Vattnets kretslopp i naturen

Vattnets kretslopp i naturen (hydrologiskt kretslopp) , fuktomsättning  är processen för cyklisk rörelse av vatten i jordens biosfär . Består av vattenavdunstning , ångtransport med luftströmmar, deras kondensation , nederbörd (regn, snö, etc.) och vattentransport genom floder och andra vattenförekomster. Vatten avdunstar från markytan och reservoarerna (floder, sjöar, reservoarer, etc.), men det mesta av vattnet avdunstar från havens yta [ 1] . Vattnets kretslopp binder samman alla delar av hydrosfären [2] .

Upptäcktshistorik

För några tusen år sedan skrev Bibeln en enkel beskrivning av vattnets kretslopp i naturen:

"Han samlar vattendroppar, från dimma förvandlas de till regn, de öser från moln, de öser generöst över människor"

”Vinden blåser söderut och går sedan tillbaka mot norr. Den går runt och runt och rör sig hela tiden i cirklar. Alla floder rinner ut i havet, men havet svämmar inte över. Där floder börjar återvänder de för att flyta igen."

Idéer om vattnets kretslopp dök också upp i Kina , sedan i Indien , där de började använda regnmätare  - enheter för att bestämma mängden nederbörd, det vill säga där de etablerade ett samband mellan nederbörd och vattenflöde i floder. I det antika Grekland , det antika Egypten , i Mellanöstern , förverkligades inte detta samband, eftersom regnet som matade till exempel Nilen föll någonstans i dess övre delar och vatten användes i de torra nedre delarna - i det antika Egypten . I Mellanöstern bildades även regn- och smältvatten från Tigris och Eufrat långt in i bergen. Karst är utbredd i Grekland , och därför trodde Aristoteles (384-322 f.Kr.) att floder bildas i underjordiska tomrum.

I Europa var vattnets kretslopp känt för bara 500 år sedan, och de första övervägandena i detta ämne gjordes av Leonardo da Vinci (1452-1519). I några av sina skrifter uttryckte han tankar som överensstämmer med moderna vetenskapliga idéer om vattnets kretslopp. Han påpekade vikten av de permeabla geologiska bergarterna som bildar akvifärerna i Alperna , förklarade hur grundvatten fylls på och hur låglänta källor matas med vatten. Andra forskare utökade hans idéer kraftigt, men detta hände mycket senare. Mer kompletta idéer om cykeln beskrivs i en bok som publicerades 1580 i Frankrike, Bernard Palissy . Han var den förste att peka ut nederbörd som den huvudsakliga källan till flodnäring.

Grundaren av läran om vattnets kretslopp är fransmannen P. Perrault (1611-1680), som är mer känd som byggaren av VVS för Louvren  - det kungliga palatset i Paris . Långt senare förklarade Erasmus Darwin (1731-1802), farfar till Charles Darwin , mekanismen för vattnets kretslopp och bevisade att nederbörd säkerställer flödet av vatten i floder och en del av fukten kommer till land från havet. Kärnan och betydelsen av det stora vattnets kretslopp i naturen förstods först av den berömde engelske astronomen Edmund Halley (1656-1742), vilket gav det namnet "Det stora naturfenomenet". Han var den förste att beräkna mängden avdunstning från havets yta.

Ett stort bidrag till studiet av vattnets kretslopp gjordes av den ryske forskaren Alexander Ivanovich Voeikov (1842-1916), vars ord "floder kan betraktas som en produkt av klimatet " blev en erkänd position.

Beskrivning

Haven tappar mer vatten på grund av avdunstning än vad de får vid nederbörd, på land är situationen den omvända. Cirka 84 % av den totala avdunstningen kommer från havens yta, och cirka 74 % av den totala nederbörden faller över haven [3] . Vatten cirkulerar kontinuerligt runt jorden, medan dess totala mängd förblir oförändrad.

Tre fjärdedelar av jordens yta är täckt med vatten. Jordens vattenskal kallas hydrosfären . Det mesta (97%) är saltvatten i haven och oceaner, och den mindre delen är sötvattnet från sjöar , floder , glaciärer , grundvatten och vattenånga . Mindre än 1 % av allt vatten ingår i kretsloppet, och det mesta av resten lagras i form av is och snö [3] . Den totala mängden nederbörd som faller på jordens yta är ungefär lika med avdunstning - 519 tusen km 3 vatten [4] . Avlägsnandet av fukt som avdunstat från landytan av luftmassor till havet är obetydligt [1] .

På jorden finns vatten i tre aggregationstillstånd: flytande, fast och gasformig. Organismer kan inte existera utan vatten. I vilken organism som helst är vatten det medium i vilket kemiska reaktioner äger rum , utan vilket organismer inte kan leva . Vatten är det mest värdefulla och nödvändigaste ämnet för levande organismers liv.

Det ständiga utbytet av fukt mellan hydrosfären, atmosfären och jordens yta, bestående av förångningsprocesserna, vattenångans rörelse i atmosfären, dess kondensation i atmosfären, nederbörd och avrinning, kallas vattnets kretslopp i naturen. Atmosfärisk nederbörd avdunstar delvis, bildar delvis tillfälliga och permanenta reservoarer, sipprar delvis ner i marken och bildar grundvatten [1] .

