ГИДРОСФЕРА. КРУГОВОРОТ ВОДЫ

Круговорот воды в природе - это непрерывное перемещение воды под воздействием солнечной энергии и силы тяжести. Значение круговорота воды велико, так как он не только объединяет все части гидросферы, но и связывает между собой все оболочки Земли (атмосферу, литосферу, биосферу и гидросферу).

Значение круговорота воды велико, так как он не только объединяет части гидросферы, но и связывает между собой все оболочки Земли: атмосферу, гидросферу, литосферу и биосферу. Вода во время круговорота может быть в трех состояниях: жидком, твердом, газообразном. Она переносит огромное количество веществ, необходимых для жизни на Земле.

Вода во время круговорота может быть в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Она переносит огромное количество веществ, необходимых для жизни на Земле.

Под действием солнечных лучей Мировой океан и суша нагреваются. В результате этого вода переходит из жидкого состояния в газообразное (пар) и поднимается вверх. Океан поставляет 86% влаги в атмосферу, и лишь 14% парообразной влаги образуется за счет испарений с суши. Вода, испаряющаяся с поверхности океана, является пресной. Таким образом, океан можно считать колоссальной фабрикой пресной воды, без которой невозможно существовать жизни на Земле. Известно, что с высотой температура в атмосфере понижается. Пары воды, встречаясь со всеми более холодными слоями воздуха, начинают остывать и образовывать облака. На суше испарение воды идет не только с поверхности ручьев, рек и озер. Пары воды попадают в атмосферу и в результате вулканической деятельности, и испаряются поверхностью растений.

Часто воды, испарившиеся с океана, возвращаются в него в виде осадков, которые выпадают из облаков, расположенных над морями и океанами. Другая часть облаков под воздействием ветра переносится на материк. Там из них тоже могут выпадать осадки в жидком или твердом виде. Часть атмосферных осадков попадает в реки. Они, впадая друг в друга, в конечном счете несут воды в моря Мирового океана или в замкнутые водоемы типа Каспийского или Аральского морей, восполняя их потери при испарении. Другая часть воды, выпавшая на землю в виде атмосферных осадков, просачивается вниз с поверхности суши и с подземными водами стекает опять в Мировой океан или реки. Это очень важный этап в круговороте воды, так как он регулирует речной сток во времени. Если бы его не было, вода в реках была бы лишь в кратковременные периоды выпадения осадков или таяния снегов. Третья часть воды, выпавшая на землю в виде осадков, может проникать в почву, а оттуда по корням подниматься в верх растения и испаряться через листья. Этот этап круговорота очень важен для растений, так как с водой из почвы через корни поступают растворенные минеральные вещества, необходимые для жизнедеятельности растений.

Не вся вода возвращается с суши в океан одновременно. В процессе круговорота воды в природе происходит постепенное обновление вод во всех частях географической оболочки:

- подземные воды обновляются за сотни, тысячи и миллионы лет,

- покровные ледники — за несколько тысяч лет (в Антарктиде — за десятки миллионов лет),

- воды Мирового океана — за 2,5-3 тыс. лет,

- замкнутые бессточные озера — за 200-300 лет,

- проточные озера — за несколько лет,

- реки — за 12-15 суток,

- водяной пар атмосферы — за 8 суток,

- вода в организмах — за несколько часов.

Вода – вернувшаяся с суши, может снова испариться и снова попасть на сушу. Так и совершается ее круговорот: океан — атмосфера — суша — океан.

Существенную роль в круговороте воды в природе с недавних пор стала играть деятельность человека. Уничтожение лесов, осушение и орошение земель, создание водохранилищ и плотин, расходование воды на хозяйственные нужды — все это в значительной мере изменило гидрологические процессы на Земле. И хотя хозяйственная деятельность мало повлияла на общий объем гидросферы, она заметно влияет на отдельные ее части. Сток одних рек уменьшился, других — увеличился, изменилось внутригодовое распределение стока. В результате изъятия воды из вод суши во многих районах мира возросло испарение, потому что именно на испарение идет значительная часть воды, изымаемой человеком из источников. Часть воды, которую потребляет человек и которая входит в состав производимой им продукции, надолго выпадает из всеобщего круговорота, поэтому ее называют «безвозвратно изъятой». Этот термин, конечно, достаточно условен, так как эта вода не исключается полностью, но ее возвращение может произойти с большой задержкой во времени и на совершенно другой территории.

Другой проблемой является загрязнение большого объема вод в результате хозяйственной деятельности человека. Именно угроза загрязнения водных масс представляет сейчас главную опасность, гораздо большую, чем угроза физической нехватки воды. Загрязненная вода, поступающая в ходе круговорота воды в Мировой океан ведет к гибели живых организмов и нарушению биологического равновесия.

МИРОВОЙ ВОДНЫЙ БАЛАНС

Под действием солнечных лучей с поверхности океана происходит испарение воды. В результате испарения образуются облака, которые относятся ветром. Из облаков, не достигших берега, выпадает дождь на поверхность океана. Так происходит малый круговорот воды в природе.

Рис. 1 Схема малого круговорота воды

При большом круговороте воды в природе часть испарившейся с океана воды выпадает в виде дождей на поверхность суши. При этом выпавшие осадки попадают в реки, образуя поверхностный сток; просачиваются в толщу грунта, пополняя грунтовый сток, гидравлически связанный с речным стоком. В конечном счете, вся выпавшая в виде осадков вода реками вновь возвращается в океан, завершая большой круговорот воды в природе.

Рис. 2 Схема большого круговорота воды

На приведенных схемах:

Z – слой испарения, представляющий собой отношение полного объема испарившейся воды к площади земного шара.

, (мм),

где индекс «О» - относится к океану,

индекс «С» - относится к суши.

X, Y – обозначают, соответственно, слои осадков и стока, которые рассчитываются также через отношение объемов к площади земного шара.

Уравнение водного баланса для океана:

Zo=Xo+Y

для суши:

Xc=Zc+Y

Решая совместно эти уравнения можно получить уравнение мирового водного баланса:

Zo+Zc=Xo+Xc