Кругообіг води і значення гідросфери - студопедія
Запаси води на Землі знаходяться в рухомому рівновазі завдяки кругообігу води (влагооборота, гідрологічного циклу), який в географічній оболонці є одним з найважливіших процесів, які взаємодіють з атмосферою, літосферою, біосферою і зв'язує в єдине ціле всі частини гідросфери. Рушійними силами кругообігу води є приплив до поверхні Землі сонячної радіації і сила тяжіння. Під впливом теплових процесів відбувається випаровування, конденсація водяної пари, танення, замерзання і інші фазові переходи води. Під впливом сили тяжіння відбувається випадання атмосферних опадів, рух поверхневих і підземних вод і т.д.
Початком кругообігу води (рисунок 2.5) є випаровування з поверхні океанів, морів, континентів, островів. Щорічно з поверхні земної кулі випаровується 577 тис. Км 3 води. Велика частина (505 тис. Км 3) припадає на Світовий океан і тільки 72 тис. Км 3 - на сушу. Водяна пара, що надійшли в атмосферу, переміщаються разом з повітряними масами, конденсуються і випадають у вигляді атмосферних опадів. Обсяг їх, відповідно до загального закону збереження матерії, дорівнює обсягу води, що випарувалася. Такий кругообіг води в цілому для земної кулі (великий круговорот) являє собою замкнуту систему, в якій випаровування з поверхні земної кулі відповідає кількості атмосферних опадів, що випадають на нього.
М.І. Львович в круговороті води виділяє три основних ланки: океанічне, атмосферний і материкове, останнім він включає ланки менших розмірів: літогенний, грунтову, річкове, озерне, льодовикове, біологічне та господарське. Жодне з перерахованих ланок, крім великого кругообігу, не представляє собою замкнутої системи.
Великий кругообіг води на Землі можна представити таким чином. Вода, що випарувалася з поверхні Світового океану, переноситься повітряними потоками на сушу, випадає на неї у вигляді опадів і частково стікає назад в Світовий океан, частково акумулюється в області внутрішнього стоку, зазвичай у великих безстічних озерах. Випаровуючись з поверхні цих озер, волога в загальному потоці водяної пари знову потрапляє в Світовий океан.
Насправді механізм влагообмена в системі океан → атмосфера → суша → океан значно складніше, так як в формуванні загальної кількості опадів над материками помітну участь приймають внутрішні опади, що сформувалися як в периферійних, так і внутрішніх областях суші. Представлена ж схема великого кругообігу води на земній кулі цього фактора не враховує.
Протягом року в Світовому влагооборота бере участь всього 0,037% загальної маси гідросфери. Так як швидкість перенесення окремих видів води неоднакова, то і час їх витрачання і відновлення різному. Найбільш швидко відновлюються біологічні води, що входять до складу рослин і живих організмів. Зміна атмосферної вологи і запасів води в руслах річок здійснюється за кілька днів (таблиця 2.2).
Кількості води (цифри в дужках) виражені в мільярдах мільярдів (10 18) тонн на рік
Малюнок 2.5 - Схема кругообігу води на Землі
Запаси води в озерах поновлюються протягом 17 років, у великих озерах цей процес може тривати кілька сот років. Так, в озері Байкал повне відновлення водних запасів відбувається протягом 380 років. Найбільш тривалий період відновлення мають запаси води в підземних льодах зони багаторічної мерзлоти - 10000 років. Повне відновлення океанічних вод відбувається через 2500 років. Однак за рахунок внутрішнього водообміну (морських течій) води Світового океану в середньому роблять повний оборот протягом 63 років. Підземні води оновлюються тільки за 1400 років. Значні запаси глибинних підземних вод взагалі не відновлюваних, так як не включаються в процеси кругообігу в системі атмосфера → опади → суша.
Кругообіг води грає величезну роль в географічній оболонці. У процесі кругообігу води здійснюється перерозподіл тепла. Тепло, що витрачається на випаровування в одному місці, вивільняється при конденсації вологи в іншому. Кругообіг води - найважливіша ланка в енергетичному обміні між гідросферою і атмосферою. Прихована енергія, що надійшла в атмосферу з водяними парами з поверхні земної кулі, частково перетвориться в механічну енергію, що забезпечує переміщення повітряних мас. Поряд з енергетичним обміном, взаємодія гідросфери та атмосфери в процесі влагооборота супроводжується і обміном речовинами (газовий і сольовий обмін).
Таблиця 2.2 - Швидкість відновлення (обміну) різних