Изменение количества воды на Земле

 

Общий объём воды на Земле около 1 млрд.388 млн. км³, при этом на долю мирового океана приходится 96%.

За всю историю Земли, по мнению геологов, в результате дегазации мантии выделялось 0,5-1 км³ воды в год.

С метеоритами и космической пылью на Землю ежегодно попадает 0,5 км³ воды и столько же рассеивается с Земли в космос. Потери весьма невелики.

В процессе фотосинтеза растения разлагают 225 км³ воды в год.

С геологической точки зрения в течение длительного времени (миллионы лет) количество воды на земном шаре остаётся практически неизменным. Однако с течением времени происходит перераспределение воды в самой гидросфере. В ледниковые периоды влага в виде льда аккумулируется в ледниках, уменьшая объём Мирового океана, а в межледниковье происходит обратный процесс. За последние 10,5 тысяч лет уровень Мирового океана повысился на 100 м (за ХХ век – на 11,4 см), что соответствует приросту объёма вод в Мировом океане на 37,5 млн. км³. В последние 5 тыс. лет уровень Мирового океана стабилизировался при небольшой тенденции к повышению (на 1,5 мм/год).

Круговорот воды в природе

Круговорот воды на земном шаре – основная особенность и закономерность гидросферы Земли и природных условий планеты в целом. Круговорот создаёт основной механизм перераспределения на Земле вещества и энергии. В нём проявляется единство природных вод Земли и их связь с атмосферой, литосферой и биосферой.

В круговороте воды проявляются закономерности сохранения вещества и водного баланса.

Физические причины круговорота воды – это солнечная энергия и сила тяжести.

Солнечная энергия – это причина нагревания и испарения воды, неравномерного распределения атмосферного давления, вызывающего воздушные потоки, переносящие влагу, неравномерного распределения плотности воды в океане, вызывающего морские течения.

Сила тяжести вынуждает влагу выпадать в виде атмосферных осадков, а поверхностные и подземные водотоки стекать в океан.

В глобальном круговороте воды выделяют 2 звена: океаническое и материковое.

а) Океаническое звено – в круговорот вовлечено 458 тыс. км³ воды в год.

С океана ежегодно испаряется 505 тыс. км³ (Z_ок), возвращается в океан в виде осадков 458 тыс. км³ (х_ок), а разность в 47 тыс. км³ переносится с океана на сушу в виде водяного пара.

б) Материковое звено – в круговорот вовлечено 72 тыс. км³ воды в год.

С суши испаряется 72 тыс. км³/год (Z_с) и приносится с океана 47 тыс. км³. На сушу выпадают осадки в 119 тыс. км³ (х_с = 72+47). Надо отметить, что из 72 тыс. км³ испарившейся с суши влаги, 30 тыс. км³ приходится на транспирацию растений.

в) Водообмен между сушей и океаном составляет 47 тыс. км³. Перенесённая влага с океана возвращается в него с равным ей по величине материковым стоком (47 тыс. км³), который слагается из поверхностного (речные (у_р =41,7 тыс. км³) и ледниковые (у_л =3 тыс. км³) воды) и подземного стока (w=2,3 тыс. км³), не дренируемогореками. Таким образом, имеем:

Океан: х_ок + у + w = Z_ок (458 + 44,7 + 2,3 = 505),

Суша: х_с = у + z _с + w (119 = 44,7 + 72 + 2,3).

4) Внутриматериковый влагооборот – это сложный повторяющийся процесс, при котором осадки на любом участке суши складываются из внешних, пришедших извне, и внутренних местных осадков, сконденсированных из влаги, испарившейся с поверхности конкретного участка суши.

Влагооборот описывается тремя тождественными уравнениями:

 

С = А – х – z

С = (А – х_а) + (z – х_z) (7)

С=А – (у + w)

 

С – водяной пар, вынесенный за пределы ограниченного участка суши,

А – влага, поступившая извне (х = х_а + х_z ),

х_а – внешние осадки из пара, пришедшего извне,

х_z - внутренние местные осадки,

z – испарение с поверхности Земли,

у – поверхностный сток,

w – подземный сток.

Важной характеристикой является также К_вл. – коэффициент внутриматерикового влагооборота.

К_вл = (8)

Обозначения указаны выше.

При исследованиях гидрологических процессов на суше важно учитывать, что суша подразделяется на две области:

- область внешнего стока (80% суши), откуда осадки поступают в Мировой океан и которая дренируется крупнейшими реками мира.

- область внутреннего стока (20%), являющаяся бессточной, не дающей стока в Мировой океан, например: бассейны Каспия, Арала, Балхаша, пустыни Гоби, Сахара, Калахари, и т.д. Есть там и крупные реки: Волга, Амударья. Общая схема круговорота воды на Земле представлена на рисунке 5.

Рис. 5. Схема круговорота воды в природе.

1 – испарение с поверхности океана; 2 – осадки на поверхность океана; 3 – осадки на поверхность суши; 4 – испарение с поверхности суши; 5 – поверхностный и подземный сток в реку; 6 – речной сток в океан, бессточный бассейн; 7 – подземный сток в океан, бессточный бассейн; 8 – влагообмен между сушей и океаном через атмосферу.

 

Необходимо учитывать наличие главного водораздела земного шара, который делит всю сушу на два склона:

1 - со стоком в Атлантический и Северный Ледовитый океаны (60% суши) и

2 – со стоком в Тихий и Индийский океаны.

Водораздел проходит по Америке от мыса Горн по Андам до Берингова пролива, затем по восточному нагорью Азии в широтном направлении и продолжается вдоль восточной окраины Африки и её южной оконечности.