säilida tuhandeid aastaid. Soojemas kliimas lumikate kevadeti sageli sulab ning maapinda mööda ära voolav sulavesi võib põhjustada üleujutusi.
Osa lumest ja jääst sublimeerub, s.o läheb tahkest olekust vahetult gaasilisse. Enamik sademeist sajab ookeanidesse tagasi, osa aga mandritele ning moodustab raskusjõu toimel mööda maapinda voolates pindmise äravoolu. Osa pindäravoolu veest jõuab orgudes olevatesse jõgedesse ning liigub jõeäravooluna ookeanide poole, osa aga koguneb mageveevaruna järvedesse. Suur osa sellest veest ei jõua siiski pinnaveekogudesse, vaid imbub maasse.
Osa maasseimbunud veest jääb maapinnalähedastesse pinnasekihtidesse ning võib sealt maasisese äravooluna üsna ruttu pinnaveekogudesse pääseda või maapinna ja taimede kaudu auruda (evapotranspiratsioon). Osa maasseimbunud veest vajub sügavamale maasse ning täiendab põhjaveekihtide (veega küllastunud kivimite) mageveevaru pikaks ajaks. Ka see vesi liigub ja võib leida mageveeallikatena tee maapinnale ning lõpuks tagasi ookeani jõuda, kus veeringe "lõpeb" … ja algab uuesti.
USA Geoloogiatalitus (U.S. Geological Survey, USGS) jagab veeringe kuueteistkümneks osaks:
Ookean on veeladu
Ookeanides on kestvalt "laos" palju rohkem vett, kui veeringes liikvel. Ookeanides arvatakse maailma koguveevarust (1, 386 miljardit kuupmeetrit) olevat 1,338 miljardit kuupmeetrit, s.o 96,5% kogu veest. Arvatakse ka, et umbes 90% veeringe veest pärineb ookeanidest.
Külmemate kliimaperioodide kestel moodustub rohkem jääkilpe ja liustikke ning muud veeringeosad jäävad seetõttu veevaesemaks. Soojadel ilmastuajastutel on asi vastupidi. Viimasel jääajal katsid jääliustikud peagu kolmandiku maismaast ning ookeanide veetase oli tänapäevasest umbes 122 meetrit madalam. Umbes kolm miljonit aastat tagasi, mil Maa oli soojem, võis ookeanide tase olla kuni 50 meetrit kõrgem.
Ookeanides on vesi pidevalt liikvel
Ookeanides on hoovusi, mille toimel suur hulk vett liigub ümber maailma. Need hoovused avaldavad suurt mõju veeringele ja ilmastikule. Golfi hoovus on hästi tuntud sooja vee voolus Atlandi ookeanis, mis viib vett Mehhiko lahest üle Atlandi ookeani Suurbritannia poole. Kiirusega 97 kilomeetrit ööpäevas liikuv hoovus kannab sada korda rohkem vett kui kõik maailma jõed kokku. Golfi hoovus viib soojas kliimas soojenenud vett Põhja-Atlanti ning mõjutab sealset, sh Lääne-Inglismaa ilma.
Aurumine ja miks see toimub
Aurumine on protsess, milles vesi läheb vedelast olekust gaasilisse, s.o muutub auruks. Aurumine on peamine viis, kuidas vesi atmosfääri, s.o veeringesse pääseb. Uuringud on näidanud, et 90% atmosfääris olevast veest on aurunud ookeanidest, meredest, järvedest ja jõgedest ning ainult 10% on taimede transpireeritud.
Aurumiseks on vaja soojust. Energiat kulub veemolekule koos hoidvate sidemete lõhkumiseks ning seetõttu vesi aurub kõige intensiivsemalt keemistemperatuuril (100 °C) ning palju aeglasemalt külmumistemperatuuril. Kui õhu suhteline niiskus on 100%, st õhk on veega küllastunud, vesi õhku auruda ei saa. Aurumine võtab keskkonnast ära soojust, seetõttu jahutabki sind sinu nahalt auruv vesi.
Aurumine on veeringe mootor
Suurem osa veeaurust pääseb atmosfääri ookeanidest, sest ookeanid katavad üle 70% maakera pinnast. Maakeral tervikuna aurub atmosfääri niisama palju vett, kui sademetena Maale tagasi jõuab. Maakohiti see nii ei ole. Ookeanidel ületab aurumine sademeid, maismaale sajab aga rohkem kui aurub. Suurem osa ookeanidelt aurunud veest sajab sinna tagasi. Ainult umbes 10% kandub ja sajab maismaale. Atmosfääri aurunud veemolekul püsib seal umbes kümme ööpäeva.
Kuigi mõnes määratluses arvatakse evapotranspiratsiooni hulka ka aurumist pinnaveekogude, nt järvede, ning isegi ookeani pinnalt, defineeritakse käesolevas tekstis seda kui vee aurumist mullapinnalt ja kapillaarvööndist ning taimejuurte kaudu maa seest võetud vee transpireerumist atmosfääri. Lihtsamini öelduna: evapotranspiratsioon on aurumine taimkattega alalt.
Transpiratsioon ja taimelehed
Transpiratsioon on protsess, mis kannab juurte kaudu mullast võetud vett lehtede alumistel külgedel paiknevate avadeni, kus ta aurustub ja lendub atmosfääri. Transpiratsioon on seega vee aurumine taimelehtede kaudu. Arvatakse, et umbes kümme protsenti atmosfääriveest pääseb õhku transpiratsiooni teel.
Transpiratsioon on üsnagi nähtamatu protsess–et vesi aurub lehtede pinnalt, ei näe sa taimi "higistamas". Ühe vegetatsiooniperioodi jooksul transpireerib leht mitu korda rohkem vett, kui ta ise kaalub. Maisi-aakrilt (1 aaker = 0,4047 ha) pääseb atmosfääri 11 400 - 15 100 liitrit vett päevas ning suur tammepuu võib transpireerida 151 000 liitrit aastas.
Transpiratsiooni mõjutavad atmosfääritegurid
Taimede transpireeritud vee hulk muutub suuresti maakohiti ja aja jooksul. Transpiratsiooni intensiivsust mõjutab mitu tegurit:
Veeringes nimetatakse sublimatsiooniks lume või jää vahetut üleminekut veeauruks ilma vahepeal veeldumata. Mõnes kliimavööndis lumi kaob just nõndamoodi.
Looduses sublimatsioon nähtav ei ole. Et see tõepoolest toimub, tõestab külmunud pesu kuivamine pakaselise ilmaga. Nähtavaks saab sublimatsiooni teha aga süsinikdioksiidi (süsihappegaasi) abil. Tahke (külmunud) süsinikdioksiid e kuiv jää (süsihappelumi) sublimeerub, s.o muutub gaasiks temperatuuril -78,5 °C. Pildil nähtav udu on külma süsihappegaasi ja niiske õhu segu, mis tekib süsihappelume sublimeerumisel.
Looduses tekib sublimatsioon teatavates ilmastikutingimustes - kuiva tuulega, kui õhu suhteline niiskus on väike. Seda juhtub kõrgmäestikes, kus õhurõhk on madal. Vaja on ka energiat, nt intensiivset päikesekiirgust. Kui otsida paika maakeral, kus lumi ja jää sublimeeruvad, sobib selleks hästi Džomolungma lõunanõlv, kus õhk on külm, tuuled tugevad, päikesekiirgus intensiivne ja õhurõhk madal.
