Влагооборот на земном шаре

Вода представляет собой наиболее распространенное химическое соединение на поверхности земного шара. Этому соединению принадлежит несколько уникальных свойств: очень большая удельная теплоемкость, максимум плотности при температуре +4°С, уменьшение плотности при переходе в твердую фазу (лед), очень высокая растворяющая способность. Перечисленные свойства вместе с некоторыми другими аномалиями воды обусловлены в конечном счете строением ее молекул – особым расположением в них двух атомов водорода по отношению к атому кислорода. Эти свойства определили огромное значение воды для жизни на Земле и для развития человеческой цивилизации.

В современную геологическую эпоху объем вод мирового океана составляет 1,37 млрд. км³, объем вод суши вместе с ледниками равен 84 млн. км³, атмосфера содержит в газообразном, капельно-жидком и кристаллическом состояниях 12 млн. км³ воды.

Между океаном, сушей и атмосферой происходит непрерывный обмен массами воды. Этот обмен, или влагооборот, осуществляется посредством трех процессов: выпадения осадков, испарения и стока воды с суши в океан. Сток с суши делится на: поверхностный и подземный. Поверхностный сток составляет главную часть (около 70%) общего объема стока.

Геологическая эпоха, в которую мы живем, называется голоценом. Она ведет счет времени с конца последнего ледникового периода, т.е. длится лишь около 10 тыс. лет – одно мгновение в долгой истории Земли. С середины голоцена климат земного шара не изменялся в какую-нибудь определенную сторону, хотя и испытывал колебания с периодами в несколько сот лет. Все это время неизменным оставался и уровень океана. Поэтому взятые за многолетний период объемы осадков X, испарения Z и стока Y балансируются.

Уравнения баланса имеют вид:

для поверхности океана

, (1)

для поверхности суши

. (2)

Таблица 1

Баланс влаги на земном шаре

Схема влагооборота показана на рис. 1. В табл. 1 приведены средние годовые значения всех составляющих глобального баланса влаги.

Очевидно, вид уравнения (2) имеют и уравнения баланса за многолетний период для отдельных речных бассейнов. Однако если мы хотим составить уравнение баланса за короткий отрезок времени Dt – месяц, год или группу лет, – необходимо учесть, что за этот отрезок времени могли произойти накопление или убыль запасов воды на площади данного бассейна (в расположенных на ней озерах и болотах, в массиве грунта и русловой сети). Уравнение баланса напишется так:

, (3)

где: DV – положительное или отрицательное приращение объема воды на рассматриваемой площади за время Dt.

Рис.1. Схема влагооборота на земном шаре

Заметим, что на суше имеются обширные пространства, сток с которых не попадает в мировой океан. Таковы на территории СССР бассейны Каспийского и Аральского морей, бассейн озера Балхаш. Сток с поверхности этих бассейнов принимается внутренними водоемами, не имеющими связи с океаном, и испаряется с их поверхности, входя в конечном итоге в состав общего испарения с суши.