Veden kiertokulku luonnossa

Veden kierto luonnossa (hydrologinen kierto) , kosteuden vaihtuvuus  on prosessi veden syklisestä liikkeestä maapallon biosfäärissä . Koostuu veden haihtumisen , höyryn kulkeutumisesta ilmavirtojen mukana, niiden kondensoitumisesta , sateesta (sade, lumi jne.) ja veden kulkeutumisesta jokien ja muiden vesistöjen kautta. Vesi haihtuu maan pinnalta ja altaista (joet, järvet, altaat jne.), mutta suurin osa vedestä haihtuu valtamerten pinnalta [1] . Veden kierto sitoo yhteen kaikki hydrosfäärin osat [2] .

Löytöhistoria

Muutama tuhat vuotta sitten Raamattu tallensi yksinkertaisen kuvauksen veden kierrosta luonnossa:

"Hän kerää vesipisaroita, sumusta ne muuttuvat sateeksi, ne vuotavat pilvistä, ne vuotavat anteliaasti ihmisten päälle."

”Tuuli puhaltaa etelään ja palaa sitten pohjoiseen. Se pyörii ympäri ja ympäri, liikkuen jatkuvasti ympyröissä. Kaikki joet virtaavat mereen, mutta meri ei vuoda yli. Siellä missä joet alkavat, ne palaavat virtaamaan uudelleen."

Ajatuksia veden kiertokulusta ilmestyi myös Kiinassa , sitten Intiassa , jossa alettiin käyttää sademittareita  - sademäärän määrittämiseen tarkoitettuja laitteita, eli missä he loivat yhteyden sateen ja jokien veden virtauksen välille. Muinaisessa Kreikassa , Muinaisessa Egyptissä , Lähi-idässä tätä yhteyttä ei toteutunut, koska esimerkiksi Niiliä ruokkineet sateet putosivat jonnekin sen yläjuoksulle ja vettä käytettiin kuivilla alajuoksuilla - muinaisessa Egyptissä. . Lähi-idässä Tigriksen ja Eufratin sateet ja sulamisvedet muodostuivat myös kauas vuorille. Karsti on laajalle levinnyt Kreikassa , ja siksi Aristoteles (384-322 eKr.) uskoi, että joet muodostuvat maanalaisissa tyhjiöissä.

Euroopassa veden kiertokulku tunnettiin vasta 500 vuotta sitten, ja ensimmäiset pohdinnat aiheesta teki Leonardo da Vinci (1452-1519). Joissakin kirjoituksissaan hän ilmaisi ajatuksia, jotka ovat sopusoinnussa nykyaikaisten tieteellisten käsitysten kanssa veden kiertokulusta. Hän korosti Alppien pohjavesikerroksen muodostavien läpäisevien geologisten kivien tärkeyttä , selitti, kuinka pohjavettä täydennetään ja kuinka matalat lähteet syötetään vedellä. Muut tutkijat laajensivat hänen ideoitaan suuresti, mutta tämä tapahtui paljon myöhemmin. Täydellisempiä ajatuksia syklistä hahmoteltiin vuonna 1580 Ranskassa julkaistussa kirjassa Bernard Palissy . Hän mainitsi ensimmäisenä sateet pääasiallisena jokien ravinnon lähteenä.

Veden kiertoa koskevan opin perustaja on ranskalainen P. Perrault (1611-1680), joka tunnetaan paremmin Louvren - Pariisin  kuninkaallisen palatsin - putkiston rakentajana . Paljon myöhemmin Erasmus Darwin (1731-1802), Charles Darwinin isoisä , selitti veden kiertomekanismin ja osoitti, että sade varmistaa veden virtauksen joissa ja osa kosteudesta tulee maahan merestä. Luonnon suuren veden kierron olemuksen ja merkityksen ymmärsi ensin kuuluisa englantilainen tähtitieteilijä Edmund Halley (1656-1742) ja antoi sille nimen "Suuri luonnonilmiö". Hän oli ensimmäinen, joka laski haihtumismäärän valtameren pinnasta.

Suuren panoksen veden kiertokulun tutkimukseen antoi venäläinen tiedemies Alexander Ivanovich Voeikov (1842-1916), jonka sanoista "jokia voidaan pitää ilmaston tuotteena " tuli tunnustettu asema.

Kuvaus

Meret menettävät haihduttua enemmän vettä kuin ne saavat sateen mukana, maalla tilanne on päinvastainen. Noin 84 % kokonaishaihdutuksesta tulee valtamerten pinnalta, ja noin 74 % kokonaissateen määrästä putoaa valtamerien yli [3] . Vesi kiertää jatkuvasti ympäri maapalloa, mutta sen kokonaismäärä pysyy ennallaan.

Kolme neljäsosaa maan pinnasta on veden peitossa. Maan vesikuorta kutsutaan hydrosfääriksi . Suurin osa (97 %) on merien ja valtamerten suolaista vettä ja pienempi osa järvien , jokien , jäätiköiden makeaa vettä , pohjavettä ja vesihöyryä . Alle 1 % kaikesta vedestä on mukana kierrossa, ja suurin osa lopusta varastoituu jään ja lumen muodossa [3] . Maan pinnalle laskevien sateiden kokonaismäärä on suunnilleen yhtä suuri kuin haihtuminen - 519 tuhatta km 3 vettä [4] . Maan pinnalta ilmamassoilla haihduttaman kosteuden poistuminen mereen on merkityksetöntä [1] .

Maapallolla vettä on kolmessa aggregaatiotilassa: nestemäisessä, kiinteässä ja kaasumaisessa. Organismit eivät voi olla olemassa ilman vettä. Missä tahansa organismissa vesi on väliaine, jossa tapahtuu kemiallisia reaktioita , joita ilman organismit eivät voi elää . Vesi on elävien organismien elämälle arvokkain ja tarpeellisin aine.

Jatkuvaa kosteuden vaihtoa hydrosfäärin, ilmakehän ja maan pinnan välillä, joka koostuu haihtumisprosesseista, vesihöyryn liikkeestä ilmakehässä, sen tiivistymisestä ilmakehässä, sateesta ja valumisesta, kutsutaan luonnossa veden kiertokulkuksi. Ilmakehän sade haihtuu osittain, muodostaa osittain tilapäisiä ja pysyviä altaita, tihkuu osittain maahan ja muodostaa pohjavettä [1] .

Veden kierto tapahtuu auringon säteilyn ja painovoiman vaikutuksesta [2] . Aurinko lämmittää valtamerten ja merien vettä, ja se haihtuu vesihöyryksi. Rinnakkainen prosessi tapahtuu myös maalla: vesi haihtuu Auringon lämmittämältä maan pinnalta tai haihtuu kasveista haihtumisen seurauksena . Advektion aikana vesihöyry liikkuu ilmamassojen mukana, kunnes se lopulta löytää itsensä alhaisen lämpötilan vyöhykkeelle. Tämä aiheuttaa kosteuden tiivistymistä pilviin. Pilvet jatkavat liikkumistaan ​​ilman mukana, kun niissä olevat kondensoituneet vesipisarat sekoittuvat, tarttuvat yhteen ja kasvavat kooltaan. Tämän seurauksena vesi putoaa sateena maan tai valtamerten yli; samaan aikaan valtameri haihduttaa ilmakehään enemmän kosteutta kuin se saa sateesta, ja maa päinvastoin saa enemmän kosteutta sateesta kuin se haihtuu siitä.

Osa sateista sataa lumena tai rakeina, räntäsateena ja voi kerääntyä jääpeitteihin ja jäätikköihin, jotka varastoivat jäätynyttä vettä kuukausista kymmeniin tuhansiin vuosiin. Mutta myös tässä muodossa jään merkityksetön vaihto ilmakehän kanssa säilyy: sublimaatio toimii . Aikana, jolloin sedimenttivyöhykkeen lämpötila nousee, alkaa sulaminen ja vesi tulee aktiivisesti näistä lähteistä.

Suurin osa vedestä palaa ilmakehästä sateena. Kasvien lehdet sieppaavat osan sateesta, eivätkä ne pääse maaperään. Maalle päästyään vesi virtaa maan läpi jokien muodossa ja kulkee kohti valtameriä.

Osa tästä vedestä imeytyy maaperään tunkeutumisen seurauksena , tunkeutuu syvälle maahan ja täydentää pohjaveden pohjavesikertymiä, joihin myös kertyy makeaa vettä pitkäksi aikaa. Maan alla, kuten myös sen pinnalla, tapahtuu myös vesimassojen liikettä, ja vesi liikkuu vaihtaen sijaintiaan. Pohjavesi vaihtaa vettä pinnan kanssa lähteiden ja arteesisten kaivojen muodossa (pohjavesipurkaus). Tämä, samoin kuin pieni osa maahan imeytyneestä vedestä, joka ei ole saavuttanut pohjavesikerroksen tasoa, pääsee takaisin pintavesistöihin ja valtamereen.

Osa vedestä poistuu maaperästä, jälleen kasvien toimesta.

Ajan myötä vesi palaa mereen jatkamaan kiertoa.

Koulutustyypit eri muutoksista

Luonnossa on kahdenlaisia ​​veden kiertokulkuja [1] :

1. Suuri kiertokulku - valtameren pinnan yläpuolelle muodostunut vesihöyry tiivistyy, putoaa sateena maalle ja jakautuu kolmeen pääsuuntaan: yksi osa menee pintavirtaukseen; toinen osa imeytyy maahan (maanalainen valuma) ja kolmas osa haihtuu jälleen ilmakehään [4] .
2. Pieni (valtamerellinen) kiertokulku - maan tai valtameren pinnalta haihtunut vesi putoaa jälleen mereen sateen muodossa [4] .

Lisäksi on olemassa paikallinen eli sisämaakierto, jossa maan pinnalta haihtunut vesi putoaa maalle sateen muodossa [5] . Suljetuille vuortenvälisille altaille on ominaista sisäinen kosteuskierto [1] . Lopulta sateet saavuttavat jälleen valtamerien liikkeen aikana .

Määrälliset indikaattorit

Kalenterivuoden aikana planeetan pinnalle sataa noin 577 000 km³ sadetta, mikä antaa keskimääräiseksi kerroskorkeudeksi 1130 mm. Näistä 119 000 km³ on maanpinnan yläpuolella , mikä antaa keskimääräiseksi kerroskorkeudeksi 800 mm, ja 458 000 km³ vuotaa Maailmanmeren yli kerroskorkeudella 1270 mm. Prosentteina ilmaistuna tämä tarkoittaa, että valtameret saavat 79 % sateista, vaikka ne kattavat vain 71 % maapallon pinta-alasta. Maahan sataa siis 21 %. Molemmat napakorkit saavat vain 4% sademäärästä, lähes puolet niiden kokonaismäärästä jakautuu leveysasteille ± 20 ° pohjoiseen ja etelään päiväntasaajasta. Jokien virtaama valtameriin on 47 000 km³ , mikä lisää niiden tasoa 130 mm. Kun otetaan huomioon jokien osuus, käy ilmi, että valtameren pinnasta haihtuu noin 1400 mm vettä vuodessa [6] .

Nopeus

Erilaisten vesien siirtymänopeus vaihtelee suuresti, ja myös virtaus- ja veden uusiutumisjaksot ovat erilaisia. Ne vaihtelevat muutamasta tunnista useisiin kymmeniin vuosituhansiin. Ilmakehän kosteus, joka muodostuu veden haihtumisen seurauksena valtameristä, meristä ja maasta ja esiintyy pilvien muodossa, päivittyy keskimäärin kahdeksan päivän kuluttua.

Eläviin organismeihin kuuluvat vedet palautuvat muutamassa tunnissa. Tämä on aktiivisin vedenvaihdon muoto. Vuoristojäätiöiden vesivarantojen uusiutumisaika on noin 1600 vuotta, napamaiden jäätikköissä paljon pidempi - noin 9700 vuotta.

Valtamerien vesien täydellinen uusiutuminen tapahtuu noin kerran 2700 vuodessa.

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 3 4 5 Veden kiertokulku // Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja  : [30 osana]  / ch. toim. A. M. Prokhorov . - 3. painos - M .  : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1969-1978.
2. ↑ 1 2 Veden kiertokulku // Maantiede. Nykyaikainen kuvitettu tietosanakirja. - M.: Rosman. Toimituksen alaisena prof. A.P. Gorkina.
3. ↑ 1 2 Veden kiertokulku // Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja.
4. ↑ 1 2 3 Veden kiertokulku // Ekologinen tietosanakirja. - Chisinau: Moldavian Neuvostoliiton tietosanakirjan pääpaino. I. I. Dedyu. 1989.
5. ↑ Veden kiertokulku (kosteuskierto) luonnossa // Geologinen sanakirja: 2 osassa. - M.: Nedra. Toimittanut K. N. Paffengolts ym. 1978.
6. ↑ S. P. Khromov, M. A. Petrosyants. Maapallon vesitase // Meteorologia ja klimatologia. - 5. - M  .: MGU, 2001. - S. 323-324. — 528 s. - LBC  26.23 . - UDC  551,5 . — ISBN 5-211-04499-1 .

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Hienoa norjalaista Iso venäläinen Suuri Neuvostoliitto (1 painos) Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4189218-5 J9U : 987007533737605171 LCCN : sh85063450 NKC : ph194817