पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून (जमीन आणि महासागरावरून) बाष्पाच्या स्वरूपात वातावरणात जाणार्‍या, वातावरणातून वर्षणाच्या स्वरूपात जमिनीवर व महासागरावर येणार्‍या आणि
जमीन व महासागरावरून परत बाष्पाच्या स्वरूपात वातावरणात जाणार्‍या पाण्याचे परिवहन (अभिसरण) म्हणजे जलस्थित्यंतर चक्र (जलचक्र किंवा जलावर्तन) होय. लक्षावधी वर्षांपूर्वीपासून पृथ्वीवर हे जलस्थित्यंतर चक्र अव्याहतपणे चालू आहे. ते चालू राहण्यास मुख्यत्वे सौर ऊर्जा कारणीभूत असते. तसेच चंद्र (भरती-ओहोटी), पृथ्वीचे परिवलन व परिभ्रमण, गुरुत्वाकर्षण या गोष्टीही त्याला अल्पप्रमाणात कारणीभूत असतात. पाणी ही पृथ्वीवरील एक अत्यंत महत्त्वाची नैसर्गिक साधनसंपत्ती (संसाधन) आहे. या जलसंपदेमध्ये म्हणजे पृथ्वीच्या जलावरणात महासागर, ध्रुवीय क्षेत्रांवरचा बर्फ, हिम, जमिनीवरील व भूमिगत पाणी तसेच वातावरणात असलेले बाष्प या पाण्याच्या सर्व रूपांचा अंतर्भाव असतो. यांपैकी सुमारे ९५ टक्के पाणी समुद्रात आहे. पाणी ही वापरली जाऊन परतपरत निर्माण होणारी संपत्ती आहे. उन्हामुळे पाण्याची वाफ होते व ती वर वातावरणात जाते. वनस्पतींच्या बाष्पोच्छवासाद्वारेही बाष्प वातावरणात जाते. वर जाणार्‍या बाष्पाला थंड हवा लागली की, तिच्यात जास्तीत जास्त प्रमाणात बाष्प साचून बाष्पाने ती संपृक्त होते. तिचे ढग तयार होतात. कालांतराने ही वाफ, पाऊस, गारा, हिमवृष्टी यांद्वारे जमिनीवर येते. यामुळे पृथ्वीवरील जलाशयांतील पाणी वाढत जाते. हे पाणी नद्या, नाले इत्यादी जलप्रवाहांद्वारे समुद्रात जाते.
जलस्थित्यंर चक्राशी निगडित असणार्‍या अनेक प्रक्रिया आहेत. यांपैकी बाष्पीभवन, बाष्पोच्छवास, संघनन (संद्रवण), वर्षण (पाऊस, हिमवृष्टी, गारा पडणे) व जलप्रवाह (पाणलोट) या प्रक्रिया सर्वांत महत्त्वाच्या आहेत. अर्थात जलस्थित्यंतर चक्रातील एकूण पाणी स्वाभाविकपणे तेवढेच राहात असले, तरी त्याची विविध प्रक्रियांमध्ये झालेली वाटणी (वितरण) एकसारखी बदलत असते.
जलस्थित्यंर चक्रात पाणी वायुरूप (बाष्प), द्रवरूप (पाणी), घनरूप (बर्फ) या तीन अवस्थांमधून जात असते. बाष्पीभवनामुळे भूपृष्ठावरच्या द्रवरूप पाण्याचे वायुरूपात रूपांतर होते व ते वर वातावरणात जाते. जलराशीतील काही जलरेणूंची गतिज ऊर्जा त्यांना जलपृष्ठाबाहेर टाकण्याएवढी झाली की, बाष्पीभवन होते. तापमान, आर्द्रता (ओलावा), वार्‍याची गती, सौरऊर्जा हे बाष्पीभवनाला कारणीभूत असणारे मुख्य घटक आहेत. बाष्पीभवनाचे थेट मापन करणे इष्ट असले, तरी ते अवघड व स्थानिक पातळीवरच करता येते. महासागर हा बाष्पाचा मुख्य स्रोत आहे; परंतु मृदा, हिम व बर्फ येथेही बाष्पीभवन होत असते. हिम व बर्फ यांच्यापासून होणारे बाष्पीभवन म्हणजे घन स्थितीतून थेट वायुस्थितीत होणारे परिवर्तन असून त्याला संप्लवन म्हणतात. बाष्पोच्छवास म्हणजे वनस्पतींच्या पानांवरील सूक्ष्म छिद्रांमधून होणारे बाष्पीभवन होय. सर्व प्रकारचे पाणी, मृदा, हिम, बर्फ, वनस्पती व इतर पृष्ठभाग यांच्यावरून होणारे बाष्पीभवन आणि बाष्पोच्छवास यांना एकत्रितपणे समग्र बाष्पीभवन असे म्हणतात.
