3.2 Водный баланс круговорота воды

Количественно круговорот воды характеризуется водным балансом. Все составляющие водного баланса можно разбить на две части: приходную и расходную. В целом для земного шара приходную часть водного баланса составляют одни атмосферные осадки. Приток водяных паров из глубоких слоев земли и их конденсация играют ничтожную роль. Расходная часть для земного шара в целом состоит только из испарения. Таким образом, уравнение Мирового водного баланса будет иметь вид:

Е_о + Е_пс+ Е_зс = Х_о + Х_пс + Х_зс

Е_зш = Х_зш

где Ео, Епс, Е_зс — соответственно испарение, а Х₀, Х_пс, Хзс, Х_зш — осадки с поверхности океана, периферийной части суши, замкнутой части суши, в целом на земном шаре.

В течение года в Мировом влагообороте принимает участие всего 0,037% общей массы гидросферы. Так как скорость переноса отдельных видов воды неодинакова, то и время их расходования и возобновления различно (табл. ). Наиболее быстро возобновляются биологические воды, входящие в состав растений и живых организмов. Смена атмосферной влаги и запасов воды в руслах рек осуществляется за несколько дней. Запасы воды в озерах возобновляются в течение 17 лет, в крупных озерах этот процесс может длиться несколько сот лет. Так, в озере Байкал полное возобновление водных запасов происходит в течение 380 лет. Наиболее длительный период восстановления имеют запасы воды в подземных льдах зоны многолетней мерзлоты — 10000 лет. Полное возобновление океанических вод происходит через 2500 лет. Однако за счет внутреннего водообмена (морских течений) воды Мирового океана в среднем совершают полный оборот в течение 63 лет.

3.3 Значение круговорота воды

Круговорот воды играет громадную роль в географической оболочке. В процессе круговорота воды осуществляется перераспределение тепла. Тепло, затрачиваемое на испарение в одном месте, высвобождается при конденсации влаги в другом. Круговорот воды — важнейшее звено в энергетическом обмене между гидросферой и атмосферой. Скрытая энергия, поступившая в атмосферу с водяными парами с поверхности земного шара, частично преобра­зуется в механическую энергию, обеспечивающую перемещение воздушных масс. Наряду с энергетическим обменом, взаимодей­ствие гидросферы и атмосферы в процессе влагооборота сопровождается и обменом веществами (газовый и солевой обмен).

4. Тепловой режим океанов и морей

Поверхность океана способна поглощать 99,6% поступают, на нее солнечного тепла, тогда как для суши этот показатель paвен всего 55 – 65%. Благодаря этому и большой теплоемкости воды, океан представляет собой мощный аккумулятор тепла, оказывающий исключительно большое влияние на температурные условия прилегающих слоев атмосферы. Велико термическое воздействие океана и на климат прилегающих окраинных континентов. Приход и расход тепла в океане (тепловой баланс) определяют ход температуры воды.

В октябре 1994 г. престижный научный журнал «Nature» вышел с фотографией и заголовком статьи «A line in the sea» на обложке. Речь шла о линии в Тихом океане, увиденной и сфотографированной американскими космонавтами с борта станции. Сбылась мечта романтиков, искавших видимую черту, разделяющую Северное и Южное полушария, правда, она оказалась на несколько градусов севернее экватора. К счастью, явление удалось сразу же исследовать с самолета и с научного судна. Эта линия (более 200 км длиной и около 1 км шириной) образовалась во время цветения диатомей Rhizosolenia, когда наиболее благоприятные условия для ее размножения локализовались вдоль узкого фронта так называемой волны тропической неустойчивости. Суть явления в том, что довольно часто воды теплого тропического течения, расположенного на несколько градусов севернее экватора, непосредственно соприкасаются с более холодными водами, движущимися в противоположном направлении — вдоль экватора. В результате возникает резкий фронт, когда холодные воды подтекают под теплые и вместе опускаются вниз. Причем скорость опускания холодных вод в данном случае достигала 1см/с, а теплых была гораздо ниже. Таким движением вод сразу же воспользовались диатомеи: на фронте образовалось скопление водорослей очень высокой плотности, при этом концентрация хлорофилла увеличилась до 30 мг/мЗ, т.е. более чем в 100 раз. (Поэтому так хорошо была видна зона цветения с борта космического корабля.) Клубки или маты, в которые соединились диатомеи, не толь ко удерживались в верхних слоях теплой воды, не давая им опускаться, но и увлекаемые холодным течением на сорокаметровую глубину вновь поднимались к поверхности. За время этого вояжа они, видимо, набирались биогенов, так как, оказавшись на свету, начинали интенсивно размножаться Как оказалось, миграции Rhizosolenia на глубине 50

Средняя температура вод Мирового океана составляет 3.8°С. Главный резервуар тепла в Мировом океане находится к северу от Новой Гвинеи (29–30° С).

В открытом океане температура варьирует в значительно большей степени, чем соленость: от-2°С (вода не замерзает из-за высокого содержания солей) в полярных широтах до +33°С в Персидском заливе в августе. Амплитуда годовых колебаний температуры воды у поверхности наиболее заметна между 20° и 50° широты. В северо-западных частях Тихого и Атлантического океанов годовая амплитуда достигает 15°С (Новая Англия) и 17°С (Хонсю). Во внутренних морях (Черное, Японское) годовая изменчивость температуры еще выше и достигает 20°С.