- •Ющенко ю.С.
- •Чернівці Зелена Буковина 2005
- •Наука про природні води
- •Предмет і об’єкт гідрологічних досліджень
- •1.1.1. Уявлення про природні води до Нового часу
- •1.1.2. Формування основ наукової гідрології
- •1.1.3. Сучасна гідрологія
- •1.1.4. Природні води — об’єкт дослідження гідрології
- •1.1.5. Різноманітність водних об’єктів Землі
- •1.1.6. Колообіги та циркуляції природних вод
- •Середньорічний водний баланс Землі [12]
- •1.1.7. Зміни водних об’єктів в часі
- •1.1.8. Основні гідрологічні поняття та терміни
- •Фундаментальні основи гідрологічних досліджень
- •1.2.1. Молекули та надмолекулярні структури води
- •1.2.2. Агрегатні стани та фазові переходи води
- •1.2.3. Густина води
- •1.2.4. Теплові властивості води
- •1.2.5. В’язкість, поверхневий натяг та змочування
- •1.2.6. Деякі фізичні властивості снігу та льоду
- •1.2.7. Умови перебування води в ґрунтах та породах
- •1.2.8. Механіка рідини і дослідження природних вод
- •1.2.9. Основи статики природних вод
- •1.2.10. Загальні поняття та визначення гідродинаміки
- •1.2.11. Види руху водних потоків
- •1.2.12. Два режими руху рідини
- •1.2.13. Рівняння нерозривності
- •1.2.14. Рівняння Бернуллі
- •1.2.15. Рух поверхневих водотоків
- •1.2.16. Спокійні та бурхливі потоки
- •1.2.17. Приклади ламінарного руху
- •1.2.18 Течії у водойомах
- •1.2.19. Хвилі у воді
- •1.2.20. Стратифікація, стійкість та перемішування природних вод
- •1.2.21. Природні води як хімічний розчин
- •1.2.22. Основні типи домішок у природних водах
- •Головні іони в океанічних водах (за с. Бруєвичем)
- •1.2.23 Гідрохімічна класифікація природних вод. Зміни їх складу
- •1.2.24. Забруднення та якість природних вод
- •Методи гідрологічних досліджень
- •1.3.1. Математичні методи, інформатика
- •1.3.2. Системний підхід
- •1.3.3. Експеримент та моделювання
- •1.3.4. Порівняння, типізація, класифікація
- •1.3.5. Історичний метод
- •1.3.6. Прогнозування
- •1.3.7. Експедиційний метод
- •1.3.8. Вимірювання, спостереження, моніторинг
- •1.3.9. Балансові методи
- •1.3.10. Картографічні методи
- •1.3.11. Географо-гідрологічні методи
- •1.3.12. Еколого-гідрологічні методи
- •Гідрологія водних об’єктів
- •Гідрологія океанів і морів
- •2.1.1. Поділ Світового океану
- •Основні характеристики океанів
- •2.1.2. Рельєф дна та донні відклади Світового океану
- •2.1.3. Розподіл основних гідрологічних характеристик та водні маси океану. Процеси перемішування
- •2.1.4 Морський лід
- •2.1.5. Морські хвилі
- •2.1.6. Припливи в океані
- •2.1.7. Морські течії
- •2.1.8. Рівень океанів і морів
- •2.1.9. Життя в океані
- •2.1.10. Моря України
- •Гідрологія льодовиків
- •2.2.1. Процеси утворення льодовиків
- •2.2.2. Рух льодовиків
- •2.2.3. Розповсюдження, основні типи, будова та гідрографічна сітка льодовиків
- •2.2.4. Баланс та режим льодовиків
- •2.2.5. Процеси та явища пов’язані з льодовиками
- •Гідрологія підземних вод
- •2.3.1. Походження підземних вод
- •2.3.2. Класифікації підземних вод
- •2.3.3. Води зони аерації
- •2.3.4. Ґрунтові води
- •2.3.5. Артезіанські води
- •2.3.6. Підземні води у тріщинуватих та закарстованих породах
- •2.3.7. Структури підземної гідросфери
- •2.3.8. Рух підземних вод
- •2.3.9. Підземний стік
- •2.3.10. Природні явища та процеси пов’язані з підземними водами
- •Гідрологія річок
- •Найбільші річки світу
- •2.4.1. Річкові системи
- •2.4.2. Річкові водозбори
- •2.4.3. Річкові долини
- •2.4.4. Русла та заплави річок
- •2.4.5. Рух води в річках
- •2.4.6. Поняття про водний режим річок
- •2.4.7. Процеси водного живлення річок
- •2.4.8. Аналіз водного режиму річок
- •2.4.9. Рівневий режим річок
- •2.4.10. Утворення та основні характеристики річкових наносів
- •2.4.11. Основні категорії та стік наносів
- •2.4.12. Поняття про русловий процес річок
- •2.4.13. Типізації та класифікації руслового процесу
- •2.4.14. Термічний режим річок
- •2.4.15. Льодовий режим річок
- •2.4.16. Гідрохімічний режим та особливості гідробіології річок
- •Гідрологія озер
- •Найбільші озера світу
- •2.5.1. Котловини озер
- •2.5.2. Морфометрія та морфологія озер
- •2.5.3. Термічний режим озер
- •2.5.4. Льодовий режим озер
- •2.5.5. Динаміка озер
- •2.5.6. Водний режим озер
- •2.5.7. Гідрохімічні та гідробіологічні особливості озер
- •2.5.8. Донні відклади озер
- •Гідрологія особливих типів водних об’єктів
- •2.6.1. Сніговий покрив
- •2.6.2. Гідрологічні явища та процеси в зоні багаторічної мерзлоти та холодного клімату
- •2.6.4. Гідрологія водосховищ
- •2.6.5. Канали та гідромеліоративні системи
- •2.6.6. Гідрологія боліт
- •2.6.7. Гідрологія гирл річок
- •Типи гирлових областей річок
- •Загальні гідрологічні явища та процеси
- •Природні води і атмосфера Землі
