Круговорот воды в природе – что такое, описание, как происходит, виды, схема

Круговорот воды в природе – что такое, описание, как происходит, виды, схема

Первое знакомство с понятием круговорота воды в природе происходит еще в школе, но осознание всей значимости этого явления приходит позже с опытом. Понимание процесса важно для сельскохозяйственной, промышленной деятельности человека, построения долгосрочных прогнозов погоды, контроля климатических и гидрологических изменений. Суть явления состоит в непрерывной рециркуляции воды на планете, в том числе с переходом в разные агрегатные состояния.

Упоминания принципа круговорота воды в природе можно найти в Библии, но научно эти знания впервые стали применять в Китае и Индии, где выявили непосредственную связь между объемами и временем выпадения осадков с уровнем рек. На востоке появились и первые дождемеры. В Европе же это явление открыли и приняли только в шестнадцатом веке благодаря трудам Леонардо да Винчи. Но основной вклад в изучение круговорота воды в природе внес русский метеоролог и климатолог Александр Иванович Воейков.

Для начала стоит вспомнить, что вода в природе пребывает в трех агрегатных состояниях: в жидком виде (дигидроль), в твердом виде (тригидроль – лед), в газообразном (гидроль – пар). Четвертое агрегатное состояние – плазма, в естественной среде не встречается.

Общая схема

Базовую принципиальную схему круговорота воды в природе можно изобразить следующим образом:

  • Вода в жидком состоянии в водоемах и растениях, в твердом – в ледниках;
  • Переход в газообразное состояние – испарение с подъемом в разряженные холодные слои атмосферы;
  • Конденсация, обратный переход в жидкую фазу одновременно с адвекцией – горизонтальным перемещением;
  • Выпадение в виде осадков – дождя и снега, обратно на поверхность земли или сразу в водоемы;
  • Инфильтрация – просачивание через слои почвы, выход на поверхность в виде ключей, возврат в большие водоемы.

В некоторых случаях переход от газообразного состояния в твердую фазу происходит напрямую – этот процесс называется десублимацией. Мы часто становимся его свидетелями в межсезонье, когда утром после туманной ночи температуры опускаются ниже нуля. На растениях, заборах, столбах, проводах и других поверхностях нарастают красивые ледяные кристаллы.

Также есть и обратный процесс – сублимация. Это прямой переход из твердого в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Испарение влаги из растений называют транспирацией. Абсолютно все влагосодержащие объекты и организмы участвуют в круговороте воды, поглощая ее и возвращая обратно в окружающую среду. Собственно, сама вода является средой, необходимой для переноса питательных веществ и их распределения в растениях и животных.

Виды круговорота воды в природе и временные циклы

Научно выделяют несколько видов циклов:

Круговорот воды в природе. Виды циклов и значение

  • Большой. Это полный круг, описанный в базовой схеме. Вода испаряется из водоемов, попадает в разряженные слои атмосферы, где конденсируется, выпадает в виде осадков, впитывается в грунт, а оттуда возвращается в водоемы.
  • Малый. Это короткий круговорот над океанами и морями, когда вода не достигает суши, а из атмосферы возвращается сразу в водоемы.
  • Внутриконтинентальный. Аналогичен предыдущему, но все процессы происходят исключительно над сушей.
  • Геологический. Подземная циркуляция, в том числе внутри геологических разломов.
  • Глобальный. Общий гидрологический цикл с учетом потерь воды, которая частично безвозвратно утрачивается (часть молекул распадается на кислород и водород под воздействием внешних факторов).

Закрытый временной цикл (полное обновление) для мирового океана составляет около 3200 лет, для глубинных грунтовых вод – около 10 тысяч лет, для поверхностных и паводковых – до 200 лет, для верховодки – до двух месяцев, а для ледников – до 10 лет. В реках вода обновляется в среднем за 15-20 дней, в озерах – за 15-17 лет, в атмосфере – до 10 дней.

Какое значение имеет круговорот воды в природе

Без круговорота воды жизнь на Земле была бы невозможной. Что дает это явление:

  • Обеспечивает равномерное распределение воды и ее перенос в засушливые районы, лишенные выходящих к поверхности и глубоко залегающих грунтовых вод. Это, в свою очередь, важно для жизни растений и сельскохозяйственной деятельности человека. Также благодаря этому обстоятельству исключается полное затопление отдельных локаций.
  • Участвует в формировании климата, способствует равномерному распределению температур, способствует очистке воздуха. Во время осадков влага впитывает вредоносные газы, содержащиеся в воздухе, делая его более пригодным для дыхания.
  • Участвует в геоформировании, распределении питательных веществ, является непосредственной средой обитания сотен тысяч видов флоры и фауны – пресноводных и морских животных, растений.

Уникальная способность воды к самоочищению в процессе многократного испарения и инфильтрации в плотных слоях почвы, а также насыщению минеральными веществами делает ее целебной. Однако антропогенный фактор все сильнее оказывает на естественные процессы негативное влияние.

Антропогенный фактор

Промышленная деятельность человека оказывает на естественные процессы в природе негативное воздействие. Мы уже ощущаем последствия усиления парникового эффекта (глобального потепления), а вопрос запасов чистой пресной питьевой воды все чаще поднимается в странах запада, в большинстве своем лишенных богатых запасов этого бесценного ресурса.

Но в любом случае нельзя отрицать очевидного факта: уровень загрязнения мирового океана за последние несколько десятилетий многократно увеличился. А с учетом того, что цикл обновления даже паводковых вод составляет до 200 лет, необходимо принимать меры по защите экологии и невмешательству в естественные процессы рециркуляции.

Что наиболее важно:

  • Очистка сточных вод – предотвращение прямого антропогенного загрязнения;
  • Контроль использования удобрений и инсектицидов в сельском хозяйстве;
  • Контроль утилизации химических отходов и медикаментов, пластика;
  • Снижение уровня выбросов вредоносных веществ в атмосферу;
  • Государственный контроль использования водных ресурсов.

Эти меры помогут замедлить процессы загрязнения вод мирового океана и снизить их интенсивность. В перспективе это обеспечит возможности для естественной рекреации пресных водоемов.