Світовий водний баланс

У основі сучасного методу розрахунків водного балансу Землі лежить система рівнянь, яку застосовував ще Э. Брикнер (1905). Ці рівняння наступні:

для периферійної частини суші -

Ep = Pp - Rp (1)

для областей, позбавлених виходу до моря (безстічних), -

Еа = Ра (2)

для Світового океану -

Em = Pm + Rp (3)

для усієї земної кулі -

E = Et + Em = P (4)

де Ер - випар з периферійної частини суші

Рр - атмосферні опади на периферійну частину суші

Rp - річковий стік з периферійної частини суші,

Еа і Ра - випар і опади в областях, позбавлених стоку в океан,

Ет і Рт - випар і опади Світового океану

Е і Р - випар і опади на усій земній кулі

Еt - випар з поверхні усієї суші.

Ця система рівнянь дозволяє найекономніше вирішувати завдання світового водного балансу. Так, з десяти елементів, що фігурують в рівняннях, досить мати в розпорядженні дані про чотирьох, щоб отримати усі інші. У варіантах розрахунків, вироблених різними авторами, в числі цих чотирьох початкових приймаються різні елементи. Так, водний баланс периферійної частини суші можна розрахувати, знаючи опади і стік або випар і опади. Як показано в попередньому розділі, перший з цих варіантів слід вважати за краще.

Для замкнутих областей суші треба знати один з двох елементів цього співвідношення - прийнятніше опади, по-скольку їх облік точніший, ніж випари.

Що стосується третього рівняння, то для океану атмосферні опади оцінюються дуже приблизно, оскільки острівні дощомірні станції є не скрізь і вони не завжди відбивають умови відкритого океану. Суднові ж спостереження, із зрозумілих причин, важко узагальнювати, не кажучи вже про їх неповноту. Так же недостатньо досконалий характер носять і розрахунки випару. Найбільш надійний облік припливу річкових вод в океан, який раніше оцінювався в 100 мм, а тепер в 110 мм, але цей елемент балансу складає менше 10% витрати води на випар з поверхні океану, і не від нього залежить точність розрахунків балансу цієї ланки кругообігу води. В цілому ж водний баланс океану вивчений ще недостатньо, але для оцінки достовірності його основних елементів не існує цілком твердих критеріїв. Надалі цілком можливі істотні уточнення даних про осідання, випадні в океані, а звідси і випари.

Слідує, проте, відмітити, що усі відомі дані з цієї проблеми нині несумірно надійніше, ніж у минулому. Істотну роль тут зіграла поява карт опадів і річкового стоку. Заслуговують також на увагу в цьому відношенні дослідження М. І. Будыко (1956, 1971), який у своїх розрахунках поєднує рішення теплового і водного балансу. Такий підхід служить для взаємного контролю елементів теплового і водного балансу, що в теоретичному відношенні переважно, хоча цей метод з вказаних вище причин не завжди забезпечує необхідну точність при визначенні річкового стоку, особливо якщо він відноситься до окремих частин суші.

Ці таблиці. 9 відбивають результати моїх останніх розрахунків світового водного балансу. Розрахунки вироблені по приведених чотирьом рівнянням. Опади для суші визначені по світовій карті, опублікованій під редакцією О. А. Дроздова (Кузнєцова і Шарова, 1964), з деякими доповненнями по матеріалах і картах для тих районів, на території яких опади були раніше найслабіше вивчені.

Порівняно з попереднім варіантом, опублікованим у Фізико-географічному атласі світу (1964 р.), найбільш суттєві зміни окремих елементів світового водного балансу торкнулися материкової ланки кругообігу води. В результаті використання нових даних для деяких районів дані про осідання для периферійної частини суші збільшилися на 5000 км3, або приблизно на 5%, що є досить істотним уточненням, особливо якщо врахувати, що в останні десятиліття опади для суші досить добре вивчені. При цьому збільшення даних про осідання не менше чим на 1000 км3 сталося за рахунок Антарктиди. Але виявилося також, що опадів випадає більше, ніж предпо-лагалось раніше, в Європі, Азії і Південній Америці. В той же час уявлення про осідання по Африці і Північній Амери-ке були дещо перебільшені. Збільшення даних про річковий стік периферійної частини суші трохи більше чим на 4400 км 3 сталося в основному (майже на 2500 км3) за рахунок нових, хоча ще і не цілком надійних даних по стоку Амазонки, майже на 1140 км3 - по стоку Антарктиди, приблизно на 1200 км3 з гаком - по стоку Європи (у тому числі за рахунок обліку стоку Ісландії і уточнення стоку на Скандинавському півострові), Азії і Північної Америки. В той же час дані про стік Африки зменшилися на 430 км3.

Усі ці уточнення в оцінці стоку сталися в результаті появи нових початкових даних, ретельнішого картографування, особливо в посушливих районах, де на додаток до раніше прийнятої мінімальної ізолінії стоку в 50 мм в останньому варіанті карти річкового стоку введені ізолінії 20 і 10 мм. Крім того, деякого уточнення величин стоку вдалося досягти в гірських районах, особливо в СРСР, в Альпах, частково в Скелястих горах і в Андах. Звичайно, нові дані представляють істотний крок вперед в розвитку уявлення про світовий водний баланс, але головний результат я бачу в тому, що в основі нового варіанту розрахунків світового стоку лежить комплексний метод, який дозволяє глибше проаналізувати походження і шляхи перетворення річкового стоку, по суті уперше отримати уявлення про возобно-вимых в процесі кругообігу підземних водах, а також про ресурси грунтової вологи. Усім цим питанням присвячена наступна глава.

Стік води і льоду в океан з Гренландії і Канадського Арктичного архіпелагу, за останніми розрахунками, виявився близьким до прийнятого мною в розрахунках 1940 і 1964 рр. Такий збіг не випадковий, оскільки вже в 30-х роках для Гренландії були досить повні уявлення про осідання. Якщо прийняти коефіцієнт стоку для цього району покривних ледни-ков в 0,9, то шар стоку вийде рівним 180 мм, а річний об'єм стоку - 700 км3.

Таблиця 9