Распределение суши и водной поверхности (океаны, моря).

ВВЕДЕНИЕ

В данном модуле рассматриваются следующие вопросы: распределение и круговорот воды в природе как выражение законов сохранения количества и энергии; уравнение водного баланса для земного шара и для отдельных бассейнов рек; факторы речного стока; осадки и их измерение; распределение осадков по земной поверхности.

СХЕМА ИЗУЧАЕМОГО МАТЕРИАЛА.

Распределение и круговорот воды на земном шаре

Распределение суши и водной поверхности (океаны, моря).

Вода, заполняя грандиозные впадины на земной поверхности, образует водную оболочку земного шара — Мировой океан. Из общей площади земного шара 510 млн. км² Мировой океан занимает 361 млн. км², или 71%, а суша—149 млн. км², или 29%.

Суша расположена главным образом в северном полушарии, где она занимает 39% поверхности, в южном полушарии на долю суши приходился 19% поверхности. Поверхность Земли имеет об­щий наклон по направлению к океанам и морям или к замкнутым бессточным областям. Часть суши, с которой реки несут воду в моря, соединенные с Мировым океаном, называется областью внешнего стока (78%), а часть, с которой вода поступает в замкнутые, находящиеся на суше водоемы, не имеющие стока в океан, называется областью внутреннего стока(22%).

Моря, соединенные с Мировым океаном, называется областью внешнего стока (78%), а часть, с которой вода поступает в замкнутые, находящиеся на суше водоемы, не имеющие стока в океан, называется областью внутреннего стока(22%),

Область внешнего стока обычноразделяют на Тихоокеанско-Индийский склон (бассейны рек, впадающих в Тихий и Индийский океаны) и Атлантико-Ледовитый склон (бассейны рек, впадающих в Атлантический и Северный Ледовитый океаны). К Северному Ледовитому океану относится 14% площади суши, к Атлантиче­скому— 35%, к Тихому— 15%, к Индийскому— 14%. В пределах Атлантико-Ледовитого склона протекают крупнейшие реки земного шара Амазонка, Миссисипи с Миссури, Конго, Нил, Обь, Енисей, Лена и др. Крупнейшими реками Тихоокеанско-Индийского склона являются Амур, Янцзы, Ганг с Брахмапутрой и др.

Из областей внутреннего стока наиболее значительными являются бассейн Каспийского моря и бассейны Аральского моря, озера Балхаш и многих рек Казахстана (общей площадью 1 млн. м²). Остальная часть бессточных областей суши (Сахара, Аравийская пустыня,пустыни Центральной Австралии и др.) охватывает площадь29 млн. км².

Сведения о площадях суши иводной поверхности земного шара приведены в табл. 1, а распределение суши на области внешнего и внутреннего стока.

Включаяплощадишельфовых ледников (1,6 млн. км²).

Площадь всей суши состровами 149 млн. км².

В пределах внешних и внутренних склонов сток воды осуще­ствляется в направлении уклонов местности преимущественно в форме русловых потоков. Небольшие ручьи, зарождающиеся на склонах, сливаясь, постепенно образуют реки. Совокупность сливающихся рек вместе с главной рекой, выносящей воду в Ми­ровой океан или замкнутую бессточную область, называется речной системой. Территория, с которой в данную реку или речную си­стему стекает вода от выпадающих атмосферных осадков, назы­вается водосбором. Водосборы двух соседних рек или речных си­стем отделяются друг от друга полосой местности, или линией на карте, называемой водоразделом, проходящим по наиболее воз­вышенным местам между рассматриваемыми водосборами.

Линия, разделяющая реки Тихоокеанско-Индииского и Атлантико-Ледовитого склонов, называется главным водоразделом Земли (рис. 2).

Общий объем воды, заключенной вМировом океане, равен 1338 млн. км³, что превосходит объем суши, расположенной выше

уровня океана, приблизительно в 13 раз. Если объем под Мирового океана распределить равномерно по земной поверхности, то она окажется покры­той слоем воды глубиной 2600 м.

Запас воды в руслах рек земного шара составляет 2120 км³, в пресных озерах — 91000 км³. Пресные подземные воды оцениваются в 10 млн., а общие запасы пресных вод 35 млн. км³. По сравнению с запасом вод Мирового океана воды суши составляют малую долю, однако роль их в жизни человекавесьма велика.

Из общего количества пресных вод наиболее используемыми в хозяйственной деятельности являются воды, проносимые реками и возобновляемые в процессе круговорота.

Второе место по хозяйственному значению занимают подземные воды, а затем воды озер. Конечно, в отдельных конкретных ситуациях значение указанных категорий вод в экономике может быть и иным. Воды, заключенные в ледниках, выступают в качестве некоторого резерва, использование которого в достаточно полном объеме возможно лишь в отдаленной перспективе.

Вода, заключенная в атмосфере и почве, формирует общий фон увлажненности различных территорий.

Почвенная влага не может быть изъята из почвы и перераспределена по территории; значительная ее часть расходуется на испарение. Хотя наличие влаги в почве, несомненно, оказывает решающее влияние на развитие растений, тем не менее она не может быть отнесена к категории водных ресурсов в той же мере, как воды рек, озер и подземных скоплений. В этом смысле неправо­мерно рассматривать задачу перевода части поверхностных вод в категорию почвенной влаги как равноценную инженерным спо­собам регулирования стока или орошения земель.

.

Малый и большой круговорот воды.За счет притока солнечной энергии с поверхности океанов, морей и суши испаряется 577 тыс. км³ воды в год. Большая часть воды, испарившейся с поверхности океанов (458 тыс. км³), возвращается снова в океан в форме выпадающих над ним осадков, совершив малый круго­ворот.

