Voda má niekoľko výnimočných termoregulačných vlastností. Popri skutočnosti, že pri teplotách bežných na Zemi sa prirodzene vyskytuje vo všetkých troch skupenstvách, najdôležitejšími termoregulačnými vlastnosťami vody sú: najväčšia merná tepelná kapacita (t.j. schopnosť prijímať tepelnú energiu) spomedzi bežne sa vyskytujúcich látok a spotrebúvanie, resp. uvoľňovanie veľkého množstva tepelnej energie pri skupenskej premene.
Úlohu oceánov sme už letmo naznačili v časti o parametroch klimatického systému Zeme. Vysoká merná tepelná kapacita vody (cp = 4 180 J kg-1K-1) v oceánoch spôsobuje, že výkyvy teploty sú na oceánoch v porovnaní s pevninou v priebehu dňa i roka oveľa menšie (napr. pôda má cp ≈ 800 J kg-1K-1). Táto vlastnosť vody v kombinácii s jej obrovským množstvom uskladneným v moriach a oceánoch predstavuje veľký stabilizátor teploty na Zemi.
Najväčšiu časť slnečnej energie absorbovanú povrchom Zeme absorbuje oceán v tropickom pásme. Klíme v trópoch a subtrópoch dominuje mechanizmus diktovaný intenzívnym príjmom a disipáciou slnečnej energie známy ako Hadleyho cirkulácia, ktorá určuje zabehané trendy vetrov, oblačnosti a zrážok v tomto pásme. Rozdiel v zohrievaní medzi tropickými a polárnymi oblasťami a rozdielne zohrievanie mora a pevniny patria (spolu s rotáciou Zeme) medzi hlavné príčiny vetrov, ktoré prispievajú k vyrovnávaniu teplôt medzi oblasťami s rozdielnou zemepisnou šírkou.
Rozdielne zohrievanie a slanosť vody v oceáne spolu s ďalšími faktormi zas dávajú do pohybu morské prúdy, ktoré prenášajú tepelnú energiu na tisíce kilometrov a najmä v prípade severojužného prúdenia medzi rovníkom a pólmi ovplyvňujú svojou teplotou veľké regióny. Ukazuje sa, že i prípadná malá zmena v štruktúre morských prúdov môže mať ďalekosiahle dôsledky na klímu na veľkých častiach Zeme.
Osud slnečnej energie významne závisí od prítomnosti vody v krajine, do ktorej dopadá. Prítomnosť alebo neprítomnosť vody výrazne ovplyvňuje distribúciu energie medzi dva hlavné toky tepla: latentné a citeľné teplo. Ako samotné názvy naznačujú, citeľné teplo sprevádza zvýšenie teploty látky či telesa, ktorú pociťujeme. Latentné teplo nesprevádza zvýšenie teploty. Latentné teplo, v našom prípade skupenské teplo vyparovania (tiež viazané teplo) vody, je množstvo energie, ktoré musí voda prijať, aby sa premenila na paru tej istej teploty. Výpar vody teda spotrebúva teplo, o ktoré sa ochladzuje zemský povrch a opäť sa nejedná o malé hodnoty. Merné skupenské teplo vyparovania vody pri normálnom tlaku a teplote 25 °C je 2243.7 kJ/kg. To isté množstvo tepla sa uvoľní neskôr pri kondenzácii vodnej pary na chladnejšom mieste, najmä pri tvorbe mrakov.
