Количественное выражение круговорота воды
Обновлено: 04.10.2024
2.1. Природные процессы в гидросфере
При рассмотрении процессов накопления, сохранения и динамики воды в земном пространстве три понятия являются центральными и неразрывно связаны друг с другом: гидросфера, круговорот воды и водный баланс. Суть этих понятий: 1) гидросфера — одна из геосфер Земли, объединяющим веществом которой является несвязанная вода; 2) круговорот воды (влагооборот или водообмен) — это динамическая характеристика гидросферы, совокупность процессов, присущих гидросфере и связывающих её воедино; 3) водный баланс — количественное выражение круговорота воды.
В ходе геологической истории Земли формировались следующие круговороты воды, или влагообороты.
Геокосмический круговорот возник с началом образования Земли как планеты. Он представляет собой водообмен между Землёй и Космосом. Поступление воды и составляющих её элементов из межпланетного пространства на Землю происходит вместе с метеоритным веществом и космической пылью, и обратно — из сферы притяжения Земли в Космос путём диссипации водорода (в сильно разрежённой верхней атмосфере под действием ультрафиолетовых лучей, когда скорость движения атомов водорода превышает 1/4 второй космической скорости: 11,2 : 4 = 2,8 км/сек).
Атмосферно-океанический круговорот существует, по-видимому, с архея, когда произошло разделение поверхности Земли на первичный мелководный океан и отдельные острова суши. Этот круговорот в основном слагался из процессов: испарения влаги с поверхности океана, переноса её с облаками и выпадения осадков снова преимущественно в океан. Такой тип круговорота продолжается и ныне: мы наблюдаем его, когда влагооборот осуществляется, не покидая акватории океанического пространства.
Атмосферно-континентально-океанический круговорот стал развиваться по мере становления и развития материков. Такой круговорот слагается из процессов: испарения влаги с поверхности океана и материков, облакообразования, переноса облаков, выпадения осадков в других местах суши или океана и стока (поверхностного и подземного) с суши в океан. Такой круговорот, в ранние геологические эпохи господствовавший на планете, ныне наблюдается в регионах, где развит ледниковый покров, а органический мир лишь начинает развиваться.
Атмосферно-литосферно-биосферно-океанический круговорот стал зарождаться с началом формирования органического мира и особенно после выхода растительности из океана на сушу. С развитием биосферы стало возрастать её участие в процессе круговорота воды, и в настоящее время этот тип круговорота воды на планете имеет доминирующее значение. Он представляет собой непрерывный процесс перемещения воды на Земле, происходящий под воздействием солнечной энергии и силы гравитации, и охватывает гидросферу, атмосферу, литосферу и живые организмы.
Скорость влагооборота в разных участках гидросферы различна. В атмосфере водяной пар заменяется 40 раз в год, или каждые 9 суток, здесь наблюдается наиболее высокая скорость обмена влаги. На испарение годового количества выпадающих из атмосферы осадков затрачивается 20% поступающей на Землю энергии, но столько же выделяется при конденсации соответствующего количества водяного пара. Поэтому круговорот влаги сопровождается круговоротом тепловой энергии.
Общее количество воды в реках меняется каждые 16 дней; в болотах — 5 лет; в озёрах — 17 лет; в подземных водах — 1400 лет; в океанах и морях — каждые 2600–3000 лет, причём полное перемешивание воды происходит за 63 года.
Наиболее медленно протекает обмен воды в ледниках: в горных районах каждые 1600 лет, а в ледниковых щитах — каждые 15000–20000 лет.
Интенсивность влагооборота представляет собой частное от деления общего количества выпадающей за год воды на всю поверхность Земли на среднее содержание воды в атмосфере в газообразном, жидком и твёрдом виде. Интенсивность общего влагооборота Земли в современную эпоху характеризуется числом 38. Если принять эту величину за единицу, то по широтам северного полушария интенсивность влагооборотов будет иметь следующие значения:
Читайте также: