Koloběh vody v přírodě

Koloběh vody v přírodě (hydrologický cyklus) , výměna vlhkosti  je proces cyklického pohybu vody v biosféře Země . Skládá se z odpařování vody , transportu par vzdušnými proudy, jejich kondenzace , srážek (déšť, sníh atd.) a transportu vody řekami a jinými vodními útvary. Voda se vypařuje z povrchu země a nádrží (řek, jezer, nádrží atd.), ale většina vody se vypařuje z povrchu oceánů [1] . Koloběh vody váže dohromady všechny části hydrosféry [2] .

Historie objevů

Před několika tisíci lety Bible zaznamenala jednoduchý popis koloběhu vody v přírodě:

"Sbírá kapky vody, z mlhy se mění v déšť, linou se z mraků, sypou štědře na lidi"

„Vítr fouká na jih a pak se vrací na sever. Jede dokola a neustále se pohybuje v kruzích. Všechny řeky se vlévají do moře, ale moře se nepřelévá. Tam, kde řeky začínají, se vracejí, aby znovu proudily.“

Nápady o koloběhu vody se objevily také v Číně , poté v Indii , kde se začaly používat srážkoměry  - zařízení pro zjišťování množství srážek, tedy tam, kde se vytvořilo spojení mezi srážkami a průtokem vody v řekách. Ve starověkém Řecku , starověkém Egyptě , na Středním východě se toto spojení nerealizovalo, protože deště , které napájely například Nil , padaly někam do jeho horního toku a voda se používala v suchých dolních tocích - ve starověkém Egyptě . Na Středním východě se deště a tání vody z Tigridu a Eufratu formovaly daleko do hor. Kras je rozšířený v Řecku , a proto Aristoteles (384-322 př.nl) věřil, že řeky se tvoří v podzemních dutinách.

V Evropě byl koloběh vody znám teprve před 500 lety a první úvahy na toto téma učinil Leonardo da Vinci (1452-1519). V některých svých spisech vyjádřil myšlenky, které jsou v souladu s moderními vědeckými představami o koloběhu vody. Poukázal na důležitost propustných geologických hornin, které tvoří aquifery v Alpách , vysvětlil, jak se podzemní voda doplňuje a jak jsou vodou napájeny nízko položené zdroje. Další vědci jeho myšlenky značně rozšířili, ale to se stalo mnohem později. Ucelenější představy o cyklu byly nastíněny v knize vydané v roce 1580 ve Francii, Bernard Palissy . Jako první poukázal na srážky jako na hlavní zdroj výživy řek.

Zakladatelem nauky o koloběhu vody je Francouz P. Perrault (1611-1680), který je známější jako stavitel vodovodního potrubí pro Louvre  - královský palác v Paříži . Mnohem později Erasmus Darwin (1731-1802), děd Charlese Darwina , vysvětlil mechanismus koloběhu vody a dokázal, že srážky zajišťují proudění vody v řekách a část vláhy přichází na pevninu z moře. Podstatu a význam velkého koloběhu vody v přírodě poprvé pochopil slavný anglický astronom Edmund Halley (1656-1742) a dal mu název „Velký přírodní fenomén“. Jako první vypočítal množství odpařování z povrchu oceánu.

Velkým přínosem pro studium koloběhu vody byl ruský vědec Alexander Ivanovič Voeikov (1842-1916), jehož slova „řeky lze považovat za produkt klimatu “ se stala uznávanou pozicí.

Popis

Moře ztrácejí více vody výparem, než přijímají srážkami, na souši je situace opačná. Asi 84 % celkového výparu pochází z povrchu oceánů a asi 74 % celkových srážek spadne nad oceány [3] . Voda nepřetržitě cirkuluje po celé zeměkouli, přičemž její celkové množství zůstává nezměněno.