Vattnets kretslopp sker under inverkan av solstrålning och gravitation [2] . Solen värmer vattnet i haven och haven, och det avdunstar till vattenånga. En parallell process sker också på land: vatten avdunstar från jordens yta som värms upp av solen eller avdunstar från växter som ett resultat av transpiration . Under advektion rör sig vattenånga med luftmassorna tills den så småningom befinner sig i en zon med låg temperatur. Detta gör att fukt kondenserar i molnen. Molnen fortsätter att röra sig med luften när de kondenserade vattendropparna i dem blandas, klibbar ihop och växer i storlek. Som ett resultat faller vatten som nederbörd över land eller hav; samtidigt avdunstar havet mer fukt i atmosfären än vad det tar emot från nederbörd, och landet får tvärtom mer fukt från nederbörd än vad det avdunstar från det.

En del nederbörd faller som snö eller hagel, snöslask och kan samlas i inlandsisar och glaciärer som lagrar fruset vatten i månader till tiotusentals år. Men även i denna form bevaras ett obetydligt utbyte av is med atmosfären: sublimering fungerar . Vid en tidpunkt då temperaturen i sedimentzonen stiger börjar smältningen och vattnet kommer aktivt från dessa källor.

Det mesta av vattnet kommer tillbaka från atmosfären som regn. En del av nederbörden fångas upp av växternas löv som inte når jorden. Väl på land strömmar vatten genom landet i form av floder, som rör sig mot haven.

En del av detta vatten absorberas i marken som ett resultat av infiltration , tränger djupt ner i marken och fyller på grundvattenakviferer, som också ackumulerar färskvatten under lång tid. Under marken, såväl som på dess yta, finns det också rörelse av vattenmassor, och vattnet rör sig och ändrar sin plats. Grundvatten utbyter vatten med ytan i form av källor och artesiska brunnar (grundvattenutsläpp). Detta, liksom en liten del av vattnet som har trängt in i marken, men inte nått nivån av akviferer, kommer tillbaka till ytvattenförekomster och havet.

En del av vattnet leds bort från jorden, återigen av växter.

Med tiden återvänder vattnet till havet för att fortsätta kretsloppet.

Typer av utbildning från olika förändringar

Det finns två typer av vattenkretslopp i naturen [1] :

1. Stor cirkulation - vattenånga som bildas ovanför havets yta kondenserar, faller som nederbörd på land och fördelas i tre huvudriktningar: en del går till ytavrinning; den andra delen sipprar ner i marken (underjordisk avrinning), och den tredje delen avdunstar in i atmosfären igen [4] .
2. Liten (oceanisk) cirkulation - vatten som har avdunstat över markens eller havets yta faller återigen ner i havet i form av nederbörd [4] .

Dessutom finns en lokal, eller inlands, cirkulation, där vatten som avdunstat från markytan faller på land i form av nederbörd [5] . Slutna intermountain bassänger kännetecknas av en inre fuktcykel [1] . I slutändan når nederbörden i rörelseprocessen igen haven .

Kvantitativa indikatorer

Under ett kalenderår faller cirka 577 000 km³ nederbörd på planetens yta, vilket ger en genomsnittlig lagerhöjd på 1130 mm. Av dessa ligger 119 000 km³ över vidderna av land , vilket ger en genomsnittlig lagerhöjd på 800 mm, och 458 000 km³ spill över världshavet med en lagerhöjd på 1270 mm. Procentuellt sett betyder det att haven får 79 % av nederbörden, även om den bara upptar 71 % av jordens yta. Således är mängden nederbörd som faller på land 21%. Båda polarmössorna får bara 4% av nederbörden, nästan hälften av deras totala mängd är fördelad mellan breddgrader ± 20 ° norr och söder om ekvatorn. Mängden flodflöde in i haven är 47 000 km³ , vilket ger en ökning av deras nivå med 130 mm. Om man tar hänsyn till flodernas bidrag visar det sig att cirka 1400 mm vatten avdunstar från havsytan per år [6] .

Hastighet

Överföringshastigheten för olika typer av vatten varierar kraftigt, och flödesperioderna och perioderna av vattenförnyelse är också olika. De varierar från några timmar till flera tiotals årtusenden. Atmosfärisk fukt, som bildas genom avdunstning av vatten från haven, hav och land, och som finns i form av moln, uppdateras i genomsnitt efter åtta dagar.

Vattnen som är en del av levande organismer återställs inom några timmar. Detta är den mest aktiva formen av vattenutbyte. Perioden för förnyelse av vattenreserver i bergsglaciärer är cirka 1600 år, i polarländernas glaciärer är det mycket längre - cirka 9700 år.

En fullständig förnyelse av havens vatten sker ungefär en gång vart 2700:e år.

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 4 5 Vattenkretslopp // Stora sovjetiska encyklopedin  : [i 30 volymer]  / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
2. ↑ 1 2 Vattenkretslopp // Geografi. Modernt illustrerad uppslagsverk. — M.: Rosman. Under redaktion av prof. A.P. Gorkina.
3. ↑ 1 2 Vattenkretslopp // Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok.
4. ↑ 1 2 3 Vattenkretslopp // Ekologisk encyklopedisk ordbok. - Chisinau: Huvudupplagan av Moldavian Soviet Encyclopedia. I. I. Dedyu. 1989.
5. ↑ Vattnets kretslopp (fuktkretslopp) i naturen // Geologisk ordbok: i 2 volymer. — M.: Nedra. Redigerad av K. N. Paffengolts et al. 1978.
6. ↑ S. P. Khromov, M. A. Petrosyants. Vattenbalansen på jordklotet // Meteorologi och klimatologi. - 5:a. - M.  : MGU, 2001. - S. 323-324. — 528 sid. - LBC  26.23 . - UDC  551,5 . — ISBN 5-211-04499-1 .

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor norsk Stor ryss Great Soviet (1 upplaga) Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	GND : 4189218-5 J9U : 987007533737605171 LCCN : sh85063450 NKC : ph194817