Основные механизмы взаимодействия гидросферы и атмосферы.

Наиболее важной закономерностью в строении гидросферы в областях суши является наличие вертикальной зональности, соподчиненной разным типам круго­ворота воды на Земле: в верхней части гидросферы - климатическому (гидрологи­ческому), в нижней части - геологическому. Гидросфера – водная оболочка Земли представляющая совокупность всех водных объектов планеты: океанов, морей, рек, озер, болот, ледников, снежного покрова, подземных вод. Вода гидросферы играет важную роль в глобальном цикле вещества осуществляя эрозию и денудацию (выветривание) горных пород, перенос и отложение продуктов их разрушения.

Верхняя часть гидросферы областей суши, участвующая в современном клима­тическом круговороте воды, включает в себя: 1) воды атмосферы (водяной пар и его конденсаты); 2) поверхностные воды (рек, озер и др.); 3) ледники и 4) подземные воды верхнего гидрогеодинамического этажа (воды зоны современного гипергене-за), залегающие до уровней региональных базисов эрозии. Этот тип круговорота воды осуществляется под воздействием солнечной энергии и силы тяжести. Посто­янный приток большого количества солнечной энергии вызывает на поверхности Земли (главным образом на поверхности Мирового океана) испарение огромных масс воды - всего 525 100, в том числе 455 830 км³/год с поверхности Мирового океана. Образующийся водяной пар поступает в атмосферу Земли и вовлекается вместе с воздухом (среднее содержание пара 0,1-2,8 % по объему) в сложную систему воз­душных течений, охватывающих и области суши (рис. 12.1). Допустимое количество водяного пара в воздухе зависит от его температуры: чем выше температура возду­ха, тем выше влагосодержание его, и наоборот.

Схема круговорота воды в природе.

По П. П. Климентову и Г. Я. Богданову [1977], с дополнениями

1 - почвенный слой зоны аэрации, просачивание вод атмосферного питания; 2 - уро­вень грунтовых вод (нижняя граница зоны аэрации); 3-4- гидрогеодинамические этажи:3- верхний, 4- нижний

Зависимость влагосодержания воздуха от его температуры играет весьма существенную роль в формировании климатического круговорота и в развитии органической жизни на Земле, поскольку именно с этим свойством воды связано образование облаков и осадков.

При подъеме воздушных масс на высоту от 2 до 18 км вследствие понижения температуры воздуха (и соответственно влагосодержания) и при обычно широком распространении на этих высотах мельчайших твердых, жидких и газообразных частичек, взвешенных в воздухе (ядра конденсации), здесь активно протекают про­цессы конденсации (при температуре ниже О °С - процессы сублимации) водяных паров с образованием облаков и облачных систем, содержащих капли воды и крис­таллики льда. Объемы облаков (облачных систем) достигают сотен и тысяч куби­ческих километров, и облака содержат сотни и тысячи тонн воды. Эти гигантские водные массы непрерывно переносятся воздушными течениями над поверхностью Земли и при возрастании размеров капель воды и кристаллов льда до 0,5-5 мм в диаметре под воздействием силы тяжести образуют атмосферные осадки - обычно в виде дождя или снега. Сила тяжести служит также причиной течения рек и филь­трации подземных вод (атмосферного питания) до уровней региональных базисов эрозии и стекания их в океан, замыкая цикл климатического круговорота воды, определяющего в значительной мере и основные черты климата Земли.

Климатический круговорот воды создает на поверхности суши сложную гидро­графическую сеть. По рекам в океан возвращаются воды, которые в виде пара (и его конденсатов) переносились на сушу и выпадали в виде осадков. Атмосферная влага постоянно пополняется за счет поступления паров воды в результате непре­рывного процесса испарения. Общее количество воды в атмосфере (до 13-14 тыс. км³) меняется примерно каждые 9-10 сут., а речных вод (общий объем, по данным некоторых исследователей, от 1,2 до 2,1 тыс. км³)- каждые 11 сут.

Характерной особенностью годового водного баланса (климатического кругово­рота) является превышение выпадающих осадков (112 670 км³) над испарением (69 270 км³). Это в сочетании с чрезвычайно высокой возобновимостью основных источников питания пресных вод (накопление паров воды в атмосфере) обусловливает формирование пресных вод на большей части поверхности суши (в реках, озерах) и в верхних горизонтах подземных вод (в том числе почвен­ных вод) - до уровней региональных базисов эрозии.

По химическому составу - это пресные воды, преимущественно гидрокарбонатные, с минерализацией от 50-100 до 300-600 мг/кг, с растворенными газами кислородно-азотного состава. «Круговорот (климатический), - отмечает М. И. Львович [1986, с. 19], - это по существу глобаль­ный опреснитель вод», приводящий к формированию скоплений пресных вод в об­ластях суши. Непрерывное воспроизводство пресной воды в процессе этого круго­ворота является важнейшим фактором возникновения и развития жизни на суше.

Следует отметить, что в верхней части гидросферы областей суши местами, и в частности в замкнутых («бессточных») областях континентального засолонения (при преобладании среднегодового испарения над выпадающими осадками), форми­руются соленые озера, реки и грунтовые воды. Кроме того, соленые и рассольные подземные воды в верхнем гидрогеодинамическом этаже встречаются в районах неглубокого залегания соленосных отложений.

Пространственно гидросферы фактически совпадает с экосферой. Гидросфера проникает в геосферы и играет важнейшую роль в глобальных процессов обмена веществом и энергии.

Атмосфера – это газовая оболочка земли с содержащимися в ней аэрозольными частицами. Она движется вместе с твердой землей как единое целое и одновременно принимает участие во вращении земли. Газы сжимаемы, и по этому плотность воздуха наибольшая у земной поверхности убывая к верху. Половина всей массы атмосферы сосредоточенна в нижних 5 км., а три четверти – в нижних 10 км.

Состав: Азот - 78,08%, Кислород - 20,95%, Аргон - 0,93%, Углекислый газ -0,03%,и другие газы

Контакт с атмосферой. Существует особая зона жизни в океане – гипонейсталь (поверхность раздела океан-атмосфера) по Ю.П.Зайцеву. Она исключительно богата не живым органическим веществом – готовой пищей для всех обитателей океана, источником биостимуляторов и ингибиторов. Гипонейсталь хорошо освещается солнцем, насыщена кислородом. В этих условиях наблюдается скопление своеобразных форм жизни: свыше 90% беспозвоночных и рыб обитающих на мелководьях используют поверхностную плёнку для откладывания икры и выращивания молоди. В верхних 100 метрах происходит жизнедеятельность фитопланктона, диамитовых водорослей, которые в итоге образуют огромное количество взвеси, во много раз превосходящее поступление осадков с материков.

Велико значение атмосферных осадков в загрязнении МО.

Океан является резервуаром поглощения СО₂ из атмосферы.

Загрязнение нефтепродуктами.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: