Гидрологический цикл
Гидрологический цикл — движение воды от земли и поверхности океана к Атмосфере
Гидрологический цикл это процесс. Гидрологическим циклом называется циркуляция и сохранение воды на земле.Гидрологический цикл питается от солнечной энергии, которая движет воды между океанами, небом и землей.
Больше осадков, чем испарений, происходит на суше, но наиболее испарений (86%) и осадков (78%) происходит на поверхности океанов. Мы можем начать наше исследование гидрологического цикла с океанов, которые содержат более 97% воды на планете. Солнце вызывает испарение воды с поверхности океана.
Водяной пар поднимается и конденсируется в крошечные капельки, которые цепляются за частицы пыли. Эти капельки формируют облака. Водяной пар как правило, остается в атмосфере в течение короткого времени, от нескольких часов до нескольких дней, пока не превратится в осадки и выпадает на землю в виде дождя, снега, мокрого снега или града.
Некоторые осадки выпадают на землю и поглощаются (инфильтрация), либо становятся поверхностным стоком, который постепенно впадает в овраги, ручьи, озера или реки. Вода в ручьях и реках течет к океану, просачивается в землю, или испаряется обратно в атмосферу.
Вода в почве может быть поглощена растениями и затем перенесется в атмосферу в результате процесса, известного как транспирация. Вода из почвы испаряется в атмосферу. Эти процессы известны под общим названием — испарение. Некоторые воды в почву просачиваются вниз, в зону пористой породы, которая содержит грунтовые воды. Проницаемый подземный слой рок способен хранить, передавать и поставлять значительные объемы воды, известные как водоносный горизонт.
Количество осадков и испарений сбалансированы по всему миру. Хотя в конкретных областях Земли больше осадков, а испарений меньше, чем в других областях, но в глобальном масштабе все уравновешивается.
Всемирное водоснабжение гидрологического цикла
Океаны — 97,08%
Ледовые щиты и ледники — 1,99%
Грунтовые воды — 0,62%
Атмосфера — 0,29%
Озера (свежие) — 0,01%
Внутренних моря и озера с соленой водой — 0,005%
Влажности почвы — 0,004%
Реки — 0,001%
Только во время ледникового периода существуют заметные различия в расположении хранения воды на Земле. В эти холодные циклы, меньше воды хранится в океанах и более в ледниковом покрове и ледниках. Это может составить цикл отдельной молекулы воды от нескольких дней до нескольких тысяч лет, чтобы завершить круговорот воды из океана в атмосферу на землю в океан опять, как она может быть перехвачена и храниться во льду в течение длительного времени.
Для ученых есть пять основных процессов, которые включены в гидрологический цикл: 1) конденсация, 2) осадки, 3) инфильтрация, 4) сток, и 5) испарения. Непрерывная циркуляция воды в океане, в атмосфере и на земле, имеет основополагающие значения
Круговорот воды в природе
Планета ежедневно потребляет 14 триллионов литров воды, и если бы запасы воды не возобновлялись, прекрасная голубая планета превратилась бы в безжизненную пустыню, как ближайший к нам сосед – кроваво-красный Марс.
Круговорот воды в природе позволяет жить, расти, размножаться биологическому разнообразию флоры и фауны, включая человека. Значение воды сложно переоценить. Она участвует в химических, физических, биологических процессах, происходящих в живой клетке.
Кочевники пустынь повторяют: «Вода дороже золота». И это правда. Странствующий путник без воды не проживет больше недели. Ведь тело человека примерно на 70%, а новорожденного младенца – на 85% – состоит из воды.
Полный гидрологический цикл включает в себя несколько этапов:
Испарение — преобразование воды из жидкой в газообразную благодаря энергии солнечного света.Такой процесс встречается ежедневно: на поверхностях рек и океанов, морей и озер, в результате потения человека или животного.
Конденсация пара. Соприкасаясь с потоками холодного воздуха, пар выделяет тепло, после чего преобразуется в жидкость. Капли росы на траве ранним утром, осенний туман в низине, или облака на голубом небе — видимый результат конденсации.
Выпадение осадков на землю. Сталкиваясь между собой и проходя процессы конденсации, капли воды, находящиеся в облаках, становятся тяжелее и падают на поверхность планеты. Из-за большой скорости они не успевают испариться. И результатом становятся дождь, снег или град.
Прохождение воды через слои почвы. Падая на землю, часть воды просачивается сквозь почвенный грунт, питая корни деревьев, а затем попадает в подземные потоки. Часть воды в виде осадков выпадает непосредственно в море. Остальная жидкость скапливается и доставляется в воды Мирового океана с помощью стоков.
Участие в реакциях обмена веществ в клетках человека и животных, а также в процессах фотосинтеза у растений.
В упрощенном варианте представить, как происходит круговорот воды в природе, помогут три основных этапа:
испарение воды с поверхности земли;
конденсация и концентрация в атмосферных слоях;
выпадение осадков в виде дождя, снега или пара обратно на землю.
В учебнике «География 5-6 класс» под редакцией Климановой О. А. поднимается серьезный вопрос, над которым предлагаем подумать и вам. Если вода никуда не исчезает и участвует в бесконечном круговороте, почему возникают проблемы с запасами пресной воды?
Схема круговорота воды представлена на иллюстрации:
Различают несколько видов гидрологических циклов в природе:
1. Мировой, или большой круговорот.
С поверхности океана испаряется вода, превращаясь в водяной пар, и воздушными потоками переносится на материки. В виде дождя, снега и других атмосферных осадков выпадает на землю и стоковыми водами возвращается в океан. При большом круговороте меняется состав и качество воды. Испаряясь, загрязненная вода очищается, а соленая лишается солей и превращается в пресную.
2. Океанический, или малый круговорот. Вода, которая испарилась над поверхностью океана, выпадает в виде осадков снова в океан.
3. Внутриконтинентальный круговорот. Испарившаяся над поверхностью суши вода конденсируется и опять выпадает на сушу в виде дождя, тумана или снега.
В результате ученые не на шутку обеспокоены тем, что изменения климата приведут к еще большей засухе в засушливых районах, а в болотистых и влажных местностях количество осадков увеличится.
Круговорот воды – это не изолированный процесс, а часть глобального биологического круговорота веществ и энергии, о котором можно почитать на странице 123 в учебнике «География 5-6 класс» под редакцией Климановой О. А.
Чтобы наглядно представить круговорот воды, проведите элементарный опыт: стакан с водой плотно накройте пищевой пленкой и в солнечный день поставьте на подоконник. Через некоторое время заметите, как на пленке происходит конденсация жидкости, а затем тяжелые капли, отрываясь от пленки, падают в стакан, напоминая дождь.
Водный или гидрологический цикл: этапы и важность
Содержание:
Этот процесс имеет фундаментальное значение для жизни на Земле, потому что большая часть клеток состоит из воды. У человека 60% тела состоит из воды, до 70% в головном мозге и 90% в легких.
Круговорот воды охватывает все водные объекты планеты, как поверхностные, так и подземные, в реках, океанах, воздухе и в живых существах. Наиболее важными характеристиками воды для гидрологического цикла являются ее температура кипения и замерзания.
Точка кипения или температура, при которой он переходит из жидкости в газ, составляет 100 ºC на уровне моря (уменьшается с высотой). В то время как точка замерзания или температура, при которой вода переходит из жидкого в твердое состояние, составляет 0 ºC.
Этапы круговорота воды
Стадии водного цикла не являются строго последовательными, то есть не каждая молекула воды обязательно проходит через все из них на каждом обороте цикла. Комбинация всех стадий образует замкнутый поток или цикл, который включает испарение воды и ее атмосферную циркуляцию.
Впоследствии вода конденсируется и выпадает в осадок, циркулирует по рекам или накапливается в озерах и океанах, где происходит новое испарение. Другая часть стекает с земли, часть испаряется, а другая просачивается, накапливается или циркулирует под землей.
В среднем каждые 8 дней вся атмосферная вода обновляется, а вода в реках обновляется каждые 16–180 дней. Напротив, вода в озере или леднике сохраняется до 100 лет и более.
1- Испарение и потоотделение
Точно так же тепло, излучаемое землей и объектами, находящимися на ее поверхности (инфракрасное излучение), способствует нагреванию воды.
Вода испаряется, когда температура достигает 100 ° C или ниже, в зависимости от атмосферного давления. Эта газификация воды заключается в том, что молекулы воды заряжаются кинетической энергией, увеличивая свое движение и расширяя воду.
