Часть I. Круговорот воды в природе и водные ресурсы земли Модуль 1.1. Вода на земном шаре.

Вы будете изучать

• Количество воды на земном шаре.

• Изменение количества воды на земном шаре.

• Круговорот теплоты на земном шаре и роль в нем природных вод.

• Круговорот воды на земном шаре.

• Глобальный круговорот воды (гидрологический цикл).

• Внутриматериковый влагооборот.

• Водообмен.

• Влияние антропогенного фактора на круговорот воды.

Цели модуля

• Изучить количественные характеристики воды на земном шаре.

• Рассмотреть круговорот воды и теплоты на земном шаре и роль в нем природных вод.

• Дать представление о глобальном круговороте воды, внутриматериковом влагообороте и водообмене.

• Обсудить влияние антропогенного фактора на круговорот воды.

После изучения модуля вы сможете

• Иметь представление о количестве воды на земном шаре и о его динамике.

• Знать основные закономерности и физические причины круговорота воды и теплоты на земном шаре.

• Понимать значение выражений: глобальный круговорот воды (гидрологический цикл); внутриматериковый влагооборот; водообмен.

• Проводить анализ и оценку влияния антропогенного фактора на круговорот воды.

Основная литература

• Болгов М. В. Современные проблемы оценки водных ресурсов и водообеспечения / М.В. Болгов, В.М. Мишон, Н.И. Сенцова. - М.: науч. изд. «Наука» , 2005. – 318 с.

• Вода или нефть? Создание Единой Водохозяйственной Системы / Д.В. Козлов, И.П. Айдаров, Л.Д. Раткович, И.С. Румянцев и др.; под общей редакцией проф., д.т.н. Д.В. Козлова. – М.: МППА БИМПА, 2008 – 456 с.; ил. – (Научное издание).

• Данилов-Данильян В.И. Водные ресурсы – стратегический фактор долгосрочного развития экономики России. – М, 2008.

• Михайлов В.Н. Гидрология: Учебник для вузов / В.Н. Михайлов, А.Д. Добровольский, С.А. Добролюбов. – 2-е изд. исп. – М.: Высш. шк., 2007. – 463 с.: ил.

• Яковлев С.В., Губий И.Г., Павлинова И.И. Комплексное использование водных ресурсов: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2008 – 383 с.

Дополнительная литература

• Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2007 году» – М.: НИА – Природа, 2008 . – 408 с.

• Государственный водный кадастр. Обобщенные данные использования воды за 2006 г. – М.: ОАО Воднииинформпроект, 2007.

• Козлов Д.В., Раткович Л.Д. Использование и состояние водных ресурсов в условиях современного развития водохозяйственного комплекса Российской федерации // Деловая слава России, вып. 1 (6), 2008. С. 20-26.

Ключевые слова

Круговорот воды, круговорот теплоты, гидрологический цикл, внутриматериковый влагооборот, водообмен, период условного водообмена; период условного возобновления вод, область внешнего стока, область внутреннего стока, антропогенный фактор.

1. Водные ресурсы земли

Важнейшей особенностью природных условий Земли является круговорот воды. Он осуществляет в глобальном, региональном и местном масштабе обмена веществом и энергией, служит основой единства природы, обеспечивает возобновление части природных ресурсов и играет решающую экологическую роль. Движение воды на планете сопровождается переносом растворенных и взвешенных веществ, теплоты, кинетической энергии. Вода – причина процессов выветривания, основа денудационных и эрозионно-аккумулятивных процессов.

Распределение суши и воды на земном шаре. Площадь поверхности Земли 510 млн км². Из этой площади водами Мирового океана покрыто 361 млн км² (71 %), а площадь суши составляет 149 млн км². В Северном полушарии соотношение воды и суши 61:39, в Южном 61:19. Таким образом, более ²/з поверхности нашей планеты покрыто водной оболочкой, состоящей из океанов и морей; причем особенно существенно вода преобладает над сушей в Южном полушарии.

Общая площадь водных объектов на поверхности суши (ледников, озер, водохранилищ, рек, болот) составляет 21,5 млн. км², или 14,4% площади суши. Если не учитывать ледники, то на остальные водные объекты суши останется всего 5,2 млн. км² (3,5 % площади суши).

Таким образом, общая площадь водных объектов на поверхности Земли составляет: 361 млн. км² (океаны и моря)+ 21,5 млн. км² (водные объекты суши, включая ледники) = 382,5 млн. км², т. е. 75 % или 3/4 поверхности планеты.

Общий объем воды в водных объектов на земном шаре около 1390 млн. км³, при этом на долю Мирового океана приходится 96.4%. Из полных объектов суши наибольшее количество воды содержат ледники – 25,8 млн. км³ (1,86 % всех вод на Земле). Из этого количества воды на долю ледников Антарктиды, Гренландии и островов Арктики приходится соответственно 89,8; 9,7 и 0,3 %. На горные ледники остается всего 0,2 %.

Большие сложности представляет оценка содержания воды в земной коре (литосфере). Часть подземных вод, представленная капиллярными и гравитационными водами, находящаяся на глубинах с абсолютными отметками под поверхностью суши до минус 2000 м и участвующая в круговороте воды в природе, должна быть отнесена к гидросфере. Она оценивается гидрологами в 23,4 млн. км³ или 1,68 % общего объема вод на Земле. Некоторые исследователи приводят несколько большие величины: М. И. Львович – 60 млн. км³, А. Ф. Макаренко – 86,4 млн. км³. К водам, находящимся в литосфере, относят также подземные льды зоны многолетней («вечной») мерзлоты объемом 300 тыс. км³ (0,022 % объема всех вод).

Некоторый объем воды находится в живых организмах биосферы (растениях и животных). Считают, что масса живого вещества на Земле 1,4·10¹² т. Если принять, что содержание воды в живых организмах в среднем 80 %, то получим массу воды в организмах, равную 1,12·10¹² т, что и дает объем «биологической воды» немногим более 1 тыс. км³.

В атмосфере в среднем постоянно присутствует около 13 тыс. км³ влаги в виде водяного пара, капель воды, кристалликов льда. При этом 90 % воды находится в самом нижнем слое атмосферы – на высотах 0–5 км. Объем атмосферной влаги мог бы дать слой воды на поверхности Земли, равный всего 25 мм.

Важное значение имеет оценка количества на Земле пресной воды – наиболее ценных для человека природных ресурсов. Всего на планете 36,7 млн. км³ пресных вод (2,65 % общего объема вод). Главные аккумуляторы пресной воды – ледники, пресные подземные воды, подземные льды в зоне многолетней мерзлоты, пресные озера. Из общего количества пресных вод на Земле на твердую фазу (лед) приходится 71 %, на жидкую фазу — 29 %.