Hidrosferă. Ciclul apei în natură

Salutare prieteni! Astăzi ți-am pregătit informații despre cum are loc ciclul apei în natură.

Rezervele de apă ale lumii sunt constante, dar, în ciuda acestui fapt, apa este în mod constant redistribuită. Ciclul apei are loc sub influența radiației solare, care stimulează evaporarea apei.

Mineralele dizolvate în el se depun. O moleculă de apă își începe călătoria în ciclul hidrologic, când primește puțin mai multă energie termică în comparație cu moleculele învecinate și, după ce a depășit gravitația de suprafață a lichidului, se transformă într-o moleculă de vapori.

În emisfera nordică, circulația atmosferică (mai mult despre circulația atmosferică) este în general direcționată de la vest la est. Interior masa de aer Are loc mișcarea verticală a aerului, care este cauzată în primul rând de încălzirea acestuia la contactul cu suprafața mai caldă a pământului sau oceanului (puteți citi despre ce este oceanul).

O anumită fracțiune de aer care este încălzită în acest fel se extinde, devine mai puțin densă decât acele fracții care sunt imediat deasupra ei și este îndreptată în sus.

Dar, conform legilor fizice cunoscute, expansiunea are loc datorită rezervei de căldură. Prin urmare, această porțiune de aer se răcește pe măsură ce crește până când temperatura scade într-o asemenea măsură încât umiditatea nu mai poate rămâne în stare gazoasă și are loc condensarea aburului.

Picăturile mici de apă care atârnă în atmosferă (mai multe despre atmosferă) formează nori (mai multe despre cum se formează norii). Aceste picături, în anumite condiții, se unesc în jurul nucleelor ​​de condensare (particule de praf sau cristale de gheață), iar când ating o greutate suficientă pentru a învinge rezistența aerului, cad la pământ sub formă de grindină, zăpadă sau ploaie.

Când o parte din apă, împreună cu scurgerea subterană sau terestră, revine în ocean, aceasta înseamnă că acesta a încheiat un ciclu complet în natură.

umiditatea atmosferică - este un participant activ la schimbul de apă. Cu un volum propriu constant de 13 mii km 3, pe an formează 525 mii km 3 de precipitații care cad pe suprafața Pământului.

La fiecare 10 zile se modifică întregul volum umiditatea atmosferică. Apele subterane adânci se reînnoiesc cel mai lent - în medie la fiecare 5.000 de ani

Toate etapele ciclului apei sunt interconectate, iar întreruperea acestui proces poate duce la consecințe catastrofale.

Dragi cititori, cu alte cuvinte, ciclul apei în natură - acesta este momentul în care apa se evaporă, apoi cade pe pământ sub formă de precipitații (mai multe despre precipitații), apoi intră în apă (ocean, râu...), etc. Acest ciclu este continuu. Pentru claritate, vezi diagrama din imagine.Și nu uitați că postările noi vor veni în curând, abonați-vă la actualizările blogului și fiți mereu la curent cu noile postări 😉

Lichidul principal al planetei

Apa este cea mai importantă componentă a vieții oricărui organism biologic de pe Pământ. Prin urmare, este important să studiem, să observăm și să monitorizăm cantitatea, calitatea și starea resursei de apă a planetei. Principalele rezerve ale acestei umidități dătătoare de viață sunt concentrate în oceane. Și deja evaporându-se de acolo, umiditatea hrănește Pământul, datorită unui proces numit ciclul apei în natură. Apa este o substanță foarte mobilă și trece ușor de la o stare la alta. Și, datorită acestui lucru, poate ajunge cu ușurință în cele mai îndepărtate colțuri de la sursă. Cum se întâmplă acest proces?

Cum și de ce circulă apa?