Водяной пар, перенесенный воздушными течениями на сушу, при благоприятных условиях конденсируется и выпадает в виде атмосферных осадков. Атмосферные осадки, выпавшие на сушу, частью просачиваются в почву и образуют грунтовые воды, частью стекают по земной поверхности, образуя ручьи и реки, а остальная часть снова испаряется. Сколько бы ни повторялся процесс выпадения осадков на земную поверхность и их последующего испарения, в конце концов воды, принесенные воздушными течениями на сушу, стекая, снова достигают океана, завершая так называемый большой круговорот воды на земном шаре.

Небольшая часть воды из объема, участвующего в круговороте, порядка 9 тыс. км³ в год, совершает круговорот в пределах бессточных областей.

Влагооборот в пределах бессточных областей является в некоторой мере самостоятельным, хотя и связанным с общим круговоротом влаги на земном шаре.

Особенностью влагообмена бессточных областей с Мировым океаном является то, что вода из бессточных областей попадает в океан не путем непосредственного стока, а путем переноса ее в парообразном виде воздушными потоками.

Чтобы испарить 577 тыс. км³ воды, участвующей в круговороте, расходуется более 40% солнечной энергии, поступающей к земной поверхности. От солнца ежегодно достигает земли около 13,4 х10²⁰ ккал. Отсюда видно, что для осуществления круговорота влаги расходуется примерно 22% всей достигающей земли солнечной энергии.

Внутриматериковый влагооборот. Рассмотренная схема круговорота воды отражает главнейшие черты этого сложного процесса перемещения влаги в атмосфере и на земной поверхности. Однако многие важные детали этой схемой не охватываются. Вместе с тем при оценке влияния водохозяйственных мероприятий на влагооборот в природе необходимо иметь более детальные сведения о процессе поступления и расходования влаги. Такие сведения, например, необходимы при оценке возможного влияния осушения больших заболоченных пространств или создания крупных водохранилищ на внутриматериковый влагооборот.

Основные составляющие влагооборота над некоторой территорией суши могут быть представлены в виде схемы, показанной на рис. 4.

Из приведенной схемы следует, что количество водяного пара выносимого за пределы рассматриваемой территории, равно количеству водяного пара Q₁ ,вошедшего в ее пределы, измененному на величину разности осадков Q_x и испарения Q_z в пределах рассматриваемой территории

(2.4)

Из этой схемы следует, что количество воды, сбрасываемое за пределы рассматриваемой территории в форме речного стокаQ_y , в среднем за год равно разности между величинами осадков Q_x и испарения Q_z

(2.5)

С учетом равенства (1.5) уравнение (1.4) можно записать в виде

(2.6)

Осадки Q_x, выпадающие в пределах рассматриваемой территории, состоят из двух частей: одна из них образуется из водяного пара, принесенного на данную территорию извне ("внешние" осадки Q^B_x ), другая—из водяного пара, возникшего в результате местного испарения («местные» осадки Q_x^м), т. е.

Учитывая изложенное, равенство (2.5) можно представить в виде

(2.7)

Выяснение соотношения Q^B_x : Q_x^м составляет главную задачу

При исследовании внутриконтинентального влагооборота, так как в нем проявляется роль местного для данной территории испарения в образовании осадков. Это соотношение для ограниченной области суши существенно зависит от ее размера. На малых тер­риториях почти вся сумма осадков будет относиться к категории внешних, тогда как на больших территориях общая сумма осадков будет включать «внешнюю» и «внутреннюю» составляющие.

В свою очередь водяной пар, образованный местным испарением за год, частично расходуется на образование местных осадков Q_x^м, а частично выносится за пределы рассматриваемой территории. Зная величины, входящие в уравнение (2.7), можно определить значение так называемого коэффициента влагооборота Q_x / Q^B_x. Этот коэффициент показывает, сколько раз пришедший на данную территорию извне водяной пар выпадает в виде осадков до того, как воздушные потоки и речной сток вынесут его за ее пределы. Очевидно, что при значительном количестве местных осадков коэффициент влагооборота будет больше единицы, апри малом количестве осадков он будет близок к единице.

СЛОВАРЬ ПОНЯТИЙ:

Круговорот воды в природе - непрерывный процесс циркуляции воды на земном шаре, происходящий под влиянием солнечной радиации и сил тяжести.

Водный баланс-соотношение на какой-либо промежуток времени прихода и аккумуляции воды в целом для всей поверхности земли или для ее крупных регионов.

Водораздел - водосборы двух соседних рек или речной системы , отделенных друг от друга полосой местности или линией на карте.

Главный водораздел земли-линия разделяющая реки Тихоокеанско-Индийского и Атлантико-Ледовитого склонов.

Главная река-река, впадающая в океан или в море.

Речная система-совокупность всех рек находящихся в пределах какой-либо территории.

Водосбор-территория, с которой в долину реки или речной системы стекает вода с учетом выпавших осадков.

Малый (океанический) круговорот-вода, испарившаяся с поверхности океана, большей частью конденсируется и возвращается в виде атмосферных осадков непосредственно в океан.

Большой (мировой) круговорот - в нем принимает участие только небольшая часть влаги, которая переносится воздушными течениями на сушу.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Зарубаев Н. В. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. Л.,1976

2. Железняков Г. В., Неговская Т. А., Овчаров Е. Е. Гидрология, гидрометрия и регулирование стока. Л., 1984.

3. Чеботарёв А. И. Гидрологический словарь. Л., 1978