2.3. Распространение света и звука в воде

Свет в воде. Свет, которое подает на поверхность воды, частично отражается от ее, проникает на некоторую глубину, где поглощается и разсейваецца молекулами воды и завіслымі частичками веществ. При вертикальном падении света оно отражается только на 2 %. Из уменьшением угла падения к 30о - 5о величина отраженного света увеличивается, соответственно, на 25 - 40 %. При ветравом волнения степень отражения падающей радиации выразительно возрастает. Да, например, при отсутствии ветру (штиль) отражение склаае около 5 %, а при легком и сильном хваляваніі - 15 - 30 %.

Зависимость суммарной годовой солнечной радиации, которая подает на поверхность водоемов, от широты местности отображает таблица 0.

Таблица

Зависимость суммарной солнечной радиации от географической широты

Географическая

широта,

град. N60 54 42 30 10 0 10 30 42 52 60S

Годовое падение радиации,

кдж/см2

300 326 475 480 605 585 635 615 465 370 340

В озерах и водохранилищах с прозрачностью 1-2 м на глубину 1 м проникает не больше 5-10 % всей радиации, которая достигает их водной поверхности. Поглубже 2 м от ее остается десятые уделы працента, что састаўляе всего 0,015-0,04 Дж/см мин. (черт. ). В крупных и чистых азёрахз прозрачностью 10-20 м солнечная радиация проникает поглубже. По Хатчынсану белый диск (Секкі) исчезает на глубины, куда проникает всего 5 % общей солнечной радиации, что и соответствует величине празрыстаці. Состояние погоды практично не оказывает влияния на точность измерения прозрачности. Ошибки возможный только при небольшой глубине водоема, когда чапстка света отражается от дна водоема.

В соответствия из постепенным угасаннем солнечного света из глубиной вся толща воднаймасы рздзяляецца на зоны по степени ее освещенности. Верхняя зона, где освещенность достаточно для процессо фотасінтеза, называется эфатычнай. Подальше идет сумеркавая зона (дісфатычная). Зона, куда практично свет не проникает называется афатычнай.

Звук, электричество и магнетизм в воде. Звук, электричество и магнетизм исполняют в основном сигнальную роль, как средство отношений, ориентации, и оценки среды. Восприятие звука в воде гідрабіёнтамі значительно лучше, чем в наземных. Звук в воде распространяется значительно скорей и подальше. Некоторые гідрабіёнты успрыймайюць інфрагукавыя покачивания, благодаря почему они "слышат" звуки, которые возникают от трения волн о воздух (8-13 Гц). Поэтому они раньше дознаются о приближении шторма и отплывают от берегов и т.д.

Большая значимость имеют шумовые нагрузки, звязаные из деятельностью человека (работа моторов, турбин, подводного рушения, сейсмаразведкі и др.) на жизнь гідрабіёнтаў. Некоторые гідрабіёнты могут аріентавацца в магнитных полях. Периодические покачивания магнитного поля Земли служат гідрабіёнтамм хорошим датчикам времени. Магнитное поле Земли влияет на на выбор рыбами міграційных шляхов.

Глава 3 Движение воды в природе

3.1. Сток воды в природе как мировой процесс

Объем воды вселенной складывает около 1,386 млрд км3. Основная часть ее (96,5 %) заключена в Мировом океане, который покрывает 71 % поверхности Земли. Суша главным образом сконцентрирована в северном полушарии (39 %), в южном на участь суши приходиться только 19 %. Поверхность суши общий уклон в направления океанов и моров, в ли сторону замкнутых бязсцёкавых областей, согласна из каким вода постоянно двигается, пополняется атмосферными осадками, участвует а единственным мировым процесса стока.

Часть суши, из какой рэки несут свои воды в моры и океаны Мирового океану называется областью внешнего стока (78 %). Та часть поверхности, из какой вода стекает в замкнутые водоемы и которая не мои стока в океан, называется областью внутреннего стока (22, %), бязсцёкавай ли областью.