पाण्याची वाफ हे वातावरणातील आर्द्रतेचे प्रमुख स्वरूप आहे. तिचा वातावरणातील साठा तुलनात्मक दृष्ट्या कमी असतो; मात्र दव, धुके, ढग, वर्षण व तुहिन (हवेचे तापमान पाण्याच्या गोठणबिंदूखाली उतरल्याने पाणी गोठणे, फ्रॉस्ट) यांच्या निर्मितीसाठी होणारा तिचा पुरवठा अतिशय महत्त्वाचा असतो. वातावरणातील जवळजवळ सर्व बाष्प तपांबरात म्हणजे वातावरणाच्या १० ते १३ किमी. उंचीमधील भागात एकवटलेले (बंदिस्त झालेले) असते.
बाष्परूपातून द्रवरूपात होणार्‍या संक्रमण प्रक्रियेला संघनन (संद्रवण) म्हणतात. मुक्त जलपृष्ठाकडून येऊ शकणार्‍या बाष्पापेक्षा जेव्हा हवेत त्या वेळच्या तापमानाला जास्त बाष्प असते, त्या क्षणाला संघनन होऊ शकते. थंड होण्याची क्रिया किंवा भिन्न तापमानांच्या वायुराशी एकमेकींत मिसळणे यांच्यामुळे अशी स्थिती निर्माण होते. संघननाने वातावरणातील बाष्प मुक्त होऊन वर्षण होते.
पृथ्वीवर पुढील प्रमुख चार प्रकारे वर्षण होते. काही बाष्पीभवनाद्वारे परत वातावरणात येते; काही वनस्पतींद्वारे वाटेत अडविले जाऊ शकते व मग पानांच्या पृष्ठभागावर त्याचे बाष्पीभवन
होऊ शकते. जमिनीत हळूहळू झिरपत काही पाण्याचा निचरा होतो. उरलेले पाणी जमिनीवरील प्रवाहांद्वारे थेट समुद्रात जाते. निचरा झालेले वर्षणातील काही पाणी नंतर भूमिजलाच्या (म्हणजे जमिनीत झिरपून साठलेल्या पाण्याच्या) प्रवाहात जाते. जलप्रवाह मापकांनी जलप्रवाहांचे थेट मापन करतात आणि जलालेखांवर त्यांची कालाच्या संदर्भात नोंद करतात.
बहुतेक भूमिजल हे जमिनीत निचरा होऊन गेलेले पावसाचे पाणी असते. भूपृष्ठावरील जलप्रवाहाच्या तुलनेत भूमिजलाच्या प्रवाहाची त्वरा (गती) अगदी मंद व बदलणारी असते. दिवसाला ती काही मिमी. ते काही मीटर एवढी असते. भूमिजलाच्या हालचालीचा अभ्यास अन्वेषी (ट्रेसर) तंत्रे व दूरसंवेदन यांच्याद्वारे करतात.
जलस्थित्यंतर चक्रात हिमाचाही विचार करतात. तुहिन, सागरी बर्फ व हिमनद्यांतील बर्फ यांसारख्या विविध रूपांत भूपृष्ठावरील बर्फ व हिम आढळते. मृदेतील आर्द्रता गोठल्यावर भूपृष्ठाखालीही बर्फ आढळतो. अशा प्रकारे टंड्रा जलवायुमानात कायमचे गोठलेले हिमपृष्ठ तयार होते. सुमारे १८,००० वर्षांपूर्वी पृथ्वीचा जमीन असलेला सुमारे १/३ पृष्ठभाग हिमनद्या व हिमटोप यांनी आच्छादिलेला होता. सांप्रत १२ टक्के जमीन असणारा पृष्ठभाग बर्फाच्या राशींनी आच्छादिलेला आहे.
जलविज्ञानामध्ये जलस्थित्यंतर चक्र हा फार महत्त्वाचा विषय आहे; कारण जलविज्ञानाची मध्यवर्ती संकल्पना जलस्थित्यंतर चक्रावर आधारलेली आहे. तसेच पृथ्वीच्या उत्तर व दक्षिण या दोन्ही गोलार्धांमध्ये केवळ जलस्थित्यंतर चक्रामुळे ऊर्जेचे मोठ्या प्रमाणात परिवहन व रूपांतरण होत असते.
पृथ्वीवरील जलस्थित्यंतर चक्र प्रामुख्याने वातावरणाच्या तापमानातील बदल आणि सौरऊर्जेचे संतुलन या घटकांशी निगडित असते. अलीकडच्या काही दशकांतील वैश्विक तापमानवाढीचा परिणाम जलस्थित्यंतर चक्रावर झालेला आहे. वेगवेगळ्या प्रदेशांतील जलसंतुलन बिघडू लागले आहे. त्याचा परिणाम वर्षणाचे प्रमाण आणि त्याच्या वितरणावर झाला आहे. काही प्रदेशांत वर्षणाचे प्रमाण फारच कमी झालेले आहे. आर्द्र व शुष्क ऋतूच्या कालावधीमध्ये बदल झाले आहेत. कोणत्याही प्रदेशातील अर्थव्यवस्था, पर्यावरण आणि तेथील समाज यांचे भवितव्य तेथील पाणी या संसाधनाच्या उपलब्धतेवर अवलंबून असते. जलस्थित्यंतर चक्र बदलाचे गंभीर परिणाम तेथील पर्यावरणाच्या गुणवत्तेवर, आर्थिक विकासावर आणि समाजजीवनावर होत असतात.
समीक्षक : वसंत चौधरी