Когда молекулы отделяются друг от друга, вода теряет когерентность, приписываемую ей ее жидким свойством, и поверхностное натяжение нарушается. Будучи легче, вода, превращенная в газ, поднимается в атмосферу в виде водяного пара.
Температура, относительная влажность и ветер
Если воздух очень сухой (низкая относительная влажность), молекулы воды, которые преодолевают поверхностное натяжение, будут иметь тенденцию легче проходить в воздух. Если же, с другой стороны, будет ветер, он увлечет слой водяного пара, который скапливается на воде.
Самая высокая скорость испарения происходит в океанах, где скорость испарения в семь раз превышает скорость испарения земной поверхности.
Эдафическое испарение
Часть воды, проникающей в почву, достигает слоя грунтовых вод (насыщенная зона). В то время как другая часть нагревается при прохождении через ненасыщенную зону и испаряется, возвращаясь на поверхность.
Потливость
Для метаболических процессов растениям необходима вода, которую они в большинстве случаев получают из почвы. Они делают это через свои корни и когда достигают листьев, а часть используется для процесса фотосинтеза.
Однако около 95% воды, поглощаемой растениями, выбрасывается в окружающую среду в виде водяного пара при потоотделении. Водяной пар выходит через устьица в эпидермис листвы.
2- Конденсация
Это переход газа в жидкое состояние, который происходит на поверхности из-за снижения температуры. При понижении температуры молекулы воды уменьшают свою кинетическую энергию и больше связываются друг с другом для конденсации.
Этот процесс требует наличия частиц, к которым прилипает вода, и температура этих частиц должна быть ниже температуры насыщения воды. В этих условиях достигается точка росы или температура росы, то есть температура, при которой вода конденсируется.
Образование облаков
При нагревании воздух поднимается вверх и увлекает за собой водяной пар, образующийся за счет испарения на поверхности земли. Когда он поднимается, его температура понижается до точки росы и конденсируется.
Таким образом, образуются маленькие капли воды диаметром от 0,004 до 0,1 мм, которые сдуваются ветром и в конечном итоге сталкиваются друг с другом. Скопление этих точек конденсации образует облака, которые по достижении водонасыщенности образуют осадки.
Мороз
Если температура очень низкая, образуется иней, то есть слой чешуек или иголок в небольших кусочках льда. Это происходит за счет прямого осаждения водяного пара на поверхности, а не за счет осадков.
3- Осадки
Дождь
Невада
Если температура в верхних слоях атмосферы достаточно низкая, конденсированная вода кристаллизуется в снежинки. По мере того, как они увеличиваются в размерах и накапливаются, они в конечном итоге падают под действием силы тяжести и вызывают снегопад.
Град
Это ледяные камни диаметром 5 и 50 миллиметров или даже больше, которые образуются вокруг взвешенных частиц материала. Когда лед, накопившийся вокруг частицы, достигает достаточного веса, она выпадает в осадок.
4- Сток
Осажденная вода может падать прямо на водоем (пруд, реку, озеро или океан) или на землю. Точно так же водоемы могут перетекать, то есть часть содержащейся воды выходит за пределы защитной оболочки.
Этот процесс, при котором поток воды образуется в результате переполнения емкости или канала, называется стоком. Это происходит, когда количество воды, которая выпадает в осадок или выливается из контейнера, превышает способность почвы к проникновению.
5- Проникновение
Например, в песчаной почве с крупными частицами, которые оставляют более крупные поры друг в друге, инфильтрация будет больше. В глинистой почве с более мелкими частицами инфильтрация меньше.
Слои почвы
Почвы состоят из разных горизонтов или слоев, расположенных один над другим, каждый со своими характеристиками. Есть почвы, у которых поверхностный горизонт или горизонт А очень проницаемы, а некоторые из нижних горизонтов менее проницаемы.
Если просочившаяся вода встречает непроницаемый слой, она накапливается на нем или циркулирует горизонтально. Это формирует подземные водоемы или водоносные горизонты, которые имеют большое значение как источник пресной воды.
Количество подземных вод в мире оценивается в 20 раз больше, чем поверхностных вод на Земле. Этот водоем поддерживает основной сток рек и обеспечивает водой растения.
Спрингс
Скопившаяся в недрах вода может находить выходы наружу и образовывать родники. Другими словами, это естественный источник воды, который бьет из земли, образуя пруды или реки.