- •3.1.1. Кліматична система Землі і природні води
- •Характеристики складових кліматичної системи Землі
- •3.1.2. Взаємодія океану та атмосфери
- •3.1.3. Атмосферна ланка колообігу води
- •Водний баланс та стік води з суходолу
- •3.2.1. Водний баланс територій
- •3.2.2. Формування стоку
- •3.2.3. Стік води в річках
- •Природні води і тверде тіло Землі
- •3.3.1. Літосфера та підземні води
- •3.2.2. Ендогенний вплив на поверхневу гідросферу
- •3.3.3. Природні води і рельєф
- •3.3.4. Гідрогенні відклади та акумулятивні утворення
- •Природні води та еволюційні процеси
- •3.4.1. Еволюція географічної оболонки та її складових
- •3.4.2. Біогенний етап розвитку природних вод
- •3.4.3. Антропогенний етап розвитку природних вод
- •Заключення Новітній етап розвитку гідрології
2.2.4. Баланс та режим льодовиків
Живлення льодовиків відбувається за рахунок:
1) твердих вертикальних атмосферних опадів;
2) рідких опадів, що замерзають;
3) хуртовинного (вітрового) переносу снігу;
4) лавин;
5) сублімації водяної пари;
6) «наростаючих» («горизонтальних») опадів — іней, паморозь;
7) «накладеного льоду» — замерзлі талі води сезонного снігу.
За даними В. Котлякова внесок основних складових для гірсько-долинних льодовиків такий: вертикальні опади — 80%, «наростаючі» — 0-2%, хуртовинний перенос — 15%, лавини — 5%. Для малих льодовиків: опади — 20-30%, хуртовинний перенос — 50-60%, лавини — 20%.
Витрати речовини льодовика називають абляцією (лат. ablatio — віднімання, віднесення). Виділяють різні її види та фактори. Основна частина — танення та випаровування під дією кліматичних (метеорологічних) факторів. Особливий вид — механічна абляція, тобто винесення частини снігу з льодовика вітром, обвали країв язиків, шельфових льодовиків. Розрізняють також чисту (власно) абляцію та валову. Остання пов’язана з пониженням поверхні льодовика і може включати просто перерозподіл мас в його межах. За місцем прояву виділяють підльодовикову, внутрільодовикову та поверхневу абляцію. Частка перших двох не перевищує 5%. Основними метеорологічними факторами абляції є: сонячна радіація, температура та вологість повітря, конденсація та випаровування, теплі атмосферні опади. Існують також додаткові фактори: експозиція поверхні льодовика та його частин відносно сонячних променів, затіненість від оточуючих елементів рельєфу, мікрорельєф поверхні, щільність льоду, моренний або пиловий покрив поверхні та інші. Тонкий моренний покрив сприяє засвоєнню променистої енергії і таненню льодовика. Але вже при товщині покриву 1 см танення уповільнюється. При товщині 30 см та більше танення стає у 6-7 раз повільнішим ніж на відкритій поверхні. В цілому процеси абляції не менш складні ніж процеси утворення льодовика. Її можна виражати в млн. т./рік, млн. м3/рік, мм/рік.
До 80% абляції покривних льодовиків припадає на механічну — шляхом утворення айсбергів. Після відриву від льодовика вони стають елементом режиму морів та океанів (див. 2.1). Процес утворення айсбергів називають льодовиковим стоком. Для Антарктиди він складає 2,31 тис. км3/рік, для Гренландії 0,70 тис. км3/рік. Танення всіх гірських льодовиків оцінюють 0,412 тис. км3/рік.
Кількісним виразом впливу різних джерел живлення та видів абляції на масу (об’єм) льодовика служить рівняння його балансу. Воно може бути записано у загальному вигляді, або окремо для твердої та рідкої фази. Крім того його можна складати для різних частин льодовика і за різні періоди. Наведемо приклад загального рівняння:
х + ух + улав. + zконд. = ут + zвип. , (2.3)
де х — загальні опади, ух — хуртовинний перенос, улав. — лавинний перенос, zконд. — сублімація, ут — стік талих вод з льодовика, zвип. — возгонка, — зміна маси льодовика.
Баланс льодовиків за різні періоди часу може бути додатнім або від’ємним. Це пов’язано зі змінами кліматичних умов (коливаннями клімату). Вони відбуваються як в окремих регіонах і відносно менш інтенсивно, так і в глобальних масштабах значно впливаючи на загальні природні умови. Додатньому балансу сприяють фази холодного та вологого клімату, а від’ємному — навпаки. В цей час маса льодовика збільшується, або зменшується. Перше приводить до збільшення розмірів та швидкості його руху — він наступає. При зменшенні маси льодовик відступає. Зміни маси та форми льодовика, що проявляються в його наступанні та відступанні називаються його режимом. Фактично це аналог гідрологічного режиму водних об’єктів, але в більших масштабах часу. Особливістю режиму є інерційність льодовиків. Їх наступання та відступання можуть відставати від змін балансу, оскільки для зміни руху потрібні значні зміни маси. Приклад узагальненого режиму льодовиків наведено на рис. 2.27.