гидросфера

пед.вузов (гриф) - М.: Просвещение, 1976.

Давыдов Л.К., Дмитриева А.А., Конкина

Н.Г., Общая гидрология – Гидрометеоиздат, Ленинград, 1973.

Залогин Б.С., Кузьминская К.С. Мировой океан: Учебное пособие. – М., 2001.

Михайлов В.Н., Добровольский А.Д., Общая гидрология. – М., 1991.

процессов, в них протекающих, а также определяющих распространение вод по

земной поверхности и в толще почво-грунтов, и закономерностей, по которым эти явления и процессы развиваются

ПРЕДМЕТ изучения гидрологии – ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ: океаны, моря, реки, озера и водохранилища, болота и скопления влаги в виде снежного покрова, ледников, почвенных и подземных вод.

выяснение физических закономерностей взаимодействия воды с окружающей средой
(законы перемещения водных масс, испарения воды, таяния снега и ледяного покрова, воздействия воды на речное ложе и пр.)

определение географических характеристик водных объектов
(их распределения по территории, размеров,
общих описаний)

Основные направления гидрологических исследований:

и наблюдений, ведущихся с целью изучения гидрологического режима вод.

Гидрографии

занимается описанием водных объектов определенных территорий и выяснение закономерностей их географического распределения.

В задачу общей гидрологии суши входит освещение общих закономерностей, управляющих процессами формирования и деятельности вод суши (например, выяснение закономерностей формирования гидрографической сети, процессов влагооборота, связи гидрологических явлений с метеорологическими факторами и условиями подстилающей поверхности).

В инженерной гидрологии рассматриваются методы расчета и прогноза характеристик гидрологического режима, вопросы водохозяйственного строительства.
Содержание физики вод суши (гидрофизики) составляют исследования физических и механических свойств природных вод в любом агрегатном состоянии, закономерностей испарения в природе, в частности с поверхности воды и суши, образования, таяния снега и льда, термического режима водоемов и других процессов, связанных с фазовыми превращениями воды.
Гидрохимия занимается исследованием химических свойств вод суши, проблемой качества вод.

Изучение закономерностей перемещения водных масс, волнений, сгонно-нагонных явлений, течений объединяется понятием «динамика вод суши».

В задачу науки о русловых процессах входит изучение явлений и процессов, происходящих под воздействием комплекса различных природных и антропогенных факторов, и выражающихся в изменениях формы и параметров речных русел.

– земная оболочка, представленная в виде скоплений поверхностных вод (Вернадский),

часто отождествлял гидросферу с Мировым океаном.

Гидросфера – прерывистая водная оболочка Земли, включающая только свободные воды (без химически и физически связанной воды в земной коре) (Львович).

Гидросфера – единая оболочка, включающая все виды природных вод (Алпатьев).

Гидросфера – это свободные поверхностные и подземные воды, а также химически и физически связанная вода земной коры (Ермолаев).

связывает
атмосферная влага
С земной корой связывает подземная вода, а с мантией

Земли – ювенильная подземная вода, т.е. впервые вступающие из глубин Земли в подземную гидросферу.

С биосферой взаимосвязи сложнее.
участие воды в биологических процессах, начиная от возникновения жизни.
образование при ее участии в процессе фотосинтеза органического вещества - основы животного мира и почвообразования.
связана процессом транспирации.

в виде пара вулканами через источники типа современных «черных» или

«белых» курильщиков

Космическое
в составе про-Земли
и метеоритов, астероидов

Эндогенное и космическое
Образование первичных гидросферы и атмосферы можно представить в два этапа

океан.
Многие не поддерживают его существования и делят южные воды

между тремя соседними океанами.
Этот океан очень редко отображается на географической карте мира.

Добровольскому, 1991)

географической оболочке Земли, сопровождающийся её фазовыми преобразованиями.

Слагается
главным образом

из:

испарения воды
переноса водяного пара на расстояние
конденсации водяного пара
выпадения осадков из облаков
просачивания выпавшей воды - инфильтрации
стока

Солнечная радиация

Сила тяжести
(приводит к падению капель дождя, движению рек и т.д.).