6- Циркуляция
Большая часть воды содержится в океанах, озерах и подземных водоемах или замерзла на полюсах или в высоких горах. Однако значительная часть находится в постоянной циркуляции, придавая динамику круговороту воды.
Воздушные потоки
Разница температур между точками в атмосфере Земли вызывает смещения воздушных масс. Эти смещения, в свою очередь, вызывают разницу в атмосферном давлении и порождаются ветры, разносящие водяной пар.
Массы горячего воздуха поднимаются от поверхности земли к верхним слоям атмосферы. Точно так же воздух движется горизонтально из областей высокого давления в области низкого давления.
Океанские течения
В океанах вода постоянно циркулирует, образуя морские течения. Они определяются движениями вращения и перемещения Земли.
Реки
Вода, которая выпадает на горы, под действием силы тяжести стекает вниз по контурам местности. В этом процессе за счет эрозионного воздействия самой воды образуется канал, который проходит через нее. Таким образом формируются водотоки, которые могут быть временными или постоянными.
Замораживание воды
Важность круговорота воды
Жизненная жидкость
Живым существам для жизни необходима вода, ведь живые клетки состоят из большой доли воды. Вода, являясь универсальным растворителем и способная растворять большое количество растворенных веществ, играет важную роль в клеточных биохимических реакциях.
Фотосинтез невозможен без воды, как в случае планктона (водных организмов), так и в случае наземных растений.
Регулирование температуры
Существующие на Земле массы воды, а также их циркуляция в гидрологическом цикле являются терморегулятором. Высокая удельная теплоемкость воды позволяет ей постепенно поглощать тепло, а также постепенно его отдавать.
Точно так же живые существа регулируют тепло своего тела, передавая его воде тела и теряя с потом.
Очистка воды
Когда вода испаряется, она освобождается от загрязняющих веществ и растворенных солей, поэтому, когда она выпадает в осадок, это свежая и относительно чистая вода. Однако в атмосфере присутствуют загрязняющие газы и частицы в результате деятельности человека, которые могут повлиять на ее качество.
Климатические события
Круговорот воды определяет или способствует существованию ряда климатических явлений, таких как дождь, снегопад и ливень. Таким же образом он определяет появление тумана, периодические разливы рек или колебания температуры на поверхности земли.
Отрицательные эффекты
Круговорот воды также имеет определенные негативные последствия для людей, такие как вымывание, эрозия и социально-природные катастрофы.
Выщелачивание
Он заключается в вымывании или вытягивании питательных веществ, присутствующих в почве, из-за растворяющего действия проникающей воды. В сельскохозяйственных почвах с низкой способностью удерживать питательные вещества это явление вызывает обеднение почвы.
Эрозия
Это потеря почвы или износ камня в результате механического воздействия ветра или воды. Сточные воды обладают высокой эрозионной способностью почвы и горных пород, в зависимости от их структурных и минералогических характеристик.
На голых почвах с крутыми склонами, расположенных в районах с большим количеством осадков, эрозия высока. Убыток почвы по этой причине имеет большое экономическое влияние на производство продуктов питания.
Социально-природные катастрофы
Проливные дожди, а также обильные снегопады и сильные ливни с градом могут оказать серьезное негативное воздействие на человеческие структуры и сообщества. Точно так же разлив рек и повышение уровня моря вызывают наводнения в населенных пунктах и сельскохозяйственных угодьях.
Человек своими действиями изменяет природные циклы и вызывает такие бедствия, как глобальное потепление или строительство объектов в зонах повышенного риска.
Ссылки
90 лучших фраз Чарльза Буковски
Употребление алкоголя в подростковом возрасте изменяет мозг
Круговорот воды
Круговорот воды
Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) — процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения, конденсации и осадков.
Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше — положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом её общее количество остаётся неизменным.
Три четверти поверхности земного шара покрыты водой. Водную оболочку земли называют гидросферой. Большую ее часть составляет соленая вода морей и океанов, а меньшую — пресная вода озер, рек, ледников, грунтовые воды и водяной пар.
На земле вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Без воды невозможно существование живых организмов. В любом организме вода является средой, в которой происходят химические реакции, без которых не могут жить живые организмы. Вода является самым ценным и самым необходимым веществом для жизнедеятельности живых организмов.
Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и стока, получил название круговорота воды в природе. Атмосферные осадки частично испаряются, частично образуют временные и постоянные водостоки и водоемы, частично — просачиваются в землю и образуют подземные воды.
