2.3. Кругообіг води в природі
Кругообіг води– безперервний замкнутий процес циркуляції води на земній кулі під впливом сонячної радіації та дією сили тяжіння [5]. Найголовнішими складовими кругообігу є випаровування води, перенесення водяної пари на віддаль, конденсація водяної пари, випадання опадів, інфільтрація води в ґрунт і стік.
Джерелом теплової енергії на Землі є Сонце. Сонячна енергія перерозподіляється між поверхнею Землі й атмосфери, між океаном і суходолом. При цьому природні води виступають і як поглинач, і як регулятор сонячної енергії, що надходить, і як фактор перерозподілу на Землі.
Сонячна енергія дорівнює 1367 Вт/м2. Оскільки Земля має кулясту форму, лише частина цього потоку припадає на верхню межу атмосфери, тобто 341.8 Вт/м2. З урахуванням площі Землі (510 млн км2) одержуємо, що величина короткохвильової сонячної радіації, що приходить до планети, складає 1,743х1017Вт/м2.
Позитивні температури зумовлюють випаровування вологи з поверхні океанів і суходолу та насичення нею атмосферного повітря. У верхніх шарах атмосфери, де температура повітря знижується, волога конденсується й випадає у вигляді дощу чи снігу. Опади над океаном частково компенсують витрати води, що випарувалась з його поверхні. Опади над суходолом мають набагато складніший шлях кругообігу. Вони частково просочуються в ґрунт, підвищуючи його зволоженість, а також проникають у водоносні горизонти, підживлюючи підземні води. Певна частина цих вод формує підземний стік, інша, що не проникла в глибинні горизонти, утворює поверхневий стік водозбірного басейну (рис. 1).
Рис. 1. Кругообіг води та його основні компоненти, млрд км3/рік
Вода, стікаючи зі схилів, збирається в улоговинах стоку, ярах і балках, малих і великих ріках. Річки дренують територію водозбірного басейну, збирають поверхневі та підземні води у єдиний річковий стік і повертають Світовому океану води, забрані свого часу повітряними масами. Так відбувається безперервне врівноваження кількості води, яка випаровується з акваторії океану та з безстічних басейнів і річкових стоків, що повертаються до водойми.
Залежно від особливостей і масштабів є великий, або загальний, і малий кругообіг.
Великий кругообігохоплює суходіл, атмосферу й океани і відбувається за схемою: океани – атмосфера – суходіл – океани. Водяна пара, що випаровується з поверхні океанів, переноситься вітрами на суходіл, випадає на поверхню суходолу у вигляді атмосферних опадів. Опади, які випали на суходіл, частково просочуються в ґрунти і гірські породи та формують підземні води, частково стікають по поверхні землі, в напрямку загального похилу місцевості, утворюючи струмки і річки, а частина знову випаровується. Та вода, що потрапила на суходіл, стікаючи, знову досягає океану, завершаючи великий кругообіг води на земній кулі.
З великого кругообігу може бути виділений місцевий, абовнутрішньоматериковийкругообіг, – вода випаровується із суходолу (з різних об’єктів, ґрунтів, рослинності тощо), потрапляє в повітря, конденсується у вигляді опадів і повертається на суходіл. Отже, схема його руху: суходіл – повітря – суходіл.
Малий кругообіг– це кругообіг над окремими океанами, материками або їхніми частинами.Малий, абоокеанічний кругообігвідбувається за схемою: океан – атмосфера – океан. Водяна пара, що випаровується з поверхні океану, надходить в атмосферу, там конденсується й випадає у вигляді атмосферних опадів на поверхню океану, решта переноситься на суходіл.
Такий процес кругообігу води в природі – лише спрощена схема, в дійсності він набагато складніший. Так, частина води витрачається на гідратацію гірських порід і тому виключається із загального кругообігу. Певна кількість вологи виходить на поверхню з глибоких надр і, навпаки, поповнює водні маси, які беруть участь у кругообігу. Крім того, не вся вода, що стікає по земній поверхні, досягає океанів і морів, тому що суходіл ділиться на дві області – стічну, або область зовнішнього стоку і безстічну, або область внутрішнього стоку. Невелика частина води (близько 9 км3за рік) здійснює кругообіг у межах безстічних областей.Стічноюобластю називається частина суходолу, річковий стік якої здійснюється в океани і моря. Безстічноюобластю називається частина суходолу, з якої немає стоку в океан і води його річок надходять у безстічні озера або витрачаються на випаровування. З усієї площі суходолу безстічні області займають лише 30 млн км2, а стічні області –119 млн км2.
