Открытие круговорота воды в природе. Круговорот воды в природе. Почему возникает? Как происходит? Как смоделировать? Круговорот фосфора и серы

Какое значение мирового круговорота воды в природе, Вы узнаете из этой статьи.

Значение круговорота воды в природе

Как происходит круговорот воды?

Суша и Мировой океан под действием лучей Солнца нагреваются. В результате вода из жидкого состояния переходит в газообразное, то есть пар, и поднимается вверх. В атмосферу Океан поставляет до 86% влаги, и только 14% парообразной влаги получается за счет испарения с суши. Та вода, которая испаряется с поверхности – пресная. Можно утверждать, что океан это колоссальная фабрика пресной воды. И без нее жизнь на планете была бы невозможной. С высотой в атмосфере понижается температура и пары воды, встретившись с холодными слоями воздуха, остывают и начинают образовывать облака. Отметит, что на суше вода испаряется с рек, озер, ручьев и поверхности растений. Зачастую, испарившееся вода с океана, возвращается в него же осадками, которые выпадают из облаков над океанами и морями. Другие облака переносятся ветром на материк. Там осадки могут выпадать в твердом или жидком виде. Частичка атмосферных осадков выпадает в реки, которые, так или иначе, несут свои воды в Мировой океан, либо в Аральское или Каспийское море. Другая вода, выпавшая в виде атмосферных осадков на землю, просачивается с поверхности суши вниз и подземными водами опять стекает в Мировой океан. Здесь круговорот начинается снова и снова. В другом случае, осадки, выпавшие в почву, через корневую систему попадает в организм растений. Оттуда она испаряется через листья в атмосферу.

Какое значение имеет круговорот воды в природе?

В природе значение круговорота воды очень велико. Он не только объединяет части гидросферы, но связывает все оболочки планеты между собой: гидросферу, литосферу, атмосферу и биосферу. Во время круговорота вода бывает в 3-ех состояниях: твердом, жидком, газообразном. Она переносит большое количество веществ, которые необходимы для жизни на планете. Круговорот воды регулирует во времени речной сток. Без него в реках вода была бы только в периоды таяния снегов или выпадения осадков. Также данный процесс важный для растений, так как из почвы с водой в них поступают минеральные растворенные вещества и витамины.

Кругооборот воды в природе – это сложный процесс, при котором происходит видоизменение физического состояния воды и ее циркулирование между различными экосистемами. Каждый год с поверхности Земли испаряется вода в количестве, равная кубу, каждая грань которого составляет 80 км. Затем в виде снега и дождя она возвращается на поверхность планеты. Благодаря этому развивается жизнь на Земле.

Большая часть всех запасов воды Земли находится в океанах, поэтому 97,5% водных запасов нашей планеты – это соленая жидкость. Оставшаяся часть – это пресная вода, и распределена она следующим образом:

Ледники и постоянные снежные покровы – 68,9%.
Грунтовые воды (влага почвы, болото, вечная мерзлота) – 30,8%.
Озера и реки – 0,3%

Круговорот воды в природе являет собой процесс, при котором между океаном, сушей, литосферой и атмосферой происходит постоянный водообмен. В ходе этого обмена вода пребывает то в жидком, то в твердом, то в парообразном виде. Она не только движется, но и несет с собой огромное количество полезных элементов, без которых жизни на Земле попросту б не было.

Вода постоянно перемещается по планете, при этом количество жидкости за миллионы лет не изменилось, хотя и трансформировалось. В прежние времена вода в виде жидкости была в значительно меньшем количестве, чем сейчас, поскольку основные её запасы сосредоточивались в ледниках. Поэтому 20 тыс. лет назад можно было без труда попасть по суше из Аляски в Азию или из Франции в Великобританию.

Как происходит кругооборот

Оборот воды проходит очень активно. В течение суток на нашу планету выпадает 306 млрд. литров жидкости, и такое же количество возвращается в атмосферу.

Основные пункты кругооборота выглядят следующим образом:

С поверхности водоемов (морей, океанов, озер и рек) вода испаряется, конденсируется, собирается в облака и выпадает в форме осадков.
Испаряясь с растений, вода проходит те же стадии – испарения (транспирация), конденсацию, выпадение на землю.
Процесс испарения с ледников называется сублимацией (переход из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости).
Осадки, которые выпали в горах, а также таяние снега и льда, приводят к образованию горных потоков, которые стекают на поверхность, насыщая водой различные водоемы и землю.
Грунтовые воды могут насыщать водой все наземные источники воды и растения. Пополняются грунтовые воды в процессе инфильтрации (проникновение в почву) и перколяции (протекание жидкости через пористую поверхность) воды.

Движущей силой кругооборота является энергия Солнца, которая нагревает океан и другие водные поверхности. Это приводит к испарению воды, которая превращается в газообразную форму и уходит в атмосферу в виде пара.

Через некоторое время пар в атмосфере конденсируется в облака, а затем снова возвращается на землю в виде осадков – дождя, снега или града. Когда осадки достигают земной поверхности, они могут снова перейти в форму пара, перемещаться в форме водного течения по поверхности планеты или впитаться землей (перколяция).

В земных экосистемах капли дождя, прежде чем достигнут грунта, в первую очередь ударяются о листья деревьев, кустарников или травы. Какая-то часть воды сразу же испаряется с поверхности растений, не достигнув земли. Остальная часть жидкости впитывается грунтом, – и большая ее часть уходит под землю.

Как правило, вода начинает двигаться по поверхности земли только в том случае, если грунт насыщен водой. Это бывает, когда осадки дождя очень сильные или поверхность не в состоянии впитывать воду. Такой поверхностью могут быть камни в натуральной экосистеме или асфальт и цемент в среде города или населенного пункта.

За сколько времени происходит кругооборот

Движение воды в природе происходит с разной скоростью. Поверхностная движется очень быстро, тогда как в глубине океанов, под землей и в форме льда проходит кругооборот чрезвычайно медленно. Время движения воды в главных водных резервуарах планеты выглядит следующим образом:

Водообмен живых организмов – 1 неделя.
Атмосфера – 1,5 недели.
Реки – 2 недели.
Влага в грунте – от 2 недель до 1 года.
Болотная вода – от 1 до 10 лет.
Озера и водоемы – 10 лет.
Океаны и моря – 4 тыс. лет.
Подземные воды – от 2 нед. до 10 тыс. лет.
Ледники и вечная мерзлота – от 1 тыс. до 10 тыс. лет

В верхних слоях грунта корни частично всасывают воду для потребностей растений, которые используют молекулы воды в процессе обмена веществ. Вода, находящаяся в тканях растений, в дальнейшем может перемещаться в организм животных, которые их поедают. Несмотря на это, большая часть воды, поступающая в растения через корневую систему, возвращается в процессе транспирации. Этот термин биологии означает поступление воды из грунта в корни, перемещение по системе каналов растения, образованных из омертвевших клеток и испарение через поры в листьях (стомы).

Если вода не поступает в растения через корневую систему, она проникает в органические и минеральные слои почвы, образуя грунтовые воды, которые расположены между частицами песка, гравия, трещин в камнях.

Это очень важная часть запасов пресной жидкости. Грунтовые воды медленно передвигаются через поры земли и расщелины и в итоге обычно попадают в ручей, реку или озеро. При этом грунтовая вода снова становится поверхностной.

Некоторая часть грунтовых вод может оставаться очень глубоко в минеральных слоях почвы и пребывать там тысячелетия. Резервуары грунтовой воды (аквиферы, водоносный горизонт) – это источник питьевой воды, который поступает в распоряжение людей через колодцы. В наши дни вода в колодцах зачастую используется гораздо быстрее, чем происходит ее пополнение из аквиферов.

Почему вода необходима

Вода играет важную роль в жизни нашей планеты с первых дней своего появления на Земле. Поначалу наша планета являла собой раскаленный шар. Но постепенно в её атмосферу изнутри Земли стали проникать газы, в т.ч. и водяной пар. Это привело к охлаждению земной коры и способствовало развитию жизни, поскольку вода – исключительно важное вещество для всех живых существ. Например, тело человека больше чем наполовину состоит из воды, и если посмотреть на клетки организма под микроскопом, можно увидеть, что больше чем на 70% они состоят из воды. Поэтому люди, как и все наземные организмы, нуждаются в постоянном и бесперебойном снабжении пресной водой для выживания.

Недостаток пресной воды может иметь самые серьезные последствия для различных экосистем нашей планеты. Поэтому люди постоянно изобретают новые технологии, направленные на увеличение эффективности применения водных ресурсов. К ним относятся рытье колодцев для использования грунтовых вод, сбор дождя в коллекторах, удаление соли из соленой воды, чтобы получать пресную воду из океанов и морей. Несмотря на эти достижения, чистая, безопасная для здоровья жидкость далеко не всегда доступна во многих частях земного шара.

Кругооборот воды важен как сам по себе, так и является движущей силой для других видов кругооборота. Например, осадки и поверхностное течение воды играют огромную роль в цикле различных элементов. К ним относятся углерод, азот, фосфор и сера. Течение поверхностных вод помогает перемещению элементов из земных (террестриальных) экосистем в водные (акватические). Кругооборот воды является составляющей различных биогеохимических циклов. Так называют процессы, во время которых происходит многоразовое участие различных элементов в процессах, что происходят в гидросфере, атмосфере, литосфере и биосфере.

Значение круговорота воды велико, так как он не только объединяет части гидросферы, но и связывает между собой все : , гидросферу, и . Вода во время круговорота может быть в трех состояниях: жидком, твердом, газообразном. Она переносит огромное количество веществ, необходимых для жизни на Земле.

Под действием солнечных лучей и суша нагреваются. В результате этого вода переходит из жидкого состояния в (пар) и поднимается вверх. Океан поставляет 86% влаги в атмосферу, и лишь 14% парообразной влаги образуется за счет испарений с суши. Вода, испаряющаяся с поверхности океана, является пресной. Таким образом, океан можно считать колоссальной фабрикой пресной воды, без которой невозможно существовать жизни на Земле. Известно, что с высотой температура в атмосфере понижается. Пары воды, встречаясь со все более холодными слоями воздуха, начинают остывать и образовывать . На суше испарение воды идет не только с поверхности ручьев, и озер. Пары воды попадают в атмосферу и в результате , и испаряются поверхностью растений.

Часто воды, испарившиеся с океана, возвращаются в него в виде осадков, которые выпадают из облаков, расположенных над морями и океанами. Другая часть облаков под воздействием переносится на материк. Там из них тоже могут выпадать осадки в жидком или твердом виде. Часть попадает в реки. Они, извиваясь и впадая друг в друга, в конечном счете несут воды в моря или в замкнутые водоемы типа или , восполняя их потери при испарении. Другая часть воды, выпавшая на землю в виде атмосферных осадков, просачивается вниз с поверхности суши и с стекает опять в Мировой океан или реки. Это очень важный этап в круговороте воды, так как он регулирует во времени. Если бы его не было, вода в реках была бы лишь в кратковременные периоды выпадения осадков или таяния снегов. Третья часть воды, выпавшая на землю в виде осадков, может проникать в , а оттуда по корням подниматься в верх растения и испаряться через листья. Этот этап круговорота очень важен для растений, так как с водой из почвы через корни поступают растворенные вещества, необходимые для жизнедеятельности растений. Питаться «всухомятку» растения не умеют.

Не вся вода возвращается с суши в океан одновременно. Дольше всего (на сотни и тысячи лет) задерживается она в и в глубоко залегающих .

Вода — вернувшаяся с суши, может снова испариться и снова попасть на сушу. Так и совершается ее круговорот: океан - атмосфера - суша - океан. Вот этот непрерывный процесс перемещения воды из океана на сушу через атмосферу и с суши в океан называют мировым круговоротом воды в природе.

Существенную роль в круговороте воды в природе с недавних пор стала играть хозяйственная деятельность человека. Создание промышленности, распашка огромных территорий, осушение и земель, создание гигантских и плотин, расходование воды на различные хозяйственные нужды - все это в значительной степени изменило гидрологические процессы на Земле. И хотя хозяйственная деятельность мало повлияла на общий объем гидросферы, она заметно влияет на отдельные ее части. Сток одних рек уменьшился, других - увеличился, изменилось внутригодовое распределение стока. В результате изъятия воды из вод суши во многих районах мира возросло испарение, потому что именно на испарение идет значительная часть воды, изымаемой человеком из источников. Часть воды, которую потребляет человек и которая входит в состав производимой им продукции, надолго выпадает из всеобщего круговорота, поэтому ее называют «безвозвратно изъятой». Этот термин, конечно, достаточно условен, так как эта вода не исключается полностью, но ее возвращение может произойти с большой задержкой во времени и на совершенно другой территории. Многие отрасли расходуют безвозвратно сравнительно немного воды - не более 10%. Остальная вода после использования сбрасывается в водоемы в виде сточных вод. Они загрязнены и приводят в негодность во много раз больший объем чистой воды. Именно угроза загрязнения

Водой покрыта большая часть Земли. Она является важнейшим элементом для всех живых организмов и играет фундаментальную роль в их жизнедеятельности.

Вода наполняет моря, реки и океаны, находится в облаках или , а при конденсации выводится из атмосферы в виде снега, дождя или росы. Она пребывает в постоянном движении и способна менять свое состояние из твердого в жидкое или газообразное.

Этот процесс называют круговоротом воды в природе и считают залогом существования жизни на нашей планете.

Что такое круговорот воды?

Круговорот воды в природе – это цикличное передвижение жидкости внутри биосферы Земли. Его суть заключается в испарении воды с земной поверхности и переноса воздушными массами в другие уголки планеты с последующей конденсацией и возвратом обратно на землю.

Общее количество воды на земном шаре всегда остается неизменным, но она непрерывно циркулирует и обеспечивает тем самым постоянный обмен влагой между поверхностью земли и атмосферой.

Впервые на подобный процесс обратили внимание китайские жители. Впоследствии связь между дождями и сточными водами в водоемах заметили в Индии, а примерно пять столетий назад о водообмене узнали в Европе.

Самые ранние соображения о круговороте высказывал Леонардо да Винчи, однако полноценное учение об этих процессах принадлежит французскому ученому Пьеру Перро, разработавшему в XVII веке концепцию гидрологического цикла.

Как происходит круговорот воды?

Двигателем водообмена является Солнце. Оно нагревает воду в морях, океанах, в результате чего та испаряется, превращается в пар и поднимается в воздух. Аналогичные процессы происходят на земле – под воздействием повышенных температур вода на поверхности почвы преобразуется в паровые частицы либо испаряется из растений через их наружные органы.

Поднявшись в воздух, пар перемещается ветром до тех пор, пока не попадет в область с пониженной температурой. Здесь он превращается в капли воды либо льдинки и продолжает передвигаться в облаках, а затем падает на сушу и в моря в виде осадков.

Значительная часть жидкости при падении перехватывается растениями, оставшаяся попадает на грунт или в водоемы. В дальнейшем она снова нагревается, испаряется и поднимается в атмосферу, то есть круговорот имеет цикличность и происходит непрерывно.

Какие бывают виды круговоротов в природе?

В зависимости от изменений, происходящих с водой, выделяют несколько видов водообмена. Большой круговорот подразумевает испарение пара с поверхности океана, его перенос на материки и выпадение на сушу. Жидкость в океаны при таких процессах возвращается в виде стоков.

По мере движения она полностью меняет свои характеристики, то есть соленая вода становится пресной, а грязная – чистой. Малый круговорот представляет собой явление, при котором вода испаряется с океанов, конденсируется и снова попадает в океаны.

При внутриконтинентальном круговороте такие же процессы происходят на суше, то есть та вода, которая поднялась с земной поверхности, снова выпадает на суше.

Как часто происходит круговорот воды?

Цикличность круговорота и полное обновление воды в разных регионах Земли имеет различную скорость. Считается, что океаны обновляются в среднем один раз за 3,2 тысячи лет, а ледники – за 5–10 лет. Круговорот на поверхности почвы происходит всего за 1–2 месяца, в пресных водоемах – за 15–17 лет, в реках – за 17–19 дней.

Быстрее всего водообмен осуществляется в атмосфере – на полное обновление в воздухе воде необходимо всего 10 суток. По мнению ученых, чтобы растения смогли полностью переработать всю массу воды, находящуюся , им потребуется 11 млн. лет.

На что влияет круговорот воды в природе?

Значение круговорота для нашей планеты сложно переоценить. Он объединяет между собой все земные оболочки и оказывает прямое влияние на формирование климата.

Благодаря перемещению воды, по земному шару переносится большое количество полезных веществ, необходимых для поддержания жизнедеятельности всех существ. Кроме того, за счет круговорота жидкость попадает практически во все уголки планеты, а воды Мирового океана хорошо очищаются от загрязнений.

Вода - основа жизни на планете, покрывает две трети её поверхности и оказывает влияние на все планетарные процессы.

Что такое вода?

Откуда она взялась на земле?

Какое влияние оказывает на всё живое?

Что значит круговорот? Как зависит от него климат на планете?

Эти и другие вопросы издревле и до сих пор волнуют воображение простых людей, являются предметом научных исследований.

Что такое вода?

Для начала вспомним, что же такое вода? Неужели просто химический элемент H2 O?

(H 2 O )

В справочниках читаем, что это бинарное (двойное) соединение в одной молекуле двух атомов водорода и одного кислорода.

А современные ученые - химики, физики, биологи, астрономы, физиологи не устают удивляться её загадочным свойствам:

Она единственная существует во всех трех агрегатных состояниях - жидком, твердом, газообразном.
Молекула воды обладает диссиметрией: кислородная часть молекулы имеет отрицательный заряд, а водородная - положительный.
Это самый сильный природный растворитель, причем, проявляет свойства как кислоты, так и щелочи.
Она имеет память и является носителем информации.

Современные ученые установили, что индифферентная (безразличная, никакая) изначально, вода умеет моментально получать тот информационный заряд, который сообщает ей наблюдатель. Японский ученый Эмото Масару доказал, что вода получает, хранит и даже передает информацию. Все древние заговоры и молитвы на воду основаны именно на этом её свойстве (см. книгу Масару Эмото, Послания воды. Тайные коды кристаллов льда» ).

Российские ученые, исследуя её структуру, признают, что крещенская и святая вода несут в себе мощный позитивный, целительный заряд, хотя пока недостаточно изучили механизм её воздействия.

Вода - важнейший компонент всего живого

Человеческий организм на 70 - 80% состоит из воды, как огурец. Некоторые остряки шутят, что Земля - вообще экзотическая планета хотя бы потому, что человек состоит из воды и почему-то не проливается.

Важнейшим глобальным процессом на Земле является круговорот воды .

Под действием энергии Солнца вода испаряется с поверхности водоемов, с облаками переносится на большие расстояния. Выпадая в других регионах в виде осадков (дождь, снег, туман) она таким образом питает всё живое.

(Круговорот воды в природе схема )

В процессе своего путешествия водная стихия:

способствует разрушению горных пород, делает доступными минералы для растений и микроорганизмов;
размывает верхний слой почвы и удобряет неорганическими и органическими частицами корни растений;
обогащает кислородом среду обитания всего живого, так как часть воды в клетках растений расщепляется в процессе фотосинтеза, а кислород поступает в атмосферу.

Животные и люди потребляют воду для поддержания осмотического и солевого обмена и выделяют её во внешнюю среду вместе с продуктами обмена веществ.

(осмос - это диффузия, проникновение воды через полупроницаемые мембраны молекулы. Другими словами - вода по сосудам, стебелькам поднимается вверх, питая все части живого организма)

Распределение воды

(Распределение воды в круговороте )

Примерно 80% всех осадков выпадает в океан, а оставшиеся 20% (их называют поверхностными и грунтовыми) либо пополняют ручейки, реки, озера, либо уходят в грунт, питая подземные источники.

Постоянно переходя из одного состояния в другое, вода совершает малые и большой круговороты. И в этом основное значение его. Взаимодействуя с литосферой (земная твердь), атмосферой (воздушная среда), живым веществом, круговорот связывает воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную и атмосферную влагу, подземные воды.

(И еще одна картинка, только покрасивее )

Таким образом, круговорот воды в природе - это постоянный обмен между гидросферой, атмосферой и литосферой (земной поверхностью) в процессе испарения, передвижения водяного пара в воздушной среде, выпадения осадков и стока, то есть - возвращения в мировой океан.