Sub influența căldurii emise de Soare, apa se evaporă constant de la suprafața oceanului, transformându-se într-o stare gazoasă. Împreună cu curenții de aer cald, aburul se ridică în sus, formând nori. Ele sunt ușor duse de vânt din locul inițial de evaporare. Captând treptat din ce în ce mai mulți vapori noi pe drum, norii se răcesc în sus. La un moment dat, începe următoarea etapă - condensarea. Este posibil atunci când aerul devine saturat (100% umiditate) cu vapori de apă. Acest lucru se întâmplă de obicei când există suficientă răcire. Se știe că cantitatea maximă de abur care poate fi reținută în aer este proporțională cu temperatura acestuia, prin urmare, la un anumit moment de răcire, norul devine saturat cu abur, ceea ce duce la trecerea apei la lichidul următor. sau cristalin - stare. Și dacă norul este încă deasupra oceanului în acest moment, atunci umiditatea se întoarce de unde a venit. Așa s-a încheiat un mic ciclu al apei în natură. Acest proces nu se oprește nici un minut. Apa de deasupra oceanelor lumii circulă constant.

Cum circulă apa pe pământ

Nu toată umezeala cade înapoi în ocean. Cantitate mare Aburul, împreună cu alizeele și musonii, se deplasează adânc în continente, căzând ca precipitații pe Pământ pe măsură ce se mișcă. O parte din această umiditate este reținută în straturile superioare ale solului, hrănind plantele, cealaltă parte curge în jos în pâraie și râuri, astfel încât, la atingerea mării și oceanelor, se evaporă din nou și intră în următorul ciclu al apei din natură. O proporție foarte mică din precipitații se va infiltra adânc prin sol și, după ce a ajuns la stratul impermeabil (argilă, stâncă), se va scurge pe această pantă. O parte din apele subterane își vor găsi din nou drum la suprafață, formând izvoare cu cristale apă curată, pentru a se scurge mai târziu în râuri și a se evapora din nou pentru următorul ciclu. Și cealaltă parte a acestora se va infiltra în continuare prin crăpături și crăpături în intestinele Pământului până când va ajunge la straturi cu temperaturi ridicate, unde se va transforma din nou în abur, pentru a se învârti din nou într-un ciclu subteran sau a ieși la suprafață. ca izvor termal.

Trasee de apă în natură

Aproximativ patru sute de mii de kilometri cubi de apă se evaporă în aer în fiecare an și doar o cincime din aceasta cade pe uscat, a cărei zonă este de trei ori mai mică decât suprafața oceanelor lumii. Apa se evaporă de la suprafața pământului nu numai din sol, ci și din vegetație: fiecare frunză de pe un copac și fiecare fir de iarbă de pe Pământ. Este extrem de dificil de urmărit toate mișcările posibile ale apei. Dar este foarte posibil să simulați o versiune extrem de simplificată care demonstrează ciclul apei în natură pentru copii, chiar și în apartamentul dvs.

Experiment care demonstrează evaporarea și condensarea umidității

Pentru a demonstra prima etapă a ciclului - evaporarea apei de pe suprafața rezervoarelor sub influența luminii solare - va fi suficient să luați un pahar plin pe jumătate cu apă, să-l puneți într-o pungă de plastic închisă ermetic și să-l atașați cu bandă adezivă. la geamul ferestrei într-o zi însorită. După ceva timp (în funcție de temperatura din cameră și de intensitatea luminii solare), veți vedea că pereții pungii sunt aburiți, iar după un timp se formează picături de apă pe ei.

Model demonstrativ al ciclului complet al apei

Un model mai complex poate fi asamblat folosind un recipient umplut parțial cu apă colorată cu colorant albastru (imitație a oceanelor lumii), sau un sac transparent, eventual perforat, umplut cu nisip în cantități suficiente pentru a se ridica mai mult de jumătate deasupra apei (terren). ). Închideți întreaga structură cât mai strâns posibil folie de plastic si sigur. Puneți un mic recipient cu gheață deasupra „pământului” (gheața va crea frigul necesar experimentului în straturile superioare ale „atmosferei”), deasupra „oceanului” puneți o lampă de masă (Soarele), care va emite căldură. După ce l-am pornit, după un timp vom obține condens de umezeală pe film, deasupra pământului, într-un loc rece, care puțin mai târziu va cădea în picături pe pământ. Și dacă punga este perforată, atunci puteți vedea cum umiditatea se infiltrează prin nisip și curge din ce în ce mai jos spre ocean.

Ce putem face?

Ciclul apei din biosferă este un proces foarte important pentru întreaga planetă. Întreruperea sau pierderea chiar și a unei singure legături va duce la consecințe globale și, foarte probabil, ireparabile pentru toată lumea. Oamenii de știință australieni și americani, pe baza observațiilor lor meteorologice pe o perioadă de 50 de ani, au ajuns la concluzia că ciclul apei în natură se datorează încălzire globală a început să accelereze. Și acest lucru, la rândul său, va duce la faptul că zonele aride vor deveni și mai uscate, iar acolo unde clima este acum ploioasă, vor cădea și mai multe precipitații. Toate acestea demonstrează un lucru: omenirea ar trebui să-și ia mai în serios activitățile, care sunt indisolubil legate de natura.

Condițiile apei.. 2

Ciclul apei în natură. 4

Concluzie. 7

Referințe.. 8

Condițiile apei

Apa în natură poate fi găsită în trei stări: solidă, lichidă și gazoasă. Apa se poate schimba de la o stare la alta - de la solid la lichid (topire), de la lichid la solid (îngheț), de la lichid la gazos (evaporare), de la gazos la lichid, transformându-se în picături de apă.

Fig 1. Starile apei: solid, lichid, gazos.

Există două tipuri de apă lichidă pe suprafața planetei: sărată și proaspătă. Apa sărată se găsește în mări și oceane, apa dulce se găsește în râuri, lacuri, pâraie, rezervoare și mlaștini. Apa subterană poate fi proaspătă sau sărată. În acest caz, acestea din urmă se numesc ape minerale.

Suprafața mărilor și oceanelor de pe Pământ este de multe ori mai mare decât aria tuturor râurilor, lacurilor, mlaștinilor și rezervoarelor combinate. Prin urmare, pe planeta noastră există de multe ori mai multă apă sărată decât apă dulce.

Apa solidă poate fi găsită sub formă de zăpadă și gheață. Gheața de pe Pământ se găsește în ghețari. Ghețarii pot fi de munte sau de acoperire. Ghetarii montani sunt situati pe cele mai inalte varfuri montane, unde datorita temperaturi scăzute Pe tot parcursul anului, zăpada care cade nu are timp să se topească. Cei mai mari ghețari sunt localizați în munții Caucaz, Himalaya, Tien Shan și Pamir.

Gazul de apă este vapori de apă din atmosferă pe care îi vedem din sol ca nori. Norii se formează la diferite altitudini și, prin urmare, au tip diferitși formă. În funcție de aceasta, norii sunt împărțiți în stratus, cirrus, cumulus etc.

Ciclul apei în natură

Importanța ciclului apei este mare, deoarece nu numai că unește părți ale hidrosferei, ci și conectează toate învelișurile Pământului între ele: atmosfera, hidrosfera, litosfera și biosfera. În timpul ciclului, apa poate fi în trei stări: lichidă, solidă, gazoasă. Transportă o cantitate imensă de substanțe necesare vieții pe Pământ.

Sub influența luminii solare, oceanele și pământul lumii se încălzesc. Ca urmare, apa trece de la lichid la gazos (abur) și crește. Oceanul furnizează 86% din umiditatea din atmosferă și doar 14% din umiditatea vaporoasă se formează prin evaporarea de pe uscat. Apa care se evaporă de la suprafața oceanului este proaspătă. Astfel, oceanul poate fi considerat o fabrică colosală apă dulce, fără de care este imposibil ca viața să existe pe Pământ. Se știe că temperatura din atmosferă scade odată cu altitudinea. Vaporii de apă, întâmpinând straturi din ce în ce mai reci de aer, încep să se răcească și să formeze nori. Pe uscat, evaporarea apei are loc nu numai de la suprafața pâraielor, râurilor și lacurilor. Vaporii de apă intră în atmosferă ca urmare a activității vulcanice și sunt evaporați de suprafața plantelor.

Adesea, apa care s-a evaporat din ocean se întoarce la el sub formă de precipitații care cad din norii aflați deasupra mărilor și oceanelor. O altă parte a norilor este transportată pe continent de vânt. Acolo pot precipita și sub formă lichidă sau solidă. Parte precipitatii atmosferice ajunge în râuri. Ei, șerpuind și curgând unul în celălalt, transportă în cele din urmă apa în mările Oceanului Mondial sau în rezervoare închise, cum ar fi Marea Caspică sau Marea Aral, completându-și pierderile în timpul evaporării. Cealaltă parte a apei care cade la pământ sub formă de precipitații se scurge în jos de la suprafața pământului și din ape subterane se varsă înapoi în Oceanul Mondial sau în râuri. Aceasta este o etapă foarte importantă a ciclului apei, deoarece reglează debitul râului în timp. Dacă nu ar fi acolo, ar fi apă în râuri doar în perioade scurte de precipitații sau topirea zăpezii. O treime din apa care cade pe pământ sub formă de precipitații poate pătrunde în sol, iar de acolo se ridică prin rădăcini până în vârful plantei și se evaporă prin frunze. Această etapă a ciclului este foarte importantă pentru plante, deoarece mineralele dizolvate necesare vieții plantelor sunt furnizate cu apă din sol prin rădăcini. Plantele nu pot mânca hrană uscată.

Nu toată apa se întoarce de pe uscat în ocean în același timp. Ea persistă cel mai mult (sute și mii de ani) în ghețari și în apele subterane adânci.

Apa care se întoarce de pe uscat se poate evapora din nou și ajunge înapoi pe uscat. Așa se produce ciclul său: ocean - atmosferă - pământ - ocean. Acest proces continuu de mutare a apei de la ocean la pământ prin atmosferă și de la pământ la ocean se numește ciclu global al apei în natură.

Rol semnificativ în ciclul apei în natură cu recent a început să se joace activitate economică persoană. Crearea industriei, distrugerea pădurilor, arătura unor teritorii vaste, drenarea și irigarea terenurilor, crearea de rezervoare și diguri gigantice, utilizarea apei pentru diverse nevoi economice - toate acestea au schimbat semnificativ procesele hidrologice de pe Pământ. . Și, deși activitatea economică a avut un efect redus asupra volumului total al hidrosferei, ea afectează semnificativ părțile sale individuale. Debitul unor râuri a scăzut, altele au crescut, iar distribuția intraanuală a debitului s-a schimbat. Ca urmare a retragerii apei din apele terestre, evaporarea a crescut în multe zone ale lumii, deoarece tocmai pentru evaporare o parte semnificativă din apa extrasă de oameni din surse se duce la evaporare.

O parte din apa pe care o consumă o persoană și care face parte din produsele pe care le produce iese din circulația generală pentru o lungă perioadă de timp, motiv pentru care este numită „retrasă iremediabil”. Acest termen, desigur, este destul de condiționat, deoarece această apă nu este complet exclusă, dar revenirea ei poate apărea cu o întârziere mare în timp și într-o zonă complet diferită. Multe industrii folosesc relativ puțină apă în mod irevocabil - nu mai mult de 10%. Restul de apă după utilizare este descărcată în rezervoare sub formă apa reziduala. Sunt contaminate și fac inutilizabile de mai multe ori volumul apă curată. Este amenințarea cu poluarea resurse de apă este acum principalul pericol, mult mai mare decât amenințarea deficitului fizic de apă.

Concluzie

Una dintre descoperirile remarcabile ale geochimiei este de a stabili că mișcarea multora elemente chimice efectuate sub forma unor procese circulare – cicluri. Aceste elemente sunt cele care compun scoarta terestra, învelișuri lichide și gazoase ale planetei noastre. Circulația lor poate avea loc într-un spațiu limitat și pe perioade scurte de timp, sau poate acoperi întregul partea exterioară planete și perioade uriașe. În acest caz, ciclurile mici sunt incluse în altele mai mari, care împreună formează cicluri biogeochimice colosale. Sunt strâns legate de mediul înconjurător.

În biosferă, ca în orice ecosistem, există un ciclu constant de carbon, azot, oxigen, fosfor, sulf și alte elemente chimice. Energia intră în ecosisteme în timpul fotosintezei și este disipată în principal sub formă de căldură atunci când organismele o folosesc pentru a funcționa. Din cauza pierderii continue de energie, este necesar ca aceasta să intre în mod egal continuu în ecosisteme sub formă de energie solară. În schimb, apa și nutrienții trec printr-un ciclu continuu.

Subiectul pe care l-am discutat este foarte relevant în lumina situației moderne de mediu. Apa este sursa vieții pe pământ. Dar, după cum se dovedește, nu este infinit. Faptul este că poluarea resurselor de apă ale pământului este în prezent de natură globală.

Este foarte important să se asigure „naturii” funcționarea normală a ciclurilor sale metabolice de bază.

Referințe

1.Zakharov E.I., Kachurin N.M., Panferova I.V. Bazele ecologie generală: Manual. indemnizatie. - Tula: TulSTU, 2002.

2. Mirasov O.B. Fizica este peste tot în jurul nostru. - M., 2006.

3. Nebel B. Știința de mediu: Cum funcționează lumea: În 2 volume - M.: Mir, 2006.

4. Odum Yu Ecologie: În 2 vol. - M.: Mir, 2003.

5. Reimers N. F. Conservarea naturii și inconjura o persoana miercuri. – M., 2004.

6. Semenov V.P. Kashina O.M. Procese fizice în natură. - M., 2006.

7.Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. Ecologie. - M.: Mai sus. scoala, 2006.

8. Fazilov N.R. Fizica naturii. - M., 2000.

Nebel B. Știința mediului: Cum funcționează lumea: În 2 volume - M.: Mir, 2006.

Cu toată lumea anii de scoala Este cunoscută schema ciclului apei în natură. La lecțiile de biologie, profesorul a vorbit despre acest proces - apa care cade sub formă de ploaie se infiltrează prin pământ, apoi iese din pământ sub formă de izvoare și se varsă în râuri, unde, evaporându-se parțial pe parcurs, ajunge oceanele. De asemenea, se evaporă din oceane și cade odată cu ploaie. În timp ce vorbea, a arătat diagrama:

Cât de simplu și de accesibil este vizualizat acest proces în diagramă. Fără exagerare, până și studentul care nu excela la biologie l-a înțeles la clasă. Cât de mult ar scădea numărul elevilor care au înțeles esența ciclului apei dacă profesorul ar explica fără diagramă? Cred că o treime bună dintre elevi nu ar fi înțeles materialul prima dată. Acest exemplu arată cât de importantă este vizualizarea lui pentru înțelegerea oricărui proces, cât de mult accelerează percepția informațiilor furnizate.

Varietatea acestor scheme este mare. Făcând o căutare simplă pentru „diagrama ciclului apei” pe Google, găsim o mare varietate de ele:

Dar toate acestea sunt scheme pentru copii și școlari. Ce se întâmplă dacă schimbăm puțin interogarea și căutăm „diagrama ciclului hidrologic” astfel încât totul să fie serios și științific? Vedem această diagramă:

După cum putem vedea, creatorul acestei scheme, foarte asemănătoare cu schemele folosite pentru a preda școlari, este un om de știință foarte proeminent Kevin E. Trenberth, care conduce Departamentul de analiză. schimbările climatice Centrul Național cercetarea atmosferică. A fost autorul principal al Evaluărilor științifice ale schimbărilor climatice din 2001 și 2007 al IPCC (vezi Raportul de evaluare al patrulea IPCC) și face parte din Grupul de coordonare științifică pentru programul de variabilitate și predictibilitate climatică (CLIVAR). De asemenea, face parte din Comitetul Științific Comun al Programului Mondial de Cercetare a Climei. A fost numit membru de onoare al Societății Regale din Noua Zeelandă în 2000, a primit un premiu de la Societatea Americană de Meteorologie în iulie și un premiu NCAR pentru realizare distinsă în 2003.

Schemele vizualizate în acest fel sunt folosite și de oameni de știință destul de cunoscuți, recunoscându-le ca fiind foarte importante pentru activitățile lor, înțelegerea proceselor care au loc și transmiterea oamenilor de înțelegere a esenței lor.

Apa este cea mai abundentă substanță din biosferă. Ciclul apei în natură este un proces închis continuu de mișcare a apei între hidrosferă, atmosferă și litosferă de pe Pământ. Acest lucru devine posibil datorită capacității apei de a-și schimba starea. Pe planeta noastră, apa există în trei stări de agregare– solide, lichide și gazoase.

Principalele rezerve de apă sunt apele sărate ale mărilor și oceanelor (97%). Doar 3% din apa totală din hidrosferă este proaspătă. Mai mult, 70% din apa dulce se află în stare solidă în ghețari (2,24%). Apele subterane reprezintă 0,61% din apa dulce, iar apele lacurilor, râurilor și, respectiv, umiditatea atmosferică reprezintă 0,016%, 0,0001% și 0,001%. Datorită circulaţiei continue a apei pe glob ei cantitate totală rămâne constantă.

Ciclul apei se realizează datorită evaporării, mișcării vaporilor de apă în atmosferă, condensării acestuia, precipitațiilor și prezenței apelor uzate. Ciclul începe cu evaporarea apei de pe suprafața subiacentă a rezervoarelor. Cu curenții de aer, vaporii de apă se deplasează dintr-o zonă în alta. Cea mai mare parte a apei se evaporă de la suprafața Oceanului Mondial și se întoarce înapoi prin condensare sub formă de precipitații. O proporție mai mică de apă evaporată este transferată pe pământ de curenții de aer. Volumul de apă care se evaporă pe uscat și este transportat de curenții de aer în ocean este nesemnificativ. Astfel, în timpul evaporării, mările și oceanele pierd semnificativ mai multă apă decât primesc din precipitații pe uscat, este invers. Dar apa râului curge constant în mările și oceanele de pe continente. Acest lucru asigură un volum constant de apă pe planetă.

Datorită proceselor de condensare a umezelii, au loc precipitații. O parte din umiditatea din precipitațiile atmosferice se evaporă, în timp ce unele formează scurgeri și rezervoare temporare sau permanente. O anumită fracțiune de masă a umidității din precipitațiile atmosferice se infiltrează în sol, formând apele subterane.

În natură, există mai multe tipuri de cicluri ale apei în funcție de locul în care s-a evaporat umiditatea și de unde au căzut precipitațiile. Există cicluri mari (globale) și mici (oceanice și continentale). La grozav grozav Vaporii de apă formați peste mări și oceane sunt transportați de curenții de aer către continente, se condensează acolo cu precipitații, iar umiditatea intră din nou în ocean sub formă de scurgere. Acest tip ciclul este însoțit de o modificare a calității apei, deoarece în timpul evaporării apă sărată devine proaspătă, iar apa murdară este purificată.

În procesul micului ciclu oceanic, vaporii de apă formați peste ocean suferă condensare și revin în ocean sub formă de precipitații. Micul gir intracontinental este condensarea apei evaporate pe suprafața pământului și precipitațiile ulterioare pe continente. Etapa finală a micului gir continental este și Oceanul Mondial.

Viteza de transport a apei în diferite state este diferită, la fel ca intervalele de timp ale consumului de apă și timpul de reînnoire a acesteia sunt diferite. Cel mai mult de mare viteză schimb de apă – în organismele vii (câteva ore). În ghețarii din regiunile polare, ciclul apei continuă de mii de ani. Apele Oceanului Mondial sunt complet reînnoite în 2,7 mii de ani.