З безстічних областейнайбільшими є: в Європі – водозбірний басейн Каспійського моря; в Середній Азії –Туранська низовина, в Центральній Азії - пустелі Алашань, Гобі, Такла–Макан; в Африці – пустелі Сахара, Лівійська, Нубійська, Калахарі і Наміб, водозбори озер Чад, Руква, Рудольф тощо; в Північній Америці – пустелі Великого Басейну, Мексиканського нагір’я, плато Колорадо тощо; в Південній Америці – водозбори озер Тітікака–Поопо, пустеля Пуна-де-Атакама, плато Патагонії тощо; в Австралії – західна і центральна частини материка.
Серед безстічних областейвиділяють безстічні області з внутрішнім стоком. На території цих областей може випадати значна кількість опадів, може бути розгалужена мережа водотоків, але всі свої води вони несуть в озера (наприклад, басейни Волги, Уралу, Сирдар’ї, Амудар’ї та ін.) та ареїчні області, які не мають ніякого поверхневого стоку, тому що вся вода, котра випадає на їхню поверхню, випаровується. Ареїчні області займають 17 % поверхні материків і найбільшими з них є Сахара, пустелі Австралії, Центральної і Середньої Азії та інші.
Головний вододіл Землі ділить весь суходіл на два схили: перший – ріки, що впадають в Атлантичний і Північний Льодовитий океани, і другий – ріки, що впадають у Тихий та Індійський океани.
В межах нашої планети виділяють ще такі види вологообміну: між Землею і Космосом, між атмосферою й океаном, між атмосферою, ґрунтовим покривом і біосферою.
Кругообіг води у природі має велике значення. Енергія вод, що потрапили на сушу в процесі кругообігу, виявляється у формуванні рельєфу, розмиванні берегів та ін. Кругообіг води є потужним провідником із моря на суходіл і зумовлює органічне життя на Землі. Завдяки кругообігу води на Землі є вода на суходолі.
- В. Г. Клименко загальна гідрологія Навчальний посібник для студентів
- Вступ. Модуль 1. Фізико-хімічні властивості води. Гідрологія річок Вступ
- Блок 1. Гідрологія як наука. Її місце у вивченні географічної оболонки
- 1.4. Фізичні основи гідрологічних процесів
- 1.5. Розвиток гідрології як науки
- Блок 2. Розподіл води на земній кулі. Кругообіг води
- 2.1. Розподіл води на земній кулі
- 2.2. Зміна кількості води на земній кулі
- 2.3. Кругообіг води в природі
- 2.4. Водний баланс
- 2.5. Водні екосистеми
- 2.6. Водні ресурси України
- 3.1. Хімічний склад води
- 3.2. Фізичні властивості води
- 4.1. Типи річок
- 4.2. Морфологія й морфометрія річки та її басейну
- 4.2.1. Водозбір і басейн річки
- 4.2.2. Морфометричні характеристики басейну річки
- 4.2.3. Фізико-географічні й геологічні характеристики басейну річки
- 4.2.4. Річка і річкова мережа
- 4.2.5. Річкова долина й русло річки
- 4.2.6. Поздовжній профіль річки
- 4.3. Живлення річок
- Класифікація о. І. Воєйкова
- Класифікація м. І. Львовича
- 4.4. Водний баланс басейну річки
- 4.5. Водний режим річок
- 4.5.1. Види коливання водності річок
- 4.5.2. Рівневий режим річок
- 4.5.3. Фази водного режиму
- 4.5.4. Розчленування гідрографа за видами живлення
- 4.5.5. Класифікація річок за водним режимом
- 4.6. Річковий стік
- 4.6.1. Складові річкового стоку
- 4.6.2. Основні характеристики стоку
- 4.7. Рух води в річках
- 4.8. Річкові наноси
- 4.10. Руслові процеси
- 4.11. Термічний режим річок
- 4.12. Льодовий режим річок
- 4.13. Гідрохімічний режим річок
- 4.14. Гідробіологічні особливості річок
- Модуль 2. Характеристика водойм (озер, водосховищ, боліт) та особливих водних об’єктів (підземних вод, льодовиків)
- 5.1. Типи озер
- 5.2. Морфологія і морфометрія озер
- 5.3. Водний баланс озер
- 5.4. Коливання рівня води в озерах
- 5.5. Рух озерної води
- Хвилювання на озерах
- Течії в озерах
- Температурна класифікація озер
- 5.7. Льодовий режим озер
- 5.8. Оптичні явища в озері
- 5.9. Донні відклади озерної улоговини
- 5.10. Водні маси озер
- 5.11. Хімічний склад озерних вод
- 5.12. Гідробіологічна характеристика озера
- 5.13. Значення озер
- 6.1. Типи водосховищ
- 6.2. Основні характеристики водосховищ
- 6.3. Водний режим водосховищ
- 6.4. Термічний і льодовий режим водосховищ
- 6.5. Гідрохімічний і гідробіологічний режим водосховищ
- 6.6. Замулення водосховищ і переформування їх берегів