Atmosfäär on täis vett
Kuigi atmosfääris ei ole vett väga suurel hulgal, on ta hiigeltee, mida mööda vesi kulgeb ümber maailma. Atmosfääris on alati vett. See vesi on hästi nähtav pilvedena, vett on aga üliväikeste silmale nähtamatute piisakestena ka selges taevas. Atmosfääris on korraga umbes 12 900 kuupkilomeetrit vett. Kui see vesi korraga maha sajaks, kataks ta kogu maapinna 2,5 cm paksuse kihina.
Kondensatsioon on protsess, milles õhus olev veeaur muutub vedelaks veeks. Veeringes on kondensatsioon oluline seetõttu, et ta põhjustab pilvede tekkimist. Nendest võivad langeda sademed, millega vesi jõuab Maa pinnale tagasi. Kondensatsioon on aurumise vastandnähtus.
Kondensatsioon põhjustab ka udu ning sinu prilliklaaside uduseks muutumist, kui lähed soojal niiskel päeval jahedast toast välja, aga ka veetilkade nõrgumist mööda joogiklaasi välispinda ja aknaklaaside sisepinnale ilmuvat vett külmal päeval.
Kondensatsioon õhus
Kuigi pilvi ei ole kristallselges sinitaevas näha, on vesi seal veeauruna ja silmale nähtamatute pisipiiskadena olemas. Vihmapiisad tekivad pilvedes siis, kui veeaur koguneb õhus olevatele tolmu-, soola- ja suitsukübemetele. Kui need piisad liituvad ja suuremaks kasvavad, võivad nad sademeid tekitada.
Miks on kõrgemal olev õhk külmem?
Pilved tekivad atmosfääris seetõttu, et veeauru sisaldav õhk tõuseb kõrgemale ja jahtub. Selles protsessis on oluline tähtsus maapinnalähedast õhku soojendaval päikesekiirgusel. Jahtumist kõrgemates kihtides põhjustab õhurõhu vähenemine. Merepinnale avaldab selle kohal oleva õhusamba mass rõhku keskmiselt 1 kg/cm². Kõrgemal on õhusammas madalam ja rõhk väiksem. Seetõttu on kõrgete atmosfäärikihtide õhu tihedus väiksem ning õhk külmem.
Sademeiks nimetatakse pilvedest vihma, lörtsi, lume või rahena langevat vett. Sademetega jõuab suurem osa atmosfääriveest Maale tagasi. Enamik sellest langeb vihmana.
Kuidas vihmapiisad tekivad?
Taevas liikuvad pilved sisaldavad veeauru ja veepiisakesi, mis on maha sadamiseks liiga väikesed, aga piisavalt suured silmaga nähtavate pilvede tekitamiseks. Taevas vesi pidevalt aurub ja kondenseerub. Kui jälgida, mis pilvedega juhtub, võib näha, et osa neist kaob (aurustub) ja osa tuleb juurde (kondensatsioon). Suurem osa pilvede veest ei saja maha seetõttu, et tõusvad õhuvoolud hoiavad seda pilvedes. Saju tekkimiseks peavad tillukesed veepiisakesed kõigepealt kondenseeruma suuremateks piiskadeks, mis on pilvedest välja langemiseks piisavalt suured ja rasked. Üheainsa vihmapiisa tekkimiseks on vaja miljoneid veepiisakesi.
Sademete hulk muutub nii maakohiti kui ka ajas
Sademeid ei tule ühepalju kogu maailmas, mingis riigis või isegi ühes linnas. Nt USA Georgia osariigis võib Atlantas suvise äikese ajal ühele tänavale sadada 25 või enamgi millimeetrit vihma, aga samal ajal ei tule paari kilomeetri kaugusel tilkagi. Georgias sajab aga kuus rohkem vihma kui Las Vegases Nevada osariigis kogu aasta jooksul. Aasta keskmise sademehulga rekord (11 400 mm/a) kuulub Hawaiis asuvale Mt. Waialeale. Ühe 12-kuise perioodi kestel sadas seal 16 300 mm, s.o ligi 50 mm päevas. Võrrelge seda Tšiilis asuva Arica'ga, kus ei sadanud vihma 14 aastat.
Maakera jääkilbid
Ka pikaks ajaks jäässe, lumesse ja liustikesse talletunud vesi on osa Maa veeringest. Suurem osa (umbes 90%) maakeral olevast jääst on Antarktikas ning 10% Gröönimaa jääkilbis. Gröönimaa jääkilp on huvitav osa veeringest. Ta kasvas nii suureks (umbes 2,5 miljonit kuupkilomeetrit) seetõttu, et lund sadas rohkem kui sulas. Jääkilbi paksus on keskmiselt 1500 meetrit, võib aga küündida 4300 meetrini. Jää on nii raske, et on selle all oleva maa kausikujuliseks lohuks vajutanud.
Jää ja liustikud tulevad ja lähevad
Maakera kliima üha muutub, kuigi mitte nii kiiresti, et inimesed seda märkaksid. On olnud mitu sooja ajastut, nt umbes 100 miljonit aastat tagasi, mil elasid dinosaurused, ning mitu külma ajastut, nt 20 000 aasta tagune viimane jääaeg. Viimasel jääajal oli suur osa põhjapoolkerast kaetud jää ja liustikega. Liustike all oli peaaegu kogu Kanada, suurem osa Põhja-Aasiast ja Euroopast ning osa Ameerika Ühendriikidest.
Teavet liustike ja jääkilpide kohta
Kui sa elaksid Floridas või Prantsuse Rivieras, ei pruugiks sa hommikul ärgates mõelda sellele, millist rolli mängib lume sulamine veeringes. Ometi on sulaveeäravool suuremaid veeliikumisi maailma veeringes. Külmemates kliimavööndites pärineb suur osa kevadisest äravoolust ja jõgedes voolavast veest lume ja jää sulamisest. Peale üleujutuste võib lume kiire sulamine põhjustada maalihkeid ja rusuvoole.
Sulavee osatähtsus jõeäravoolus
See, kuidas sulavesi mõjutab jõeäravoolu, saab selgeks, kui vaadata järgnevat hüdrograafi, mis kujutab jõe North Fork American River ööpäevakeskmise vooluhulga muutumist nelja aasta kestel Californias asuva North Fork'i paisu juures. Hüdrograafitipud on põhjustatud peamiselt lume sulamisest. Võrrelge ööpäeva keskmist miinimumvooluhulka 2000. aasta märtsis (1200 kuupjalga sekundis) augustikuu vooluhulkadega (55–75 kuupjalga sekundis).
Sulaveeäravool muutub aasta-ajati ja aastati. Võrdle 2000. aasta vooluhulgatippu 2001. aasta palju väiksema jõeäravooluga. Näib, et seda California piirkonda tabas 2001. aastal suur põud. Talvel lumme talletunud vesi võib mõjutada ülejäänud aasta veerohkust. Ta võib mõjutada allavoolu paiknevate veehoidlate veevaru ning see omakorda veehulka, mida saab kasutada niisutuseks ja linnade veega varustamiseks.
Pindmine äravool on mööda maapinda voolav sademevesi
Paljud inimesed arvavad, et sademed langevad maapinnale ja voolavad seda mööda jõgedesse, mis omakorda suubuvad ookeanidesse. Asi siiski nii lihtne ei ole, sest jõed saavad vett ka maa seest ning kaotavad seda ka maasse. Suur osa veest jõuab jõgedesse siiski pindmise äravooluga.
Tavaliselt imbub osa vihmaveest kohe maasse, ent kui vihm sajab veega küllastunud või vettpidavale maale, hakkab ta pindäravooluna allanõlva voolama. Tugeva vihma ajal võib vett näha voolamas lausa niredena. Edasi liigub vesi voolusänge pidi suurte jõgede poole. Fotol on näide selle kohta, kuidas (maanteelt voolav) pindäravooluvesi väikesesse ojja jõuab. Et see vesi voolas mööda paljast maad, toob ta ojja setet tekitavaid uhtaineid (mis rikuvad vee kvaliteeti). Ojja jõudnud äravooluvesi alustab oma teekonda tagasi ookeani.
Nii nagu muudeski veeringeosades, muutub sademete ja pindmise äravoolu vahekord nii ajas kui ka maa-alati. Ühesugune valingvihm põhjustab Amazonase džunglis ja USA edelapiirkonnas täiesti erineva pindmise äravoolu. Pindäravool oleneb nii meteoroloogilistest teguritest kui ka maa-ala geoloogiast ja pinnamoest. Ainult umbes kolmandik maismaale langenud sademeveest voolab ojadesse ja jõgedesse ning jõuab neid pidi tagasi ookeanidesse. Ülejäänud kaks kolmandikku aurub, transpireerub või imbub maasse. Pindmist äravoolu võib ka inimene oma vajaduste rahuldamiseks kõrvale juhtida.
USA Geoloogiatalitus määratleb jõeäravoolu (streamflow) kui jões või ojas voolavat veehulka.
Jõgede tähtsus
Jõed ei ole tähtsad üksnes inimeste, vaid igasuguse elu jaoks. Nad ei ole pelgalt meeldivad mängukohad inimestele (ja nende koertele), vaid inimesed vajavad jõgede vett ka joogiveevarustuseks ja niisutuseks, elektrienergia saamiseks, reoainete ärauhtmiseks (jääb loota, et seda vett ka puhastatakse), kaupade vedamiseks ja toidu saamiseks. Jõed on ka mitmesuguste taimede ja loomade elukeskkond. Jõed toidavad põhjaveekihte nende sängidest maasse imbuva veega. Ning ookeanid on täis vett tänu sellele, et jõed toovad neisse äravooluvett juurde.
Valglad ja jõed
Kui mõeldakse jõgedele, tuleb mõelda ka nende valglatele. Mis on valgla? Kui juhtud praegu maa peal seisma, siis vaata alla. Sa seisad, ja igaüks meist seisab, valgla pinnal. Valgla on maa-ala, millele sadanud vesi voolab ühte kohta kokku. Valgla võib olla mudasse tallatud jalajälje suurune, aga hõlmata ka kogu maa-ala, millelt valguv vesi voolab Mississippi jõe suudmes Mehhiko lahte. Suured valglad koosnevad hulgast väikestest. Valglad on seetõttu tähtsad, et jõe vooluhulk ja vee kvaliteet olenevad sellest, inimpõhjustatust või mitte, mis juhtub jõe vaatlusristlõikest ülesvoolu.
Jõeäravool muutub pidevalt
Jõeäravool muutub päevast päeva ja isegi minutist minutisse. Peamine mõjutaja on muidugi sademevee äravool valglast. Vihm tõstab jõe veetaset ning see võib tõusta ka siis, kui vihma sajab kaugel ülesvoolu - pea meeles, et kogu valglas sadanud vesi jõuab kord jõe suudmesse. Jõe suurus oleneb peamiselt valgla suurusest. Suurtel jõgedel on suured ja väikestel väikesed valglad. Eri suurused jõed reageerivad sademetele ja valingvihmadele erinevalt. Suurtes jõgedes tõuseb ja langeb vesi aeglasemalt kui väikestes. Väikese valglaga jõe veetase muutub minutite või tundide jooksul, suurtes võib selleks aga kuluda päevi ning üleujutused võivad kesta pikka aega.
Kogu elule Maal on erakordselt tähtis pinnaveekogudes leiduv magevesi. Küsige kas või oma naabrilt, tomatitaimelt, forellilt või tüütult sääselt. Pinnaveekogude hulka kuuluvad jõed, tiigid, järved, veehoidlad (tehisjärved) ja magevee-märgalad.
Vee hulk jõgedes ja järvedes muutub tänu juurde- ja äravoolule pidevalt. Vett tuleb juurde sademeist, pindäravoolust, põhjaveest ja lisajõgedest. Jõgedes ja järvedes jääb vett vähemaks aurumise ja põhjavette imbumise tõttu. Pinnavett kasutavad oma vajaduste katmiseks ka inimesed. Pinnavee hulk ja paiknemine muutuvad ajas ja ruumis nii looduslike tegurite kui ka inimtegevuse toimel.
Pinnavesi peab ülal elu
Nagu tõestab pilt Niiluse deltast Egiptuses, võib elu õitseda ka kõrbes, kui pinna- (või põhja-)vesi on saadaval. Maapinnal olev vesi on tõepoolest elu tugi. Ning põhjavesi on seetõttu olemas, et osa pinnaveest imbub maasse ja jõuab põhjaveekihtidesse. Maakera pinnal on magevett suhteliselt vähe. Ainult umbes kolm protsenti kogu Maa veest on mage ning järvedes ja magevee-märgalades on vaid 0,29 % Maa mageveest. Kakskümmend protsenti kogu mageveest on Baikali järves ning teine 20 % Põhja-Ameerika Suurjärvedes (Huron, Michigan, Ülemjärv). Jõgedes on vaid 0,006 % kogu mageveevarust. Nagu näed, sõltub elu Maal vaid "tilgast meres"!
Põhjavesi pärineb sademeist
Igal pool maailmas imbub osa sademetega langevast vihma- ja lumeveest maasse ja kivimeisse. Kui palju imbub, oleneb mitmest tegurist. Gröönimaa jääkilbile langevaist sademeist jõuab maasse väga vähe, mujal aga, nagu fotolt näha, võib ojagi otse põhjavette voolata!
Osa maasseimbunud veest võib jääda maapinnalähedasse kihti pidama ning kaldast välja nõrgudes vooluveekogusse pääseda. Osa veest võib sügavamale vajuda ja põhjaveekihti jõuda. Kui põhjaveekiht on nii õhuke ja selle pinnas nii poorne, et vesi seda mööda vabalt liikuda saab, võivad inimesed sellesse kihti puurkaeve puurida ja sealt vett võtta. Vesi võib maa sees kaugele voolata või sinna pikaks ajaks pidama jääda, enne kui ta jälle maapinnale tõuseb või pinnaveekogudesse või ookeani nõrgub.
Põhjavesi
Suurem osa maa sees olevast veest pärineb maasse imbunud ja allapoole vajuvast sademeveest. Kui sademevesi maasse imbub, satub ta tavaliselt algul õhustusvööndisse, kus ta täidab vaid osa pinnasepooridest ning maa on veega küllastumata. Õhustusvööndi ülaosas on mullakiht, mille taimejuurte tekitatud õõsi pidi sademevesi allapoole liigub. Mullas olevat vett kasutavad taimed. Õhustusvööndi all on küllastumusvöönd, milles pinnasepoorid on vett täiesti täis. Vett sisaldavat ja andvat maapõueosa nimetatakse põhjaveekihiks. Kui sellesse kihti puurida kaeve, saab neist vett välja pumbata.
Maa sees on tallel suur hulk vett. See vesi siiski liigub, ehkki väga aeglaselt, ning on seega osa veeringest. Põhjaveekihtides on varul suur hulk Maa vett ning paljude inimeste elu kogu maailmas sõltub põhjaveest.
Vett tuleb otsida altpoolt põhjaveetaset
Loodan, et pead lugu vaevast, mida nägin, kui kaevasin tund aega kuuma päikese käes mereranda auku. See on suurepärane viis näidata, et vett läbi laskev pinnas on teataval sügavusel vett täis. Sellesse auku tekkiva loigu pind ongi põhjaveepind. Merelained jäävad sellest august paremale ning vee tase augus on sama kui meres. See tase muutub koos tõusu ajal tõusva ja mõõna ajal alaneva meretasemega. See auk oleks nagu salvkaev, millest võetakse põhjavett.
Kui selles augus oleks magevesi, võiksid inimesed võtta ämbri ning sellega vett ammutada. Sa saad muidugi aru, et kui püüaksid mererannaauku tühjaks võtta, ei tuleks sa sellega toime, sest liiv laseb vett väga hästi läbi ning auk tuleb kohe täis. Meie "kaev" oleks nagu väga "veerikas". Magevee saamiseks peavad inimesed puurima põhjaveekihti ulatuvaid kaeve. Kaev võib olla kümneid või sadu meetreid sügav. Põhimõte on aga sama kui rannaaugu puhul - tuleb avada pääs küllastumusvööndisse, kus kõik kivimipoorid on vett täis.
Vett on rohkem kui silmaga näha
Iga päev näed enda ümber vett järvedes ja jõgedes ning jää, vihma ja lumena. Suurt hulka vett ei ole aga näha - seda vett, mis on ja liigub maa sees. Põhjavesi on paljude jõgede peamine toitja. Inimesed on kasutanud põhjavett tuhandeid aastaid ja võtavad seda peamiselt joogi- ja niisutusveeks tänapäevani. Elu Maal sõltub nii põhja- kui ka pinnaveest.
Põhjavesi liigub maa sees
Osa sademeveest imbub maasse ja saab põhjaveeks. Osa sellest veest liigub maapinnalähedases pinnases ning nõrgub üsna kiiresti vooluveekogudesse, suurem osa vajub aga raskusjõu toimel sügavamale maasse.
Nagu joonisel näha, oleneb põhjavee liikumiskiirus ja -suund vettkandvate kihtide ja veepiirete (millest vesi raskesti läbi pääseb) omadustest. Vee liikumine maa sees sõltub pinnase veeläbilaskvusest (kui kerge või raske on veel liikuda) ja kivimi poorsusest (kui palju on selles tühikuid). Kui vesi pääseb kivimist suhteliselt hõlpsasti läbi, võib põhjavesi mõne päevaga üsna kaugele liikuda. Ta võib aga vajuda ka süvakihtidesse, kust tagasi pääsemiseks võib kuluda tuhandeid aastaid.
Mis on allikas?
Allikas tekib siis, kui põhjaveekiht on pilgeni täis ning vesi hakkab maa peale voolama. Allikaid on väikesi, millest voolab vett ainult pärast suurt vihma, aga ka väga suuri, mille vooluhulk võib olla sadu miljoneid galloneid päevas (USA gallon on umbes 3,8 liitrit).
Allikaid voolab igasugustest kivimitest, peamiselt aga lubjakivist ja dolomiidist, mis kergesti lõhenevad ja mida happeline vihmavesi lahustada suudab. Kivimi lõhenemisel ja lahustumisel tekivad tühimikud, mida mööda vesi voolama pääseb. Kui ta liigub rõhtsuunas, võib ta allikana maa peale tõusta.
Allikavesi ei ole alati selge
Allikavesi on tavaliselt selge. Mõnest allikast tuleb siiski "tee värvi" vett. Fotol on näha Edela-Colorados paiknev allikas, mille vee värvivad punakaks maa all leiduvad mineraalid. Floridas (USA) sisaldab pinnavesi mitmel pool maa-alustes kivimites sisalduvatest orgaanilistest ainetest pärit parkhappeid ning nende vooluvete värvi on ka allikavesi. Kui allikavesi on tugevasti värvunud, võib see osutada sellele, et vesi voolab kiiresti mööda maa-aluseid käike ning ei filtreeru läbi lubjakivi.
Kuumaveeallikad
Kuumaveeallikad erinevad tavalistest vaid selle poolest, et nende vesi on soe ja mõnel pool kuumgi, nagu näiteks Yellowstone'i Rahvuspargis (Wyoming, USA) pulbitsevates mudaallikates. Kuumaveeallikaid on rohkesti vulkaaniliselt aktiivsetes piirkondades ning nende vett soojendavad sügaval maa all paiknevad kuumad kivimid. Mida sügavamal, seda kuumemad nad on ning kui süvapõhjavesi pääseb maapinnani ulatuvasse lõhesse, võib tekkida kuumaveeallikas. Sellised on Georgia osariigi kuulsad Warm Springs (Soojad allikad) ja Arkansase Hot Springs (Kuumad allikad). Tõepoolest, soojaveeallikaid on igal pool maailmas ning nad võivad eksisteerida isegi koos jäämägedega, nagu võivad teile kinnitada õnnelikud gröönlased.
Et üksikasjalikult teada saada, kus vesi maakeral paikneb, vaata juuresolevat tulpdiagrammi ja järgnevat tabelit. Pane tähele, et Maa koguveevarust (1 386 miljonit kuupkilomeetrit) on üle 96 protsendi soolane. Ning et üle 68 protsendi mageveest on kinni jääs ja liustikes ning 30 % on maa sees. Magedat pinnavett on järvedes, jõgedes jm pinnaveekogudes vaid umbes 93 100 kuupkilomeetrit, s.o ainult 1/150 koguhulgast. Ometi on jõed ja järved inimeste peamised mageveeallikad.
| Veeallikas | Vee hulk km3 | Protsenti mageveest |
Protsenti kogu veest |
|---|---|---|---|
| Ookeanide, merede ja lahtede vesi | 1 338 000 000 | -- | 96,5 |
| Jääkilbid, liustikud ja püsilumi | 24 064 000 | 68,7 | 1,74 |
| Põhjavesi | 23 400 000 | -- | 1,7 |
| mage | 10 530 000 | 30,1 | 0,76 |
| soolane | 12 870 000 | -- | 0.94 |
| Mullavesi | 16 500 | 0,05 | 0,001 |
| Maasisene jää ja igikelts | 300 000 | 0,86 | 0,022 |
| Järvevesi | 176 400 | -- | 0,013 |
| mage | 91 000 | 0,26 | 0,007 |
| soolane | 85 400 | -- | 0,006 |
| Atmosfäärivesi | 12 900 | 0,04 | 0,001 |
| Soovesi | 11 470 | 0,03 | 0,0008 |
| Jõevesi | 2 120 | 0,006 | 0,0002 |
| Elusolendites olev vesi | 1 120 | 0,003 | 0,0001 |
| Kokku | 1 386 000 000 | - | 100 |
Allikas: Gleick, P. H., 1996: Water resources. In: Encyclopedia of Climate and Weather, ed. by S. H. Schneider, Oxford University Press, New York, vol. 2, pp. 817-823.
Mis on veeringe?
Veeringe kirjeldab vee olemasolu ja liikumist Maa peal, sees ja kohal. Maakeral on vesi alati liikvel ning oma olekut muutmas - vedelast auruks ja jääks ning uuesti vedelaks. Veeringe on toiminud miljardeid aastaid ning sellest oleneb kogu elu Maal. Ilma selleta oleks Maa päris surnud paik.
Mis on veeringe?
Veeringe kirjeldab vee olemasolu ja liikumist Maa peal, sees ja kohal. Maakeral on vesi alati liikvel ning oma olekut muutmas - vedelast auruks ja jääks ning uuesti vedelaks. Veeringe on toiminud miljardeid aastaid ning sellest oleneb kogu elu Maal. Ilma selleta oleks Maa päris surnud paik.
Veeringe
Te võite arvata, et taevast kukkuv vihm ja vesi, mid sa joovad, on uus. Kuid see on alati olnud ja on osa veetsüklist.
Veeringe
Te võite arvata, et taevast kukkuv vihm ja vesi, mid sa joovad, on uus. Kuid see on alati olnud ja on osa veetsüklist.