Большая часть воды находиться в Мировом океане. Но большие ее запасы входят в состав влаги почвы, ледников, озер, болот. Вода течет по поверхности земли и в рэках (поверхностный сток), прослеживается в грунтах (подземный сток), находиться в парообразном состоянии в воздухе и двигается вместе из воздушными массами. Однако, пресная вода складывает всего-навсего 2,53 % от общего объема воды гидросферы, но ее роль в жизни человека и природы тяжело переоценить.

Общий объем речного стока воды из поверхности суши складывает 46800 км3 в год. Вместе из речным стоком непосредственно в океан стекает 2200 км3 подземных вод. Ледниковый сток Антарктиды и арктических островов складывает 3700 км3. Количество воды воздуха приблизительно равно 13000 км3.

Вода на Земле находиться в безперапынным движения. Она переходить из одного состояния во второй, перемещается по рэкам, ручьям в азеры, моры, выпаривается из поверхности водоемов и водотоков в воздуха. Главной причиной таких движений воды является уклон поверхности Земли и солнечная энэргія.

Тепловая энэргія обусловливает як все працэссы в атмосферы и гидросферы (выпаривание, осадки, ветры, цячэнні и т.д.), да и все явления органической и неорганической жизни на Земле. Выпаривание воды и образование воблакаў, выпадение осадков в выглядз дождя и снегу, таянне ледников и течения рек, высушэнне почвы и водоемов, безперапынна происходят в природе как самостоятельные звення общего кругавароту воды на земном шаре.

Количество выпаренной воды за год из поверхности Земли складывает 577 км3. Большая ее часть (505 тыс км3) приходиться на Мировой океан и только 72 тыс. км3 - на сушу. Для выпаривания такого количества воды требуется около 3 10 20 ккал, ли 22 % от всей солнечной энэргіі, которая достигает паверх'ні Земли.

Под влиянием солнечного тепла вода выпаривается из апверхні океанов, моров и вторых водоемов, подымается в воздуха в виде водяной пары и переноситься вместе из воздухом на тысячи километров. В соответствующих условиях водяная пара конденсируется и образовывает воблакі, которые дают осадки в виде дождя, снегу, града и т.д. Последние прослеживаются в почву и дополняют подземные воды, стекают по склонам, образовывают ручьи, речки. Вторая часть воды опять выпаривается и возвращается в воздуха. Вода по рэкам вместе из подземным стоком опять попадает в моря, океан, выпаривается из их поверхности. Затем протекает перенос водяной пары и возвращение по поверхности земли в виде осадков. Этот нясупынны и замкнутый процесс обмена влагой между землей и паветрай, литосферой и гидросферой называют кругаваротам воды в природе.Отличают два виды кругавароту: малый и большой.

Большая часть воды, которая выпаривается из паверхнія океана или море, опять возвращается на их поверхность в виде осадков. Влага, поднимается вверх, конденсируется и возвращается в моря и океан и завершает таким образом малый, или океанический кругаварот воды, в котором участвует только океан (море) и атмосфера.

Вторая часть водяной пары переноситься вместе из воздушными массами на сушу и дает осадки. Атмосферные осадки пополняют водой рэки, озера, болота, подземные воды и в виде речного и подземного стока по уклонам поверхности Земли возвращаются в моря, океан. Это большой кругаварот, который в свою очередь включает местный, или унутрымацерыковы кругаварот влаги.

Местный кругаварот влаги протекает непосредственно на суши, когда часть выпаўшых атмосферных осадков опять выпаривается и опять конденсируется (превращается в воблакі), а затем выпадает в виде дождя или снегу на поверхность Земли. Эта влага, к тако чтобы ворочаться в океан, здзясняе несколько местных кругаваротаў и обеспечивает влагой сушу, которая находиться далеко от океана или море.

На суши всегда можно найти участки, какие наклоненный в сторону замкнутых котловин, бязсцёкавых озер. Это да называемые области внутреннего стока, которые находятся на суши и не имеют выхождения в сторону океана (Орало-Каспийский бассейн, бязсцёкавыя области Средней Азии, озеро Угар в Африке, Большой бассейн в Северной Америке. Условно на территории Беларуси можно найти такие небольшие тэрыіорыі из малышками бязсцёкавымі озерами, которые кроме подземного стока не имеют прямого выхождения поверхностных вод в рэки.

Когда учитывать, что в течение значительного периода геологического времени объем воды на Земле практично не меняется, то и количество воды каждый год в кругавароце практично неизменно. А то есть, что основные састаўныя части кругавароту (осадки, выпаривание, сток) находятся в раўнаважным станет и его можно отобразить в виде уравнения водного баланса, которое соответствует приходу и расхода воды над океаном и сушей. Для разных областей суши такое уравнение моей своей особенности:

Для Мирового океану (малый кругаварот)

Zo = Xo + Yo ( 1 )

Для перэфірыйнай части суши

Zс = Xс - Yс ( 2 )

Для областей внутреннего стока суши

Zб = Xб ( 3 ),

Где Х - осадки, Z - выпаривание, Y - сток , соответственно над океаном (о), на суши (с) и в областях внутреннего стока (бы).

Когда сложить ураўнені 1, 2, 3, то получим уравнение водного баланса Земли:

Zо + Zс + Zб = Xо + Xс + Xб, (4)

Zзш ли = Xзш, (5)

где Zзш - испарение на Земле, Xзш - осадки на поверхность Земли и Океан.

Приведенные уравнения при условиях, что за многолетний период увеличение количества воды в мнагаводны год кампенсіруецца ее потерями в засушливые. Однако в отдельные годы, периоды из разным увлажнением общее количество воды на Земле, или на отдельных материках может увеличиваться, уменьшаться ли. Тогда уравнения 1, 2,3.4,5, соответственно, можно записать в следующем виде:

Zo = Xo + Yo ±?Vо (6)

Zс = Xс - Yс ±?Vс (7)

Zб = Xб ±?Vб (8)

Zзш = Xзш ±?Vзш, (9)

где, ?Vо, ?Vс, ?Vб, ?Vзш - изменения количества воды за расчетный год (период) в океане, на переферыйнай и бязсцёкавай частях суши и Земном шаре.

Таким образом, кругаварот влаги на Земле происходит в итога взаимодействия трех процессов: образование и выпадение осадков, выпаривание из водной поверхности и из земли и стока из материков. При этом выпаривание является единственным путем потерь воды из поверхности океану ісушы. Як вытекает из приведенных уравнений 4 и 5 сток воды не изменяет общего количества воды на Земном шаре. Он только распределяет ее памімж материками и океанами, а то есть, что сток является одним из наиболее важных мировых процессов.

3.2. Унутрымацерыковы кругаварот воды

В природе кругаварот воды протекает довольно сложна. Да, например, в образования осадков, которые выпадают на материки, участвует влага принесенная из акияна, и вильгаць, которая выпаривается из cушы и затем опять перемещается вместе из воздухом вглубь суши. Часть выпаўшай влаги опять выпаривается, конденсируется и дает новые осадки. Таким образом, происходит унутрымацерыковы кругаварот влаги.

Общее количество осадков, которые выжги на какой-либо местности, включает в себя "внешних" и "местных" (Z) осадков данной территории:

X = Xа + Xz.

Часть водяной пары, которая поступила снаружи и образовалась на данной местности, будет вынесена воздухом за ее границы. Их количество будет равно сумме X - Xa и Z - Xz.

В среднем за многолетний период водный баланс разглядяемай территории будет иметь вид:

X = Z + Y,

где X, Z, Y - средние многолетние значимости X, Z, Y, так как Z = Xz + c, а X = Xa + Xz, Xa = c + Y.

Когда знать значимости Х и Ха, можно определить коэффициент абароту влаги, который показывает сколько раз поступившая снаружи водяная пара выпадает в виде осадков в течение полного абароту влаги данной местности, пока она не будет вынесена речным и воздушным стокам за ее границы: К = Х/Ха. Значимость этого показателе возрастает из увеличением участи "местных" осадков. Коэффициент абароту влаги увеличивается вглубь суши и из увеличением площади местности, так как в обоих случаях увеличивается роль осадков, которая образовывается благодаря местному выпариванию. Да, для Русской равнины его значимость покачивается от 1,20 для Европы к 1,55 для Азии. На его значимость может повлиять деятельность человека (мелиорации, изменения в стока и т.д.).