- 6.7. Водні маси водосховищ
- 6.8. Значення водосховищ та їх вплив на річковий стік і природне середовище
- 7.1. Типи боліт
- 7.2. Морфологія та гідрографія боліт
- 7.3. Водний баланс боліт
- 7.4. Рух води в болотах
- 7.5. Термічний режим боліт
- 7.6. Вплив боліт на стік річок. Практичне значення боліт і їх вивчення
- 8.1. Походження льодовиків та їх поширення на земній кулі
- 8.2. Типи льодовиків
- 8.5. Баланс льоду і води в льодовику
- 8.7. Робота льодовиків
- 8.8. Поширення та значення льодовиків
- 9.1. Походження підземних вод
- 9.2. Фізичні властивості ґрунтів
- 9.3. Водні властивості ґрунтів
- 9.4.Види води в порах ґрунту
- 9.5. Фільтраційні властивості порід і рух підземних вод
- 9.6. Класифікація підземних вод
- 9.7. Умови залягання підземних вод
- 9.8. Водний баланс і режим підземних вод
- 9.8.1. Водний баланс підземних вод
- 9.8.2. Режим підземних вод
- 9.9. Особливості хімічного складу підземних вод
- 9.10. Роль підземних вод у фізико-географічних процесах
- 9.11. Розповсюдження підземних вод
- 10.1. Світовий океан та його частини
- 10.2. Основні особливості будови земної кори під морями та океанами
- 10.3. Рельєф дна океанів
- 10.4. Донні відклади
- 10.5. Сольовий склад вод Світового океану
- 10.6. Солоність морської води
- 10.7. Водний баланс Світового океану
- 10.8. Густина і тиск морської води
- 10.9. Термічний режим океанів і морів
- 10.10. Лід в океанах і морях
- Класифікація морської криги
- Дрейф льоду
- 10.11. Водні маси океану
- 10.12. Оптичні та акустичні властивості морської води
- Швидкість звуку (у м/с) в морській воді при різній солоності і температурі
- 10.13. Рівень океанів і морів
- 10.14. Хвилювання в океанах і морях
- 10.15. Течії в океанах і морях
- 10.16. Припливи і відпливи
- 10.17. Ресурси Світового океану та їх використання
- 10.18. Проблеми охорони вод Світового океану
- Робоча програма навчальної дисципліни
- Опис навчальної дисципліни
- Мета та завдання навчальної дисципліни
- За модулем 1
- За модулем 2
- За модулем 3
- Також студенти повинні вміти: За модулем 1
- За модулем 2
- За модулем 3
- Програма навчальної дисципліни
- Тема 2. Кругообіг води у природі й водні ресурси Землі. Розподіл води на земній кулі. Єдність гідросфери. Зміна запасів води на Землі. Кругообіг води в природі та його енергетичні фактори.
- 2.1.1. Нормативні навчальні елементи за модулем 1
- Тема 5. Гідрологія льодовиків. Вивчення умов й особливостей похо-
- 2.1.1.Нормативні навчальні елементи за модулем 2
- Тема 1.Світовий океан та його частини. Класифікація морів. Гіпотези виникнення Світового океану. Будова, рельєф дна океанів і морів. Донні відклади в океанах і морях.
- Тема 2.Термічний режим океанів і морів. Загальна схема теплообміну в системі океан-атмосфера-літосфера. Тепловий баланс океану. Розподілення температури води у Світовому океані.
- Тема 3.Перемішування та обмін в океані. Види перемішування в морському середовищі: молекулярне, турбулентне. Методи розрахунку перемішування та обміну.
- 2.1.2. Нормативні навчальні елементи за модулем 3
- 4. Структура навчальної дисципліни
- 6. Теми лабораторних занять
- 7. Самостійна робота
- 8. Індивідуальне навчально –дослідне завдання
- 9. Методи навчання
- 10. Методи контролю
- 11. Розподіл балів, які отримують студенти
- Шкала оцінювання
- 12. Методичне забезпечення
- 13. Рекомендована література Базова
- Допоміжна
- 14. Інформаційні ресурси
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 2 Побудова поперечного профілю русла річки і обчислення його морфометричних характеристик
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Порядок виконання
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 3 Середній багаторічний стік
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Порядок виконання
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 4 Розчленування гідрографа річкового стоку
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 5 Розподіл температури води в озері з глибиною
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 7 Зміна температура води у Світовому океані
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки: