Мировой круговорот воды, Круговорот воды в природе — Википедия
Благодаря круговороту воды в биосфере переносятся важные для живых организмов минеральные элементы и органические вещества, формируются оптимальные климатические условия. Большая датская Большая китайская Большая норвежская Большая российская старая версия Большая советская 1 изд. Northwest River Forecast Center. Сущность же и значение большого круговорота воды в природе впервые понял знаменитый английский астроном Эдмунд Галлей — , дав ему название «Великое явление природы». Чтобы не чувствовалось недостатка чистых водных ресурсов на Земле, постоянно происходит превращение и круговорот воды в природе.
Много веков назад водных источников на планете было гораздо меньше, поскольку основная водная масса была сосредоточена в ледниках. Еще 20 тысячелетий назад по ледниковому покрову, разделявшему Берингов пролив, из Аляски можно было свободно перебраться в Азию. В теплый сезон нагретая Солнцем вода принимает газообразное состояние — становится паром. Из испаряющейся водной массы отфильтровываются соли.
То есть накапливающийся в атмосфере пар является пресным. По мере поднятия в атмосферные слои пар сталкивается с холодными воздушными потоками, в результате формируются облака. Выпадающие из них осадки наполняют океан. Такой процесс наблюдается обычно над океанической поверхностью. Но он сложнее, если облака скапливаются над сушей, и осадки проливаются не в океан , а на земную поверхность. Сточные воды, наполняющие поверхностные и подземные источники, проходят длительный путь к океану. В процессе движения происходит процесс, обратный опреснению пара в атмосфере : реки и подземные водотоки забирают с грунта минеральные частицы, выносят их в моря и океаны.
Там вода испаряется, а соли остаются. Так реки поддерживают соленость Мирового океана. Планетарная циркуляция воды включает несколько процессов, являющихся ее звеньями. Следует подробнее рассмотреть схему мирового круговорота воды:. Когда она конденсируется, он выделяет энергию и нагревает окружающую среду.
Этот теплообмен влияет на климат. Испарительная фаза цикла очищает воду, которая затем пополняет землю пресной водой. Поток жидкой воды и льда переносит полезные ископаемые по всему миру.
Он также участвует в изменении геологических особенностей Земли посредством процессов, включая эрозию и седиментацию. Круговорот воды также необходим для поддержания большинства видов жизни и экосистем на планете.
В Библии уже несколько тысяч лет назад было записано простое описание круговорота воды в природе:. Он кружит и кружит, постоянно движется по кругу. Все реки текут в море, но море не переполняется. Туда, где реки берут начало, они и возвращаются, чтобы снова течь». Представления о круговороте воды также появились в Китае , затем в Индии , где стали использовать дождемеры — приборы для определения количества осадков, то есть там, где установили связь между осадками и стоком воды в реках.
В Древней Греции , Древнем Египте , на Ближнем Востоке эта связь не осознавалась, поскольку дожди , питавшие, например, Нил , выпадали где-то в его верховьях, а использовалась вода в засушливых низовьях — в Древнем Египте.
На Ближнем Востоке дожди и талые воды Тигра и Евфрата также формировались далеко в горах.
В Греции распространен карст , и поэтому Аристотель — гг. В Европе о круговороте воды узнали только лет назад, и первые соображения по этому поводу высказал Леонардо да Винчи — В некоторых своих сочинениях он высказал мысли, которые созвучны современным научным представлениям о круговороте воды.
Он указывал на значение водопроницаемых геологических пород, образующих водоносные слои в Альпах , объяснял, как происходит восполнение подземных вод и как низинные источники питаются водой. Другие учёные значительно расширили его идеи, но это произошло гораздо позже. Более полные представления о круговороте изложил в книге, изданной в году во Франции, Бернар Палисси.
Он впервые указал на дождевые осадки как основной источник питания рек. Основоположником учения о круговороте воды считают француза П. Перро — , который более известен как строитель водопровода для Лувра — королевского дворца в Париже.
Гораздо позже Эразм Дарвин — , дед Чарльза Дарвина , объяснил механизм круговорота воды и доказал, что атмосферные осадки обеспечивают ток воды в реках и часть влаги поступает на сушу с моря. Сущность же и значение большого круговорота воды в природе впервые понял знаменитый английский астроном Эдмунд Галлей — , дав ему название «Великое явление природы».
Он первым рассчитал величину испарения с поверхности океана. Большой вклад в изучение круговорота воды внёс российский учёный Александр Иванович Воейков — , слова которого «реки можно рассматривать как продукт климата » стали признанным положением. Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше — положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом её общее количество остаётся неизменным.
Три четверти поверхности земного шара покрыты водой. Водную оболочку Земли называют гидросферой. Общая сумма осадков, выпадающих на поверхность Земли, примерно равна испарению — тыс.
Вынос влаги, испарившейся с поверхности суши, воздушными массами в океан незначителен [1]. На земле вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Без воды невозможно существование организмов. В любом организме вода является средой, в которой происходят химические реакции , без которых не могут жить организмы. Вода является самым ценным и самым необходимым веществом для жизнедеятельности живых организмов.
Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и стока, получил название круговорота воды в природе. Атмосферные осадки частично испаряются, частично образуют временные и постоянные водоемы, частично — просачиваются в землю и образуют подземные воды [1].
Круговорот воды происходит под влиянием солнечной радиации и сил тяжести [2]. Солнце нагревает воду в океанах и морях, и она испаряется , преобразуясь в водяной пар. Параллельный процесс происходит и на суше: вода испаряется с нагретой Солнцем поверхности Земли или испаряется растениями в результате транспирации. В процессе адвекции водяной пар перемещается с воздушными массами, пока в конце концов не оказывается в зоне с низкой температурой.
Это вызывает конденсацию влаги в облаках. Облака продолжают перемещаться вместе с воздухом, в то время как сконденсированные капельки воды в них перемешиваются, слипаются и растут в размерах. В итоге вода выпадает в виде осадков над сушей или океаном; при этом океан испаряет больше влаги в атмосферу, чем приобретает от осадков, а суша — наоборот, получает с осадками больше, чем с неё испаряется.
Некоторые осадки выпадают в виде снега или града, дождя со снегом, и могут накапливаться в ледяных шапках и ледниках, которые хранят замороженную воду в течение от нескольких месяцев до десятков тысяч лет. Но даже в таком виде незначительный обмен льдов с атмосферой сохраняется: действует сублимация. В то время, когда температура в зоне отложений повышается, начинается таяние, и вода активно исходит из этих источников. Большая же часть воды возвращается из атмосферы в виде дождя. Часть выпавших осадков перехватывается листвой растений, не достигнув почвы.
Попав на сушу, вода перетекает по земле в виде рек, двигаясь к океанам. Часть из этой воды впитывается в грунт в результате инфильтрации , проникает глубоко в землю и пополняет водоносные горизонты грунтовых вод, которые также аккумулируют в себе пресную воду в течение длительного времени.
Под землёй, как и на её поверхности, тоже существует движение водяных масс, и вода движется, меняя своё местоположение.
Грунтовые воды обмениваются водой с поверхностью в виде родников и артезианских скважин разгрузка грунтовых вод. Эта, а также небольшая часть впитавшейся в землю, но не достигшей уровня водоносных горизонтов воды, попадает назад в поверхностные водные объекты и океан. Различают два вида круговоротов воды в природе [1] :.
Кроме того, различают местный, или внутриматериковый, круговорот, при котором испарившаяся с поверхности суши вода выпадает на сушу в виде атмосферных осадков [5]. Для замкнутых межгорных котловин характерен внутренний круговорот влаги [1]. В конце концов, осадки в процессе движения опять достигают Мирового океана. Учитывая вклад рек получается, что с поверхности океана испаряется в год примерно мм воды [6].
Скорость переноса различных видов воды изменяется в широких пределах, так и периоды расходов, и периоды обновления воды также разные. Они изменяются от нескольких часов до нескольких десятков тысячелетий. Атмосферная влага, которая образуется при испарении воды из океанов, морей и суши, и существует в виде облаков, обновляется в среднем через восемь дней.
Воды, входящие в состав живых организмов, восстанавливаются в течение нескольких часов. Это наиболее активная форма водообмена. Период обновления запасов воды в горных ледниках составляет около лет, в ледниках полярных стран значительно больше — около лет.
С середины XX века изменение климата , вызванное деятельностью человека, привело к наблюдаемым изменениям в мировом круговороте воды. Полученные результаты исходят из научного консенсуса, сформулированного на пятом оценочном отчете МГЭИК от года и других специальных докладах Межправительственной группы экспертов по изменению климата , в которых уже говорилось, что круговорот воды будет продолжать «ускоряться» в течение XXI века.
Отступление ледников также является примером изменяющегося водного цикла, когда поступление воды в ледники за счет осадков не может соответствовать потерям воды в результате таяния и испарения.
Данный процесс происходит с года и стал достаточно обширным. Деятельность человека, кроме той, которая приводит к глобальному потеплению из-за выбросов парниковых газов , также может изменить круговорот воды. Несмотря на довольно скромный вклад озёр в планетарный круговорот воды, они — важное звено этого процесса.
Длительный срок обновления водных ресурсов имеют и ледники, у них он составляет 5 или даже 10 лет. Здесь основной фактор, влияющий на обновление — скорость таяния. Значительное влияние на задержку времени полного обновления водных ресурсов, содержащихся в снежных покровах, оказывает сезонный и географический факторы. Продолжительность полного обновления воды, содержащейся в снежном покрове, может колебаться от 2 месяцев до полугода.
Остальные водоёмы обновляют свои ресурсы намного быстрее. Период обновления воды скрытой под почвенной коркой составляет всего 1 или 2 месяца. Намного быстрее происходит обновление воды в реках, здесь оно не превышает 17 — 19 дней. Этот показатель у каждой реки свой и зависит от скорости её течения. Скорость обновления водных ресурсов в атмосфере составляет всего 10 дней. Значительная часть воды, так или иначе, выпадает из круговорота или задерживается. Это происходит потому, что в ходе просачивания в землю она задействуется для обеспечения жизнедеятельности растений, животных и человека.
Однако более внушительную задержку гидрологического цикла обеспечивают сооружения, созданные человеком, для решения своих проблем. Значительную задержку круговорота обеспечивают водохранилища, гидроэлектростанции, а так же ирригационные сооружения на полях в сельском хозяйстве. Из-за множества искусственных препятствий на пути к морю, вода замедляет своё движение в сторону океана. Тем не менее рано или поздно и эта вода тоже начинает участвовать в круговороте.
Общее количество выпадающих на землю осадков составляет примерно кубических километров. Если всю эту массу воды распределить по поверхности Земли ровным слоем, то его толщина составит миллиметров.
Однако осадки на нашей планете никогда не выпадают равномерно: где-то их очень много, и люди не знают, куда от них деваться. Где-то их количество вполне комфортно, а где-то их явно недостаточно или нет совсем. Так над поверхностью мирового океана выпадает кубических километров воды. Вся эта совокупность пресной воды попадающей в морскую воду способна поднять уровень моря на миллиметров, однако этого не происходит по причине всё того же круговорота воды в природе.
Если бы все эти осадки выпадали ровным слоем, его высота составила бы миллиметров. Доля осадков, выпадающих над мировым океаном, составляет 79 процентов от общего их количества.
Общая же масса дождя, снега и града, падающего на материки, острова и прочую сушу, составляет всего 21 процент. Такое распределение осадков по планете связано с тем, что значительная их часть почти половина выпадает вблизи экватора.
Чем дальше от него, тем осадков становится меньше. Так, например, в районах северного и южного полюсов доля осадков самая маленькая и составляет всего 4 процента. При этом основная часть земной суши располагается ближе к полюсам. Евразия — самый большой в мире материк расположен в северной части планеты, и только его южная часть слегка захватывает экватор. Из всех остальных материков, в зоне экватора пролегает только экваториальная Африка и центральная Америка.
Если быть точнее — это всего лишь узкий перешеек между северной и южной Америкой. Остальные материки Антарктида и самый маленький материк на Земле Австралия, лежат далеко к югу от экватора.
Каково же предназначение круговорота воды в природе? Было бы неверно представлять этот процесс как обычный перенос влаги из одного района планеты в другое. Если описывать его с точки зрения пользы для человека и всех животных и растений вообще, он будет выглядеть как важнейшее условие поддержания жизни на Земле. Следовательно, описание этого явления должно отражать его как нечто, предназначенное, для того чтобы распространять и защищать жизнь по всей планете.
Тема круговорота воды в природе затрагивает очень многие злободневные вопросы сегодняшнего дня. Особенный интерес вызывает проблема влияния круговорота на те климатические изменения, которые оказывают огромное влияние на все стороны жизни общества. Спасибо большое за интересную, содержательную и познавательную статью! Она написана очень просто и доступна даже маленьким детям. Люди уже давно заметили, что реки, впадая в моря и океаны, все же не повышают их уровень.
Но поняли, как устроен этот удивительный процесс, всего лишь около лет назад. Но в Библии ещё около 3 тысяч лет назад было написано так: «Все реки текут в море, но море не переполняется. Туда, где реки берут начало, они и возвращаются, чтобы снова течь».
