Геоэкология - Голубев Г.Н.
ISBN 5-89118-059-6
Скачать (прямая ссылка):
В Мировом океане содержится 96,4% общего объема гидросферы. Эта огромная масса состоит из двух слоев: верхнего, относительно теплого, и основного, холодного, с температурами 4°С и ниже. Оке
ан играет важнейшую и весьма неоднозначную роль терморегулятора экосферы.
На суше основную массу воды содержат ледники (1,86% от общих запасов и 70,3% от запасов пресных вод), существенно влияющие, благодаря их высокой отражательной способности (альбедо), на формирование глобального теплового баланса атмосферы и поверхности Земли. Общий объем подземных вод составляет 1,68% гидросферы. Из них примерно половина - пресные воды.
Из весьма большого общего объема вод гидросферы (1338 млн. куб. км), пресных вод - всего лишь 2,64%, что составляет слой воды на поверхность суши мира равный приблизительно 240000 мм.
Мировой океан, ледники и подземные воды, то есть водные объекты замедленного водообмена, содержат 99,94% всей воды гидросферы. Реки - важнейший компонент гидросферы, отличающийся высокой скоростью водообмена. Суммарный объем воды в реках мира всего лишь 0,0002% от общих запасов воды и 0,005% от запасов пресных вод. Если распределить речную влагу, единовременно находящуюся в руслах рек мира, равномерно по всей неледниковой поверхности суши, то средний слой составит лишь 13 мм. Однако роль именно этой, "быстрой" влаги в функционировании экосферы и отдельных ее частей столь велика, что ее невозможно переоценить. Кроме того, именно эта вода - один из основных природных ресурсов, используемых человечеством, отличающийся к тому же высокой скоростью возобновления.
Важнейшим процессом в экосфере является глобальный круговорот воды, или, по другой терминологии, гидрологический цикл. Он служит основой единства географической оболочки, играя важнейшую роль во всемирном обмене веществом и энергией. Главным образом, под воздействием солнечной энергии вода испаряется с поверхности океанов и суши. Испарившаяся влага включается в процесс атмосферного влагопереноса. При этом часть атмосферного потока влаги выпадает в виде атмосферных осадков, снова испаряется, снова выпадает в виде осадков, и т.д. Так осуществляются влагообо-роты в пределах материков и океанов.
Глобальный круговорот воды состоит из океанического и материкового звеньев, взаимосвязанных обменом водяного пара между океаном и сушей, и стоком с суши в океан. Преобладающая часть выпадающих на сушу осадков испаряется, остальное стекает в океан, главным образом, в виде речного стока, а также стока подземных вод
и отрыва ("отёла") ледников в море. На почти третьей части неледниковой поверхности суши речные воды не имеют стока в океан и заканчиваются в бессточных впадинах, часто заполненных озерами. Схема глобального круговорота воды приводится на рис. 13, а обозначения на стр. 159.
Состояние гидросферы Земли, а также и любой ее части, характеризуется ее водным балансом. С достаточной для большинства задач точностью можно принять, что общая масса гидросферы остается постоянной по крайней мере в течение кайнозоя, то есть последних десятков миллионов лет. Изменения гидрологического состояния Земли связаны не с изменениями общего мирового объема воды, а с пространственным перераспределением воды, в особенности с изменениями соотношения запасов воды в океанах и ледниковых покровах. При большем развитии оледенения на Земле вода гидросферы в большей степени концентрируется в ледниках, и уровень Мирового океана понижается. И наоборот, высокий уровень океана соответствует относительно малому объему ледниковых покровов. Проявления этого соотношения наблюдаются в настоящее время, как это уже обсуждалось в связи с последствиями изменения климата.
Уравнения водного баланса для океана и суши со стоком в океан и областей внутреннего стока (бессточных) выглядят следующим образом:
Для Мирового океана: Р0 + И-ь - Ео - А\?0
Для областей со стоком в океан: Рь - Еь - = АШЬ
Для областей с внутренним стоком: Рс - Ес = Д\^с Здесь Р - осадки, Е - испарение, Я - сток, А\\^ - изменения запаса влаги в соответствующей области (о-в Мировом океане, ь - в областях со стоком в Мировой океан, с - в областях с внутренним стоком).
Сложим почленно все три уравнения, одновременно объединяя однородные компоненты баланса:
(Р0+ Рь + Рс) - (Ео + Еь+ Ес) - (Яь - ВД = Л>^о+ + Л\УС.
Для Земли в целом (м = о + ь + с) получим:
Рм - Ем = А \Л^м.
Поскольку, в соответствии со сказанным выше, объем воды на Земле практически постоянен (Д\УМ = 0), то за многолетний период общемировые величины осадков и испарения должны быть равны:
Рм = Ем-159
атмосфера
Ео-І?=К
океан
Е0= + Р
>Е = Р
суша
Рис. 13. Схема глобального цикла воды
Все компоненты глобального водного баланса пока определяются с невысокой точностью, около 10-20%, и данные, приводимые различными авторами, заметно отличаются друг от друга.
Осадки на океанах и значительных частях суши измеряются в относительно немногих точках, что при высокой пространственной изменчивости осадков приводит к существенным погрешностям в определении их величин в мировом водном балансе.
