Лекция: Круговороты биогенов

Лекция 5
Круговороты биогенов
• Океаны занимают около 70% поверхности Земли.
Вода попадает в атмосферу, главным образом
испаряясь с поверхности океана. Испарение идет и
с поверхности озер, рек, почвы и других влажных
поверхностей. Большое количество воды
поступает в атмосферу при транспирации
растениями. Сочетание испарения и транспирации
называют эвапотранспирацией.
• Водяной пар в воздухе обычно определяют (и
ощущают) как влажность. Влажность воздуха
изменяется в зависимости от температуры,
поэтому обычно измеряют относительную
влажность, т. е. количество пара по сравнению с
максимальным его количеством, которое может
содержаться в воздухе при данной температуре;
эту величину выражают в процентах.
• Чем теплее воздух, тем легче он вбирает в
себя влагу и тем больше водяного пара
удерживает. И напротив, чем холоднее
воздух, тем меньше он может содержать
влаги. Когда воздух, максимально
насыщенный водяным паром, остужают,
вода конденсируется: ее молекулы
объединяются в капельки. Легче всего это
происходит на твердых поверхностях;
• Так «запотевает» холодное стекло и
образуется роса на траве. В атмосфере вода
конденсируется на частичках пыли, в
результате чего образуются туман и облака.
Когда эти капли или кристаллики льда (если
температура ниже нуля) становятся
достаточно крупными, идет дождь или снег
• Количество осадков - основной фактор,
определяющий, какой тип экосистемы
развивается на данной территории.
Распределение осадков по Земле - от
почти нуля в одних регионах до 3 м и
более в других - в основном зависит от
движения холодного и теплого воздуха
в атмосфере.
• Когда воздух поднимается, он остывает.
Поэтому наибольшее количество осадков
обычно выпадает под восходящими
воздушными потоками. Опускаясь или
оставаясь на месте, воздух нагревается.
• Образуются более или менее постоянные
восходящие (много осадков) и нисходящие
(мало осадков) потоки воздуха.
• По расчетам гидрологов, ежегодно на
земную сушу выпадает около 100 тысяч
кубических километров воды. А каждый из
них весит миллиард тонн! .
• На всю поверхность земли за год выпадает
519 тысяч кубических километров воды. Эта
вода за тот же период времени совершает
42 круговорота «земля — воздух».
• Атмосферные осадки ежегодно приносят в
среднем 12 тонн минеральных солей на 1
квадратный километр, а на всю поверхность
земной суши их выпадает до 180 миллионов
тонн. Это примерно половина, количества
растворенных веществ, ежегодно
выносимых реками в океан.
• Вода, попадающая на землю в виде осадков,
может следовать двумя различными путями:
либо впитываться в почву (инфильтрация),
либо стекать по ней (поверхностный сток).
Очень важный показатель - отношение
инфильтрация/поверхностный сток.
• По поверхности вода стекает в ручьи и реки,
направляющиеся к океану или в другие
места, где происходит испарение. Все
пруды, озера, ручьи, реки и другие водоемы
под открытым небом называются
поверхностными водами.
• Для впитавшейся воды также существуют
два альтернативных пути. Она может
удерживаться в почве в количестве,
зависящем от водоудерживающей
способности последней. Такая вода
называется капиллярной и возвращается в
атмосферу путем эвапотранспирации.
• Впитавшаяся вода, которая не удерживается
в почве, называется гравитационной, так
как, увлекаемая силой тяжести, стекает, или
просачивается, вниз по порам и трещинам
в земле. Однако paно или поздно
гравитационная вода достигает
непроницаемого слоя горной пород или
плотной глины и накапливается над ним,
заполняя здесь все поры, трещины и
пустоты. Такие ее запасы называют
грунтовыми водами, а их верхнюю границу
- уровнем грунтовых вод.
• Официальный «мировой рекорд» по количеству
осадков держит деревня Черрапунджи,
расположенная на склонах Ассамских гор (Индия).
• За год здесь было зарегистрировано 22 987
миллиметров, то есть почти 23 метра осадков. В
один из дней в Черрапунджи выпало 2,3 метра
осадков, что составляет годовую норму самого
дождливого района Советского Союза или четыре
годовые нормы в районе Москвы.
• Одним из самых «мокрых» мест на земном шаре
метеорологи считают гору Вайамале на Гавайских
островах, где осадки составляют в среднем 12,5
метра в год. В городе же Вайамале, находящемся
на берегу моря всего в 24 километрах от «мокрой»
горы, годовые осадки составляют лишь 0,5 метра.
• Наибольшее количество осадков в нашей стране
бывает в районе Батуми — 2,7 метра в год.
Круговорот воды
• В обищих чертах круговорот воды всегда
состоит из испарения, конденсации и
осадков. Но он включает три основные
«петли»:
• 1) поверхностного стока: вода становится
частью поверхностных вод;
Круговорот воды
• 2) испарения-транспирации: вода
впитывается почвой, удерживается в
качестве капиллярной воды, а затем
возвращается в атмосферу, испаряясь с
поверхности земли, или же поглощается
растениями и выделяется в виде паров при
транспирации;
• 3) грунтовых вод: вода попадает под землю
и движется сквозь нее, питая колодцы и
родники и, таким образом, вновь попадая в
систему поверхностных вод.