Различают несколько видов круговоротов воды в природе:
В конце концов, осадки в процессе движения опять достигают Мирового океана.
| Среднее время очистки | Среднее время обновления |
|---|---|
| Океаны | 200 лет |
| Ледники | от 20 до 100 лет |
| Сезонный снежный покров | от 2 до 6 месяцев |
| Почвенная корка | от 1 до 2 месяцев |
| Грунтовые воды: паводок | от 100 до 200 лет |
| Грунтовые воды: углубленные | 10 000 лет |
| Озера | от 50 до 100 лет |
| Реки | от 2 до 6 месяцев |
| Атмосфера | 9 дней |
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. Запасы почвенной влаги имеют примерно летний период накопления и расходов. 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. Период обновления запасов воды в горных ледниках составляет около 1 600 лет, в ледниках полярных стран значительно больше — около 9 700 лет.
Полное обновление вод Мирового океана происходит примерно через 2 700 лет.
Круговорот воды в природе — виды круговорота и его значение для нашей планеты
Круговорот воды в природе — жизнь, может быть и есть, только там где есть вода …
Круговорот воды в природе — что это …
Круговорот воды в природе — это непрерывное циклическое движение воды в гидросфере Земли. В течении этого движения вода переходит из одного агрегатного состояния в другое. Двигателем — донором энергии круговорота воды является Солнце, а главным «поглотителем» — акцептором энергии и поставщиком водяного пара в атмосферу Мировой океан.
Про гидросферу Земли подробно читайте в нашем материале Гидросфера — водная оболочка Земли.
Гидрологический цикл …
Уникальная способность воды быть в естественных природных условиях в трех состояниях — твердом, жидком и парообразном, является одним из главных факторов благодаря которому и существует Круговорот воды в природе.
Какие водные ресурсы участвуют в круговороте воды
В круговороте воды участвуют все водные ресурсы Земли, за исключением вод связанных в кристаллических решетках минералов и вод, погребенных в глубинах крупных ледников, но и это исключение лишь временное.
В круговороте воды, в то числе, активное участие принимают ледники, которые концертируют в себе значительные объемы воды в твердом состоянии (лед). В дальнейшем, какая то часть этих «запасов» вновь возвращается в жидкое состояний.
Приведем для Круговорота воды ещё одно определение из авторитетного источника.
Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
Круговорот воды в природе (влагооборот) — непрерывный замкнутый процесс циркуляции воды на земном шаре, обусловленный поступлением солнечник энергии и действием силы тяжести: вода испаряется с поверхности мирового океана и с суши, водяные пары переносятся воздушными течениями, конденсируются и возвращаются в виде атмосферных осадков в океан (малый, или океанический круговорот) или на сушу, где часть их стекает через реки обратно в океан (большой круговорот). Кроме того, различают местный, или внутриматериковый, круговорот, при котором принимается во внимание вода, испарившаяся с поверхности суши и вновь выпавшая на сушу в виде атмосферных осадков.
Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии. — М.: Гостоптехиздат. Составитель: А. А. Маккавеев, редактор О. К. Ланге. 1961
Виды круговорота воды в природе
Основные виды круговорота воды в природе.
Обновление водных ресурсов в результате круговорота воды
В природе происходит постоянное обновление всех водных ресурсов и «круговорот воды» принимает в этом процессе самое, что ни на есть активное участие.
В разных источниках указываются несколько различные значения среднего времени обновления водных ресурсов, поэтому, автор рекомендует читателю, при необходимости, более тщательно изучить этот вопрос. Ниже указаны опорные значения, которые могут стать для вас отправной точкой:
Круговорот воды в природе является жизненно важным для всей нашей планеты. К большому сожалению, деятельность человека оказывает существенное влияние на отдельные звенья этого процесса, что приводит к катастрофическим последствиям, таким как наводнения, паводки, засухи…
Значение Круговорота воды в природе
Значение Круговорота воды в природе для всей нашей планеты трудно переоценить.
Заключение
И в заключение отметим, что в результате своей хозяйственной деятельности человек изымает из круговорота часть воды, чем изменяет его естественный ток. Это может нанести непоправимый вред циклу в целом и нарушить его. Необходимо не забывать про это и подходить к использованию водных ресурсов с умом.
