Влагооборот_Лекция №4

Влагооборот на Земле
1. важный климатообразующий фактор
2. его определяют другие
климатообразующие факторы:
тепловой баланс и циркуляция
атмосферы
Циркуляция атмосферы
• Воздушные потоки, возникающие в
результате циркуляции, переносят вп на
большие расстояния, создают вертикальные
движения, приводят к подъему влаги в
верхнюю часть тропосферы, образованию
облаков и определяют характер выпадения
осадков во времени и пространстве.
• т.о. – циркуляция атмосферы тесно связана с
влагооборотом и водным балансом.
Водный баланс
• Слагается главным образом из испарения воды,
переноса водяного пара на расстояние , его
конденсации, выпадения облаков , просачивания
выпавшей воды — инфильтрации и стока .
http://commons.wikimedia.org/wiki
Водный баланс
это сумма
•
•
•
•
Осадков +
Испарения Стока Изменения влагосодержания +За интервал времени
r = E+f +(W2-W1)
Круговорот воды в природе
(гидрологический цикл)
The Hydrologic Cycle
Обмен влагой суша-море
• Океаны и моря теряют из-за испарения больше
воды, чем получают с осадками, а суша— получает
больше, чем испаряет (исключение
переувлажненные земли, некоторые виды болот).
Вода непрерывно циркулирует на земном
шаре, при этом её общее количество
остаётся неизменным.
• Три четверти поверхности Земли покрыты водой –
это гидросфера: большая её часть – 97%- соленые
воды морей и океанов, меньшая — пресная вода
водоемов и рек и почвы -0, 15%, ледников -2%,
грунтовых вод – 0,7% и вп -10-3%
•
Общее количество воды на земном шаре в современную
геологическую и, во всяком случае, историческую эпоху (?)
остаётся постоянным:
средний уровень Мирового океана и среднее влагосодержание
атмосферы также не испытывают изменений.
•
Для земного шара за длительный период осадки равны
испарению.
•
Средняя высота слоя осадков для всего земного шара за год
равна 1000 мм, что соответствует 511 тыс. км3 воды:
1. 21% этого количества (108 тыс. км3) выпадает над сушей
2.
79% (403 тыс. км3) над океанами.
•
Почти половина всех осадков выпадает в зоне между 20° с. ш.
и 20° ю. ш.; на обе полярные зоны приходится всего 4%
осадков.
•
С поверхности Мирового океана в среднем за год испаряется
слой воды высотой 1250 мм (450 тыс. км3); из них 1120 мм
возвращается в океан в виде осадков и 130 мм — стока с суши.
•
С поверхности суши в среднем за год испаряется слой воды в
410 мм (61 тыс. км3),осадков же на сушу выпадает 720 мм;
кроме испарения, суша теряет 310 мм через сток (47 тыс. км3).
• Т.о. с поверхности суши испаряется меньше,
чем на нее выпадает, так как часть осадков,
выпавших на сушу, стекает в реки и затем в
океан.
• Для Мирового океана испарение больше
количества осадков, а для суши — меньше.
• Осадки, испарение и сток являются
составляющими водного баланса на земной
поверхности.
• Для отдельных зон и областей Земли
соотношения составляющих В. Б.могут
сильно отличаться от средних условий:
существуют области, где сумма осадков
намного больше или меньше испарения.
Величина речного стока оценивается в
47 тыс. км3, что дает в среднем на весь
мировой океан 130 мм воды.
Таким образом, с поверхности океана
испаряется за год 1120+130=1250 мм
воды.
С поверхности суши за то же время
испаряется 410 мм и стекает 310 мм
воды.
• Для Земного шар в целом испарение
равно осадкам,
• однако на суше и на океане, взятых по
отдельности, испарение не равно
осадкам:
• на океане испарение в общем больше,
чем осадки, а на суше - меньше.
• Кроме того, в одних широтных зонах
испарение больше, в других меньше,
чем осадки.
Рис. Среднее широтное распределение составляющих
водного баланса
О — осадки, И — испарение, С — сток
Внешний и внутренний
влагооборот
• Вода, испаряющаяся с поверхности моря выпадает в
виде осадков не только над морем.
• Воздушными течениями водяной пар частично
переносится на сушу; затем также частично
конденсируется и выпадает над сушей.
• Следовательно, лишь часть осадков, выпадающих на
суше, происходит из воды, испарившейся с самой
поверхности суши.
• Другая их часть происходит из воды океанического
испарения. Конечно, вода, испарившаяся с
поверхности суши, также выпадает не только над
сушей, но и над морем.
Внешний и внутренний влагооборот
• Испарение воды с конкретной территории
(материк, страна, водный бассейн, регион), и
выпадение ее в виде осадков на той же
территории назвается внутренним
влагооборотом для данной территории.
• Выпадение осадков из водяного пара,
принесенного извне, называется внешним
влагооборотом.
Соотношение внутреннего и
внешнего влагооборота
В 10% оценивается и доля внутреннего влагооборота в
бассейне Миссисипи. Это значит, что внутренний
влагооборот, даже для значительной территории суши,
ненамного увеличивает общее количество осадков.
Отсюда следует, что всякие мероприятия,
направленные на повышение испарения с суши
(например, образование искусственных водохранилищ),
лишь в незначительной степени могут увеличить осадки,
выпадающие над данной территорией.
• на Европейской территории СНГ в среднем
за год только 10% осадков выпадает за счет
влаги, испарившейся с самой этой
территории, т. е. выпадает в процессе
внутреннего влагооборота.
• 90% осадков формируются за счет влаги,
приносимой извне, в основном над
Атлантическим океаном.
• Для всей территории СНГ, доля осадков
внутреннего влагооборота будет больше.
• Но даже и на такой территории значительная
доля осадков будет выпадать за счет
внешнего влагооборота.
•
Виды влагообмена в природе
1. Большой (глобальный, мировой) — водяной пар,
образовавшийся над поверхностью океанов, переносится
ветрами на материки, выпадает там в виде атмосферных
осадков и возвращается в океан в виде стока.
В этом процессе изменяется качество воды: при испарении
соленая морская вода превращается в пресную, а
загрязненная — очищается.
2. Малый, или океанический, круговорот — водяной пар,
образовавшийся над поверхностью океана, конденсируется и
выпадает в виде осадков в океан.
3. Внутриконтинентальный круговорот — вода, которая
испарилась над поверхностью суши, опять выпадает на сушу в
виде атмосферных осадков.
В конце концов, осадки в процессе движения опять достигают
Океана.
Скорость возобновления воды
• 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, входящих в состав живых организмов,
восстанавливаются в течение нескольких часов. Это
наиболее активная форма водообмена.
• За 10 миллионов лет фотосинтез перерабатывает
массу воды равную всей гидросфере
Скорость возобновления воды
Океаны
3 200 лет
Ледники
5-100 лет
Сезонный снежный
покров
от 2 до 6 мес.
Почва
от 1 до 2 мес.
Грунтовые воды:
от 100 до 200
лет
Грунтовые воды:
глубокого
залегания
10 000 лет
Озера
от 15 до 17 лет
Реки
от 17 до 19
дней
Атмосфера
10 дней
Полное обновление вод
Мирового океана 1 раз в 2 700 лет.
обновления запасов воды в горных
ледниках 1600 лет, в ледниках
полярных стран — около 9 700 лет.