A vízkörforgás Dr. Fórizs István

Hidrológiai alapfogalmak Modern víz 1952 után beszivárgott víz. Trícium-tartalma ≥1 TE (Magyarországon) d18O értéke -9 ─ -10 [‰]VSMOW

Hidrológiai alapfogalmak Holocén víz A holocén folyamán beszivárgott víz, kivéve az1952 után beszivárgott vizet. Trícium-tartalma 0 ─ 0,2 TE (Mo.) d18O értéke -9 ─ -10 [‰]VSMOW

Hidrológiai alapfogalmak Jégkorszaki (pleisztocén) víz Az utolsó eljegesedés folyamán beszivárgott víz (10-100 ezer éves) Trícium-tartalma 0 TE (Mo) d18O értéke -11 ─ -14 [‰]VSMOW

Alapfogalmak Frakcionációk Egyensúlyi frakcionáció: a két fázis között izotópcsere játszódik le, az adott izotóp megoszlása a két fázis milyenségétől és a hőmérséklettől függ. Pl. vízpára-víz rendszer (ha egyensúlyi a frakcionáció, akkor általában zárt vagy közel-zárt a rendszer)

Alapfogalmak Frakcionációk Kinetikus (nem-egyensúlyi) frakcionáció: a folyamat egyirányú, vagy majdnem teljesen egyirányú, pl. párolgás, kicsapódás: a könnyebb molekulák gyorsabban távoznak. Tisztán kinetikus pl. ha a relatív páratartalom 0, vagyis nincs visszacsatolás.

HIDROLÓGIAI IZOTÓPEFFEKTUSOK Szélességi hatás: az egyenlítőtől a sarkok felé haladva a csapadék izotóposan egyre könnyebb, pl. az Észak-Amerika-i kontinensen a 18O érték változása 0,5 ‰/szélességi fok (Yurtsever, 1975). Magassági hatás: adott helyen (pl. hegységek-ben) egyre magasabban mérve, a csapadék izotóposan egyre "könnyebb", 0,15-0,5‰/100 m a 18O érték csökkenése, átlagban 0,28‰/100 m (Gat, 1980; Bowen, 1986).

HIDROLÓGIAI IZOTÓPEFFEKTUSOK Kontinentális hatás: a kontinensek peremétől azok belseje felé haladva a 18O érték változása -2,4‰/1000 km (Bowen, 1986).

Kontinentális hatás d18O

HIDROLÓGIAI IZOTÓPEFFEKTUSOK Hőmérsékleti hatás: adott földrajzi helyen a hőmérséklet változásával változik a csapadék izotópos összetétele. Így megfigyelhető az évszakonkénti változás, valamint ezeréves léptékben a klímaváltozás hatása is. A jégkorszakban pl. a Kárpát-medencében a csapadék 18O értéke -11 és -14‰ közötti volt, szemben a mai -9,5‰ átlagos értékkel.

Hőmérsékleti hatás (folyt.) Globális: Yurtsever (1975) az általa vizsgált adathalmazon a következő összefüggést találta: 18O = 0,52*T - 14,96 Lokális – Bécs: (IAEA, 1992) 18O = 0,41*T - 13,90 Lokális – Abádszalók (Alföld): (Deák 1995) 18O = 0,37*T - 12,8

Hőmérsékleti hatás (folyt.)

Hőmérsékleti hatás (folyt.)

Rayleigh frakcionáció (Szekvenciális kiválás) Csapadékhullás, kigázosodás, stb. R=R0*f(a-1) R = izotóparány, pl. 18O/16O R0 = kezdeti izotóparány f = maradék anyag (pára) aránya a = frakcionációs tényező

Rayleigh frakcionáció (desztilláció) nyár tél

Hőmérséklet-delta érték összefüggés A felhő keletkezési helye és a csapadékhullás helye közti hőmérséklet-különbség határozza meg a d18O értéket. Minél nagyobb a különbség, annál negatívabb a csapadék d18O értéke. Nyáron kisebb a különbség, mint télen.

Hőmérsékleti hatás (folyt.)

Csapadékvíz-vonal

Elsődleges párolgás: Csapadékvíz-vonal (CsVV) Tengervíz 50% 85% 100% Globális CsVV

Csapadékvíz-vonal (CsVV) Globális: (Różanski et al. 1993) δD = 8,13*δ18O + 10,8 ‰ Lokális (Kárpát-medence): (Deák 1995) δD = 7,8*δ18O + 6 ‰ Kelet-Mediterrán: (Gat & Carmi 1970) δD = 8*δ18O + 22 ‰

Deutérium-többlet d Definíció: d = δD - 8*δ18O

Másodlagos párolgás Párolgás tóból 20% 100% 40% 60% 80% 40% 80% 60% 20% Kezdeti víz (jég), pl. tó (hó) GCsVV

Párolgási vonal meredeksége a levegő relatív páratartalma függvényében

Párolgás közelről

Pára izotópos összetétele Rw RV=——————————————— αe(T0)h0+α0(1-h0)[1-f+α(TE)f] h0=relatív páratartalom, αe=egyensúlyi frakcionáció, α0=kinetikus frakcionáció, α0=αe(1+θnCD)

Párolgási hatások Elsődleges párolgási hatás: vízből pára lesz Másodlagos párolgási hatás: a víz egy része elpárolog, a maradék víz izotópos összetétele megváltozik, izotóposan nehezedik.