Voda sa môže meniť na vodnú paru a ochladzovať okolie v krajine, len ak je tam prítomná. Ak nie je prítomná, veľká časť slnečnej energie sa mení na citeľné teplo a teplota prostredia sa prudko zvyšuje. Zatiaľ čo sa vo vysušenej krajine väčšina prichádzajúcej radiácie mení na citeľné teplo, v krajine dostatočne zásobenej vodou sa väčšina radiácie viaže do skupenského tepla výparu vody a na citeľné teplo sa mení len podstatne menšia časť slnečného žiarenia.[1]
Výparom získava voda vysokú mobilitu, vďaka ktorej sa dokáže v pomerne veľkých objemoch rýchlo premiestňovať v horizontálnom i vo vertikálnom smere. Povrch dobre zavodnenej krajiny sa v prípade intenzívneho slnečného žiarenia výparom ochladzuje. Vodné pary, ktoré vystúpia vyššie do atmosféry, vplyvom chladu kondenzujú, pričom odovzdajú tepelnú energiu. Opakovanie tohto procesu pripomína dômyselné klimatizačné zariadenie.[2]
Oblačnosť obmedzuje vstup slnečného žiarenia do atmosféry a na povrch Zeme. Rozdiel v množstve slnečnej energie prichádzajúcej na zemský povrch pri jasnej a pri zatiahnutej oblohe je rádový. Oblaky tiež odrážajú časť krátkovlnného slnečného žiarenia, čím obmedzujú jeho vstup do atmosféry a na povrch Zeme, a tým chránia Zem pred prílišným otepľovaním. Zachytávajú však časť dlhovlnného (tepelného) žiarenia zo Zeme, ktoré by inak uniklo do vesmíru, čo má otepľovací účinok. Tento skleníkový efekt vodnej pary vysoko prevažuje nad podobným účinkom všetkých ostatných tzv. skleníkových plynov. Atmosféra Marsu obsahuje 95% CO2, atmosféra Zeme len 0,036%. Napriek tomu je skleníkový efekt na Zemi šesťkrát väčší ako na Marse. Tento rozdiel i pri započítaní rozdielov hustoty atmosfér na oboch planétach možno vysvetliť len existenciou vodných pár a mrakov na Zemi.[3] Teplotné rozdiely sú na Marse dramatickejšie ako na Zemi. Napriek negatívnemu obrazu vytvorenému masovokomunikačnými médiami v súvislosti s bojom proti emisiám skleníkových plynov je skleníkový efekt pre stabilitu klimatických pomerov na našej planéte životne dôležitý.
Výpar vody predstavuje najdôležitejšiu premenu energie na Zemi. Pôsobí ako hlavný nárazník obrovskému množstvu slnečnej energie, ktorá v každej chvíli dopadá na našu planétu. Vďaka výparu vody sa prichádzajúce slnečné žiarenie premieňa na latentné teplo a zmierňuje tak akumuláciu citeľného tepla pri zemskom povrchu. Odvodňovanie krajiny má za výsledok uvoľnenie extrémne vysokého množstva citeľného tepla do atmosféry. Pokles výparu o jeden liter na meter štvorcový (700 Wh) za deň navodí tok citeľného tepla rádovo vyšší, ako je účinok skleníkových plynov (radiačné zosilnenie) od priemyselnej revolúcie.[4]
Voda ďalej zmierňuje teplotné rozdiely medzi oblasťami s rozdielnou nadmorskou výškou či zemepisnou šírkou, medzi oceánom a pevninou, medzi dňom a nocou, medzi ročnými obdobiami a v súvislosti s topením ľadovcov dokonca i medzi dobami ľadovými a medziľadovými. Čím menej vody je v krajine a v atmosfére nad ňou, tým slabší je efekt vyrovnávania teplôt a tým sú výkyvy teplôt a počasia extrémnejšie. To je prípad púští na Zemi i iných planét (porovnaj napr. teplotné rozdiely na Mesiaci, ktoré sa pohybujú od -240ºC do +120ºC).
[1] Kravčík M., Pokorný J., Kohutiar J., Kováč M., Tóth E. - Voda pre ozdravenie klímy - Nová vodná paradigma, Krupa Print, Žilina, 2007,
[2] tamže
[3] www.bioticregulation.ru/ques.php?nn=24&lang=en
[4] Pokorný J., Voda a transformace sluneční energie v krajině - uzavřené cykly v v ekosystémech krajiny a povodí, Životné prostredie, 2009 (v tlači)
