Круговорот воды в природе

Солёный и непригодный для питья Мировой океан составляет 97,5% всех водных запасов нашей планеты. Остальное – пресная вода. Но, однако, не всегда доступная для потребления, так как или находится на поверхности в труднодоступных местах или в виде, исключающем непосредственное потребление.

Пресная вода

Круговорот воды в природе

К первому случаю можно отнести ледники и поземные грунтовые воды (растворённые в водоносных слоях или в карстах). Второе – обширные болота. С учётом того, что вода является важнейшим источником жизни (все живые организмы состоят из воды на 65-80%, это величина непостоянная), в воде обитают мириады бактерий, которые её, казалось бы, должны безнадёжно портить. Но этого не происходит благодаря постоянному переходу воды из одного агрегатного состояния в другое, с процессами испарения её из Мирового океана, возгонки и концентрации в облаках. Потом происходит её выпадения в виде осадков, притом пресных, как на различные участки суши, так и обратно на поверхность морей и океанов.

При этом в силу особенностей динамики происходящих в атмосфере процессов, основная часть дождевых облаков гонится ветрами в сторону суши, где они и проливаются дождями. Таким образом осуществляется сохранение баланса между сушей и морем, и лишь там, где под воздействием природных или антропогенных факторов этот баланс нарушается, появляются безводные зоны, непригодные для обитания. Пример – пустыня Сахара, где несколько тысяч лет назад в результате бездумной распашки плодородных земель и уничтожения лесов нарушился баланс испаряемости и содержания влаги в почвах. После чего ветра с дождевыми облаками от таких близких Средиземного моря и Атлантики стали обходить эту часть суши стороной.

Подобная катастрофа может произойти и в местностях, богатых водой, казалось бы, изначально. Например, в Сибири – стоит только вырубить леса в водоохранных зонах. Притом запущенный механизм будет просто невозможно остановить.

Из тех 2,5% пресной воды, которые есть на поверхности планеты, менее 1/3 (около 30,8%) составляют грунтовые воды. Более 2/3, до 69% запасов пресной воды, сосредоточено в ледниках и вечных снегах Антарктиды, Гренландии, плавучих льдов и горных вершин. И лишь около трети процента, то есть 0,30%, приходится на пресные озёра и реки. Притом реки и озёра пресные условно, так как в этой воде растворяется множество минералов из той минеральной почвенной подушки, в ложах которой эти пресные воды находятся. И если бы не постоянный перенос дождями с их почти дистиллированной водой вод Мирового океана, и эта вода тоже быстро бы приходила в негодность. Или существенно изменила условия функционирования живых организмов – сформировав тем самым совершенно иную биосферу, а не ту, которую мы знаем и к которой относимся сами.

Гидрологический цикл

Круговорот воды в природе

Полный круговорот воды называют ещё гидрологическим циклом. Их несколько. Рассмотрим основной, он же Большой, включающий в себя следующие этапы:

1. Испарение

Вода переходит их жидкой фазы в газообразную. Но так как любой переход из одного агрегатного состояния в другое невозможен без поступления значительной энергии извне, этот процесс тоже энергозатратный, а энергию берёт от всего спектра солнечного излучения. Процесс идёт безостановочно.

2. Конденсация газообразной воды (пара)

При соприкосновении с холодным воздухом на высоте пар отдаёт тепло и конденсируется в водяные капли, сначала в мелкие, а потом во всё более крупные. Кроме того, конденсация проявляется в наличии росы на траве, собирания тумана в низинах, в плывущих в небе облаках.

3. Выпадение осадков

В процессе конденсации образуются сначала мельчайшие капли воды, которые потом сливаются в более крупные, и под действием гравитации Земли падают вниз. В зависимости от температуры в тех слоях атмосферы, где водяной пар конденсируется и толщины облаков (то есть пути, который преодолевают осадки) получается дождь, снег или град.

4. Инфильтрация воды через почвенные слои

Выпавшие на землю осадки частично пополняют природные резервуары воды, а частично впитываются в землю. Эта впитанная часть достаётся корням растительности, вступая таким образом в круговорот воды с биосферой), и просачивается в подземные потоки. Часть же выпадает обратно в Мировой океан, а прочая вода скапливается в почве и питает реки – которые в конечном итоге тоже выносят воду в море.

Огромное количество воды находится даже в горных породах вроде гранита, базальта и габбро, но только в связанном состоянии, принимая участие в рециркуляции опосредованно. Цикл обмена этих пород водой с окружающей средой длится десятки, а то и сотни тысяч лет. Да и то под воздействием экстремальных природных процессов вроде движения литосферных плит и их столкновения.

В связи с этим интересно будет рассмотреть время водного обмена применительно к разным природным объектам и субъектам.

Объекты водообновления Время водообновления
Живые организмы, включая простейшие 6-9 дней
Между слоями атмосферы 10-12 дней
В речных потоках 2 недели
В грунтовых водах От месяца до года
В территориях с болотами От года до десяти лет
Пресноводные водоёмы (озёра, запруды, водохранилища) 10 лет
Мировой океан 2 700лет
Пещеры, карстовые полости 8 200 лет
Зоны вечных снегов и ледников До 10 000 лет

Гидрологические циклы, впрочем, можно рассматривать и как локальные.

О Большом мы уже рассказали. Но есть ещё существует малый цикл. Он тоже имеет свои особенности.

Малый цикл

Вода из океана под воздействием энергии Солнца поднимается над водой в виде пара, там же, над океаном, конденсируется и там же выпадает в виде дождя. С учётом постоянной циркуляции воздуха, которая образует ветра и тайфуны, в чистом виде малый цикл наблюдают редко, часть воды в виде осадков всё равно уносится на континенты.

Внутриконтинентальный атмосферный оборот воды

Круговорот воды в природе

Весь этап круговорота (цикла) происходит над поверхностью континентов. Слагаемые – испарение вод с той же поверхности, из рек, болот, озёр и прочих природных и искусственных образований. Вода конденсируется в облака и в своей подавляющей массе падает тут же обратно на землю.

Геологический цикл

Обозначает взаимообмен между массами воды из океанов, морей, рек и вообще любых источников воды на Земле. Чаще можно наблюдать как очень растянутый во времени и исследуемый опосредованно, по косвенным данным процесс на стыке литосферных плит.

Глобальный цикл

Является незамкнутым, через него можно изучать приток воды в гидросферу через тектонические разломы. Именно в геологическом цикле происходит медленный, но масштабный процесс вывода воды из связанного состояния в горных и мантийных породах. В процентном соотношении процесс незначительный (всего около 0,25 куб. километра), но постоянный.

Тем не менее, рассматривая то, что в школьном курсе называется «Круговорот воды в природе», основное внимание уделяют изучению процессов в основном Большого гидрологического цикла – как наиболее полно и наглядно отражающего положение дел.

Заключение

Круговорот воды в природе

В энергетическом смысле Большой гидрологический цикл, сам процесс водообмена возможен только под воздействие энергетического толчка извне, роль которого играет солнечная энергия. Непосредственное влияние живых организмов здесь минимальное – если только не рассматривать антропогенный фактор. Он выражается в изменении климата под воздействием промышленных выбросов, осушения и орошения земель и создании плотин и водохранилищ и вырубки лесов.

Поэтому серьёзные климатологи в союзе с гидрологами рассматривают наметившийся в последнее время тренд на выпячивание такой вещи, как «углеродный след», ошибочным и безответственным. И что рассматривать проблему изменения климата нужно в контексте долгосрочных исследований гидросферы со всеми её гидрологическими циклами.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector