1.2.1. Гидрологический круговорот воды
Нагревание земной поверхности солнечным теплом вызывает постоянный круговорот влаги в природе. Под влиянием нагревания – испарение влаги с поверхности океанов, морей, рек, а также суши и растительного покрова. В дальнейшем влага конденсируется в атмосфере и выпадает в виде атмосферных осадков. Выпавшие на сушу осадки частью испаряются с ее поверхности, и частично стекают в реки, моря, океаны и испаряются с их поверхности.
Речные воды, впадая в моря и океаны, несут различные растворенные химические элементы и соединения, которые они извлекают из пород по пути движения. В результате длительного переноса извлечения этих веществ морская вода приобретает солевой состав, который сравнительно однороден в пределах крупных океанических бассейнов и несколько изменяющихся в морских водоемах, глубоко вдающихся в сушу.
Перемещение влаги в атмосфере и на поверхности земли происходит довольно быстро, а в земной коре оно замедляется по мере погружения на глубину. В почвенном слое происходит сложный процесс просачивания влаги от поверхности земли до уровня подземных вод. Подземные воды движутся более медленно по пористым горным породам от области питания к области стока, выходя на поверхность земли в виде различных источников. Кроме того, в земной коре происходит еще более длительный геологический процесс миграции подземных вод. Он обусловлен тем, что часть воды морских бассейнов уходит в иловые донные осадки, видоизменяется в процессе диагенеза, эпигенеза и катагенеза и может долго сохраняться в горных породах, пока эти осадки снова не выйдут на дневную поверхность и не подвергнутся воздействию атмосферных осадков и поверхностных вод.
Много влаги временно исключается из гидрологического круговорота, переходя в твердое или связанное состояние в минералы горных пород (элементы геологического круговорота).
Несколько схематизируя процесс перемещения влаги в природе, рассмотрим годовой круговорот воды.
Образующиеся при испарении водяные пары устремляются в атмосферу, где они попадают в другие термодинамические условия (давление, t). При наличии в атмосфере частиц, обладающих гигроскопическими свойствами (пары конденсируются и вновь выпадают на поверхность земли в виде атмосферных осадков — дождь, снег, град и др.).
Необходимо отметить, что в истории Земли числовое значения элементов круговорота воды неоднократно изменялось.
1.2.2. Малый и большой круговороты воды
Различают малый и большой круговорот воды в природе:
— при малом круговороте испарившаяся с поверхности морей и океанов влага выпадает здесь же, на водной поверхности и не переносится на сушу;
— при большом круговороте часть водных паров переносится на сушу и выпадает на поверхности земли в виде осадков, вновь стекающих в моря и океаны.
Таким образом, ежегодная убыль воды в океанах и морях вследствие испарения покрывается прибылью воды из рек и подземного стока.
Выделяют еще внутренний или внутриматериковый круговорот воды, т.е. когда основная масса атмосферных осадков образуется из водяных паров местного (континентального) происхождения.
Малому круговороту воды в природе в годовом разрезе по многолетним данным отвечает уравнение: Им=Ом
Большой круговорот можно выразить уравнением: Ис = Ос-С
Для Мирового океана: Им=Ом+С
Сложив сушу и море, получим: Им=Ом+С, т.е. сумма испарения воды с поверхностей океанов и суши равна сумме осадков, выпадающих на эти поверхности.
Для бессточных областей: Иб.о.=Об.о.
Теперь можно получить уравнение круговорота всего земного шара:
Числовые значения элементов круговорота воды земного шара по М.И. Львовичу
Источник
13.3. Круговорот воды и водный баланс Земли
Круговорот воды, или влагооборот, на Земле – один из важнейших процессов в географической оболочке. Под ним понимают непрерывный замкнутый процесс перемещения воды, охватывающий гидросферу, атмосферу, литосферу и биосферу. Наиболее быстрый круговорот воды происходит на поверхности Земли. Он совершается под действием солнечной энергии и силы тяжести. Влагооборот складывается из процессов испарения, переноса водяного пара воздушными потоками, конденсации и сублимации его в атмосфере, выпадения осадков над Океаном или сушей и последующего стока их в Океан (рис. 76). Основной источник поступления влаги в атмосферу – Мировой океан, меньшее значение имеет суша. Особую роль в круговороте занимают биологические процессы – транспирация и фотосинтез. В живых организмах содержится более 1000 км 3 воды. Хотя объем биологических вод небольшой, они играют важную роль в развитии жизни на Земле и усилении влагооборота: почти 12% испаряющейся влаги в атмосферу поступает с поверхности суши за счет транспирации ее растениями. В процессе фотосинтеза, осуществляемого растениями, ежегодно разлагается 120 км 3 воды на водород и кислород.
В поверхностном круговороте воды на Земле условно выделяют малый, большой и вну-триматериковый круговороты. В малом круговороте участвуют только Океан и атмосфера. Испаряющаяся с поверхности Океана влага в большей своей части выпадает обратно на морскую поверхность, совершая малый круговорот.
Рис. 76. Схема влагооборота воды в природе (по Л. К. Давыдову):
1 – испарение с поверхности океана; 2 – выпадение осадков на поверхность океана: 3 – выпадение осадков на поверхность супш; 4 – испарение с поверхности суши: 5 – поверхностный, нерусловой сток в океан; 6 – речной сток в океан; 7 – подъемный сток в океан или в бессточную область
Меньшая часть влаги участвует в большом поверхностном круговороте, переносясь воздушными потоками с Океана на территорию суши, где возникает ряд местных влагооборотов. С периферийных частей континентов (их площадь около 117 млн км 2 ) вода вновь поступает в Океан путем поверхностного (речного и ледникового) и подземного стока, завершая большой круговорот.
Территории, не имеющие стока в Мировой океан, называют областями внутреннего стока (бессточными по отношению к Океану). Их площадь более 32 млн км 2 . Вода, испарившаяся с замкнутых территорий суши и вновь выпадающая на нее же, образует внутриматериковый круговорот. Крупнейшие области внутреннего стока – Арало-Каспийская, Сахара, Аравия, Центрально-Австралийская. Воды этих областей обмениваются влагой с периферийными областями и океаном в основном путем переноса ее воздушными течениями.
Механизм влагообмена океан – атмосфера – суша – океан в действительности гораздо сложнее. Он связан с общим глобальным обменом вещества и энергии как между всеми геосферами Земли, так и между всей планетой и Космосом. Глобальный влагооборот Земли – незамкнутый процесс, так как в том объеме, в котором вода выделяется из земных недр, она уже не возвращается обратно: при обмене веществом с космическим пространством преобладает процесс безвозвратной потери водорода при диссипации молекул воды над его приходом. Однако количество воды в гидросфере не уменьшается за счет поступления воды из недр.
Количественно круговорот воды на Земле характеризуется водным балансом. Водный баланс Земли – равенство между количеством воды, поступающей на поверхность земного шара в виде осадков, и количеством воды, испаряющейся с поверхности Мирового океана и суши за одинаковый период времени. В среднем годовое количество осадков, так же как и испарение, равно 1132 мм, что в объемных единицах составляет 577060 км воды (табл. 5).
В истории Земли неоднократно отмечались крупные изменения воднобалансовых характеристик, что связано с колебаниями климата. В периоды похолоданий происходит изменение мирового водного баланса в сторону большей увлажненности континентов за счет консервации воды в ледниках. Водный баланс Океана становится отрицательным, и уровень его понижается. В периоды потеплений, наоборот, отрицательный водный баланс устанавливается на континентах: растет испарение, увеличивается транспирация, тают ледники, сокращается объем озер, увеличивается сток в Океан, водный баланс которого становится положительным.
Средний годовой водный баланс Земли (по Р. К. Клиге и др.)
Источник
Круговорот воды в природе
Круговорот воды – это очень важный природный процесс, благодаря которому возможна жизнь на нашей планете. Окружающую среду невозможно представить без воды, поскольку только при её участии происходят многие физические, химические и биологические процессы. Чтобы не чувствовалось недостатка чистых водных ресурсов на Земле, постоянно происходит превращение и круговорот воды в природе.
Значение и свойства воды
Земля на 70 % покрыта водной оболочкой, которая составляет важнейшую часть биосферы – гидросферу. В неё входят все существующие на планете океаны, моря, реки, озера, болота, подземные воды, искусственные водные бассейны, а также водяные пары и ледники.
Как известно, вода может пребывать в трёх различных состояниях:
Гидросфера состоит из воды, которая находится на земном шаре во всех трёх своих состояниях. Вода – это уникальный и единственный компонент в природе, который может иметь три различные формы. Больше ни одно вещество на планете на такое не способно.
Процесс круговорота
Водообмен – это постоянный процесс, в ходе которого влага «путешествует» через Мировой океан, твердую земную оболочку и атмосферу. Кратко это выглядит так:
которые читают вместе с этой
- Поначалу влага испаряется с поверхности водных бассейнов и в виде пара попадает в воздушные массы, где начинает активно участвовать в различных реакциях.
- Далее происходит формирование облаков и туч, благодаря которым на землю выпадают осадки в виде тумана, града, снега или дождя.
- Достигнув земли, атмосферные осадки восполняют недостаток влаги в водных бассейнах. Также дожди увлажняют землю, которая питает все растения. В результате все живые существа на планете насыщаются кислородом.
- Затем опять происходит испарение влаги в атмосферу, и процесс начинается по новому кругу.
Следует помнить, что основной двигатель водного обмена – это энергия Солнца.
Больше всего влаги испаряет Мировой океан. Как известно, вода в нём солёная, однако, при испарении становится пресной. Таким образом, океанические воды являются самой настоящей фабрикой по производству пресной воды, без которой жизнь на земном шаре была бы невозможной.
Учёные установили, что на планете ежесекундно выпадает порядка 16 млн тонн различных осадков, и в тот же миг такое же количество воды возвращается обратно в воздух. Масштабы водного обмена на Земле просто поражают!
Можно провести интересный опыт, чтобы наглядно продемонстрировать испарение влаги в Мировом океане под воздействием солнечных лучей. Необходимо взять стакан, наполнить его наполовину водой, растворить четверть чайной ложки соли, плотно укрыть полиэтиленовым пакетиком, закрепить резинкой и поставить на подоконник в солнечную погоду. В результате получится простейшая имитация Мирового океана и атмосферы. Спустя некоторое время на стенке пакета появятся капельки. На вкус они пресные. – так происходит испарение влаги под воздействием солнечного тепла.
Виды круговорота воды
Различают большой и малый круговорот воды.
- Большой круговорот. Испарения Мирового океана поднимаются в воздух, а затем ветрами переносятся на континент и выпадают в виде различных атмосферных осадков. Далее это же количество влаги обратно попадает в океанические воды вместе с реками и грунтовыми водами.
- Малый круговорот. Пар, образующийся над океаном, попадает обратно в его же воды в виде осадков. Так и вода, образовавшаяся над сушей при испарении, в виде осадков снова выпадает на её поверхность.
Выделяют также континентальный круговорот влаги, который происходит на территории материка. Вода с местных водоёмов и земной поверхности испаряется, а затем, спустя какое-то время, вновь возвращается из атмосферы в виде снега, тумана или дождя.
В результате многолетних исследований учёные пришли к выводу, что круговорот влаги в последнее время стал значительно ускоряться. Это негативно сказывается на климате во всём мире. Жаркие районы станут ещё жарче и суше, а в дождливых местностях будет выпадать ещё больше осадков.
Что мы узнали?
Одной из важных тем окружающего мира за 3 класс является круговорот воды. Мы узнали, что из себя представляет этот процесс, как происходит круговорот воды в природе, от чего он зависит и какую роль играет на планете. Благодаря полученной информации, школьники без труда смогут написать доклад или составить сообщение к уроку.
Источник