Tři čtvrtiny zemského povrchu jsou pokryty vodou. Vodní obal Země se nazývá hydrosféra . Většina z toho (97 %) je slaná voda moří a oceánů a menší část je sladká voda jezer , řek , ledovců , podzemní vody a vodní páry . Do koloběhu se zapojí méně než 1 % veškeré vody a většina zbytku je uložena ve formě ledu a sněhu [3] . Celkové množství srážek dopadajících na zemský povrch se přibližně rovná výparu - 519 tisíc km 3 vody [4] . Odvádění vlhkosti vypařované z povrchu pevniny vzdušnými hmotami do oceánu je nevýznamné [1] .

Voda na Zemi existuje ve třech stavech agregace: kapalné, pevné a plynné. Organismy nemohou existovat bez vody. V každém organismu je voda prostředím, ve kterém probíhají chemické reakce , bez kterého organismy nemohou žít . Voda je nejcennější a nejpotřebnější látkou pro život živých organismů.

Neustálá výměna vlhkosti mezi hydrosférou, atmosférou a zemským povrchem, sestávající z procesů vypařování, pohybu vodní páry v atmosféře, její kondenzace v atmosféře, srážek a odtoku, se v přírodě nazývá koloběh vody. Atmosférické srážky se částečně odpařují, částečně tvoří dočasné a trvalé nádrže, částečně prosakují do země a tvoří podzemní vody [1] .

Koloběh vody probíhá vlivem slunečního záření a gravitace [2] . Slunce ohřívá vodu v oceánech a mořích a ta se odpařuje na vodní páru. Paralelní proces probíhá i na souši: voda se vypařuje ze zemského povrchu zahřátého Sluncem nebo se vypařuje z rostlin v důsledku transpirace . Během advekce se vodní pára pohybuje se vzduchovými hmotami, až se nakonec ocitne v zóně nízké teploty. To způsobuje kondenzaci vlhkosti v oblacích. Mraky pokračují v pohybu se vzduchem, jak se v nich zkondenzované kapky vody mísí, drží pohromadě a zvětšují se. V důsledku toho voda padá jako srážky nad zemí nebo oceány; oceán přitom do atmosféry odpařuje více vlhkosti, než přijímá ze srážek, a pevnina naopak více vlhkosti ze srážek přijímá, než se z nich odpařuje.

Některé srážky padají jako sníh nebo kroupy, plískanice a mohou se hromadit v ledových čepicích a ledovcích, které uchovávají zmrzlou vodu na měsíce až desítky tisíc let. Ale i v této podobě je zachována nevýznamná výměna ledu s atmosférou: funguje sublimace . V době, kdy teplota v zóně sedimentu stoupá, začíná tání a voda aktivně pochází z těchto zdrojů.

Většina vody se vrací z atmosféry jako déšť. Část srážek je zachycována listy rostlin a nedostávají se do půdy. Jakmile je na souši, voda protéká zemí v podobě řek a pohybuje se směrem k oceánům.

Část této vody je v důsledku infiltrace absorbována do země , proniká hluboko do země a doplňuje podzemní vodonosné vrstvy, které také akumulují sladkou vodu po dlouhou dobu. Pod zemí, stejně jako na jejím povrchu, dochází také k pohybu vodních mas a voda se pohybuje a mění své umístění. Podzemní voda si vyměňuje vodu s povrchem ve formě pramenů a artézských studní (vypouštění podzemní vody). Ta se, stejně jako malá část vody, která se vsákla do země, ale nedosáhla úrovně vodonosných vrstev, dostává zpět do povrchových vodních ploch a oceánu.

Část vody je odváděna z půdy, opět rostlinami.

V průběhu času se voda vrací do oceánu, aby pokračovala v cyklu.

Typy vzdělávání z různých změn

V přírodě existují dva typy koloběhů vody [1] :

1. Velká cirkulace – vodní pára vytvořená nad hladinou oceánu kondenzuje, padá jako srážky na pevninu a je distribuována ve třech hlavních směrech: jedna část jde do povrchového odtoku; druhá část prosakuje do země (podzemní odtok) a třetí část se opět vypařuje do atmosféry [4] .
2. Malý (oceánský) oběh – voda, která se vypařila nad povrchem pevniny nebo oceánu, opět padá do oceánu ve formě srážek [4] .

Kromě toho existuje místní, neboli vnitrozemský, oběh, při kterém voda odpařená z povrchu země dopadá na pevninu ve formě srážek [5] . Uzavřená mezihorská pánve se vyznačují vnitřním vlhkostním cyklem [1] . Nakonec se srážky v procesu pohybu opět dostanou do oceánů .

Kvantitativní ukazatele

Během kalendářního roku spadne na povrch planety přibližně 577 000 km³ srážek, což dává průměrnou výšku vrstvy 1130 mm. Z toho 119 000 km³ je přes rozlohy země , což dává průměrnou výšku vrstvy 800 mm, a 458 000 km³ se rozlévá přes Světový oceán s výškou vrstvy 1270 mm. V procentech to znamená, že oceány přijímají 79 % srážek, ačkoli zabírají pouze 71 % rozlohy Země. Množství srážek spadajících na pevninu je tedy 21 %. Obě polární čepičky dostávají pouze 4 % srážek, téměř polovina jejich celkového množství je distribuována mezi zeměpisné šířky ± 20° severně a jižně od rovníku. Množství toku řek do oceánů je 47 000 km³ , což znamená zvýšení jejich hladiny o 130 mm. Vezmeme-li v úvahu příspěvek řek, ukazuje se, že ročně se z povrchu oceánu odpaří přibližně 1400 mm vody [6] .

Rychlost

Rychlost přenosu různých druhů vody se velmi liší a liší se také období průtoku a období obnovy vody. Pohybují se od několika hodin až po několik desítek tisíciletí. Atmosférická vlhkost, která vzniká vypařováním vody z oceánů, moří a pevniny a existuje ve formě mraků, se aktualizuje v průměru po osmi dnech.

Vody, které jsou součástí živých organismů, jsou obnoveny během několika hodin. Jedná se o nejaktivnější formu výměny vody. Doba obnovy zásob vody v horských ledovcích je asi 1600 let, v ledovcích polárních zemí je to mnohem delší - asi 9700 let.

K úplné obnově vod oceánů dochází přibližně jednou za 2700 let.

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 4 5 Koloběh vody // Velká sovětská encyklopedie  : [ve 30 svazcích]  / kap. vyd. A. M. Prochorov . - 3. vyd. - M  .: Sovětská encyklopedie, 1969-1978.
2. ↑ 1 2 Koloběh vody // Zeměpis. Moderní ilustrovaná encyklopedie. — M.: Rosman. Za redakce prof. A.P. Gorkina.
3. ↑ 1 2 Koloběh vody // Vědeckotechnický encyklopedický slovník.
4. ↑ 1 2 3 Koloběh vody // Ekologický encyklopedický slovník. - Kišiněv: Hlavní vydání Moldavské sovětské encyklopedie. I. I. Dedyu. 1989.
5. ↑ Koloběh vody (cyklus vlhkosti) v přírodě // Geologický slovník: ve 2 svazcích. — M.: Nedra. Editoval K. N. Paffengolts a kol., 1978.
6. ↑ S. P. Khromov, M. A. Petrosyants. Vodní bilance na zeměkouli // Meteorologie a klimatologie. - 5. - M.  : MGU, 2001. - S. 323-324. — 528 s. - LBC  26.23 . - MDT  551,5 . — ISBN 5-211-04499-1 .

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Skvělý norský Velký Rus Velký sovět (1 ed.) Britannica (online)
V bibliografických katalozích	GND : 4189218-5 J9U : 987007533737605171 LCCN : sh85063450 NKC : ph194817