с круговоротом началось формирование географической оболочки;

Благодаря круговороту все воды гидросферы

связаны между собой;

В процессе круговорота формируется пресная вода.

атмосферных осадков.

Общая циркуляция атмосферы обладает замечательным свойством — сравнительной

устойчивостью из года в год, но при существенной сезонной изменчивости.

Средний слой осадков составляет на суше 765 мм, в океане - 1140 мм, для всего земного шара - 1030 мм, т. е. немногим более 1 м. В объеме соответствующие величины равны: для суши - 113,5 тыс. км3 (22%), для океана - 411,6 тыс. км3 (78%), для всего земного шара - 525,1 тыс. км3.

Непосредственная роль циркуляции воздуха в круговороте воды заключается в перераспределении атмосферной влаги по земному шару.

На материках осадков выпадает больше, чем атмосфера получает влаги за счет испарения с суши. Разница восполняется за счет переноса влаги атмосферы с океана на сушу.

атмосфере ( более 86% испарения с поверхности океана и менее

14% - испарения с суши).

По акватории океана расход воды на испарение неравномерен:
В экваториальной зоне расход воды на испарение меньше годовой суммы осадков из-за большой облачности.
В умеренных широтах испаряется воды меньше, чем выпадает осадков, из-за недостатка тепла.
В тропической и субтропической зонах с поверхности океана испаряется влаги больше, чем выпадает, из-за высокой прозрачности атмосферы и большого количества тепла.

Происходит внутренний океанический водообмен под влиянием течений. (таблица).

Объем водных масс, переносимых течениями в океанах, и интенсивность их водообмена по В. Г. Корту (1962)

подземные воды, главным образом рассолы, крайне слабо связаны с верхними

слоями подземных вод и с другими звеньями круговорота воды. Весьма медленно просачиваясь вглубь и пополняясь за счет дегазации мантии, на глубинах (чаще всего более 1-2 км) образовались огромные скопления воды. Они обычно сильно минерализованы, вплоть до крепких рассолов, что служит главным признаком слабого обмена.

Пресные подземные воды залегают преимущественно в зоне активного водообмена, в верхней части земной коры, дренируемой речными долинами, озерами и морями. Без этого источника водный режим рек был бы еще более изменчив - вода в реках появлялась бы лишь во время дождей или при снеготаянии, а в остальное время реки пересыхали бы. Лишь в аридных зонах подземные воды получают очень слабое питание, быстро иссякают и их участие в питании рек весьма незначительно.

Распределение подземных вод по территории и интенсивность их возобновления связаны с геологическим строением и географической зональностью.

Важен характер горных пород их сочетание, форма рельефа, экспозиция склонов и т.д.

она связана с биологическими процессами в гораздо большей мере, чем

подземные воды.

Во-вторых, почвенная влага в большей мере, чем подземные воды, связана с характером погоды.

Испарение происходит не только с поверхности почвы; почвенная влага расходуется также на транспирацию, корни растений поглощают влагу с той глубины, на которую они распространяются.

Почвенной влагой, питаются подземные воды.

Почвенное звено круговорота оказывает большое влияние на водоносность и водный режим рек.

Хотя единовременный объем почвенной влаги относительно невелик, но она быстро сменяется и, играет большую роль в круговороте воды, в биогенных процессах и в хозяйственной жизни.

той части воды, которая переносится в виде пара атмосферой с

океана на сушу.

Все источники питания рек делятся на две группы: поверхностные и подземные. Их соотношение зависит ряда физико-географических факторов (климат, геология, рельеф, почвенно-растительный покров и др.).

Поверхностный сток, или вода, стекающая в русла рек по поверхности почвы, может быть разного происхождения (снегового, дождевого, ледникового и подземного).

Значительна роль человека на перераспределение речного звена.

окружающей.

Озерное звено круговорота воды неразрывно связано с речным. Озер,

не связанных с реками, очень мало.

Главная роль проточных озер в круговороте воды - регулирование речного стока, его выравнивание во времени. Примерами могут служить р. Нева, сток которой хорошо зарегули­рован целой системой озер, в том числе Ладожским и Онежским. Река Ангара почти идеально зарегулирована глубочайшим в мире и наибольшим в Азии оз. Байкал; сток р. Святого Лаврентия, зарегулирован системой Великих озер.

Еще в большей степени водорегулирующее значение имеют искусственные озера - водохранилища. На земном шаре создано около 1400 водохранилищ.

Важная особенность озер и водохранилищ в том, что они представляют собой более или менее замкнутые экосистемы, в которых протекает сложный комплекс взаимосвязанных процессов: механического характера (течение, волнение, движение наносов), физического (термические, ледовые явления), химического и биологического. В водоемах высокой степени проточности эти процессы приближаются к условиям рек.

Но большие озера с относительно слабой проточностью (например, такие, как Байкал, Ньяса, Танганьика, Виктория, Верхнее, Мичиган), имеющие больший объем водной массы по сравнению с ее притоком, отличаются своеобразием экосистем.

воды потребляется растениями, животными, человком для подержания жизненных функций организма.

К

биологическому звену круговорота воды относятся и водные животные и растения, для которых моря, озера, реки - среда существования.

Фотосинтез происходит при участии воды.

Транспирация - физический процесс, но от обычного испарения с неживого вещества она отличается некоторыми возможностями регулирования самим растением. Поэтому процесс транспирации вместе с тем является и физиологическим процессом.

Расход воды на транспирацию зависит от большого числа факторов: от характера самого растения (степени его ксерофитности), от условий погоды, от наличия влаги в почве. В сухую жаркую погоду растение нуждается в расходовании большого количества воды на транспирацию.

Испарение с почвы нельзя рассматривать изолированно от транспирации. Под пологом леса с поверхности почвы испаряется мало воды, независимо от ее наличия на поверхности. В этих условиях основная часть испаряющейся влаги происходит за счет транспирации.

как одного из компонентов среды, окружающей людей, происходят в процессе

круговорота воды.

Высказывается мнение о том, что вода, используемая для хозяйственных нужд, снова попадает в круговорот воды, поскольку система этого процесса замкнута лишь в масштабе земного шара в целом.

Однако такое понимание возврата воды в процессе круговорота слишком упрощенно. Вода, испарившаяся в процессе использования для хозяйственных нужд и поступившая в атмосферу в парообразном состоянии, не обязательно снова выпадет в виде осадков в том же районе. Чаще всего атмосферная влага переносится на большие расстояния и может сконденсироваться и выпасть в виде осадков далеко от района, где она поступила в атмосферу.

– испарение со всей поверхности Земли. Еt - испарение с поверхности

суши. Еm – испарение с поверхности Мирового океана. Р – количество осадков выпавших за год на Земле.

Водный баланс вод суши
РАЗНИЦА
атмосферных осадков выпавших на поверхность суши и речного стока

Водный баланс вод Мирового океана
СУММА
атмосферных осадков выпавших на поверхность Мирового окена и речного стока

- 5 000 лет,
Основная часть подземных вод представляет собой

ископаемые рассолы. Такое их состояние объясняется крайне медленным водообменом. Продолжительность обмена таких вод оценивается в миллионы лет.
Интенсивность обмена подземных вод зоны активного обмена приближенно оценивается в 300-350 лет, но если из этой зоны исключить малоподвижную часть подземных вод и выделить лишь ту их часть, которая питает реки, то активность ее водообмена может быть оценена в десятки лет.

Активности обмена почвенной влаги происходит в течение года, поскольку она наиболее тесно связана с атмосферными процессами и в основном подвергается сезонным колебаниям.

Общая активность обмена поверхностных вод суши 7 лет (реки, озера, болота).

Обмен русловых речных вод происходит каждые 0,031 года, т. е. каждые 11 суток, или 32 раза в течение года.

Смена всего объема атмосферной влаги в среднем происходит каждые 10 суток, или 36 раз в течение года.

Продолжительность смены всего объема покровных ледников достигает примерно 8 тыс. лет.

В целом вся гидросфера сменяется в среднем каждые 2800 лет.