34672

Колообіг води в атмосфері

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Розподіл води на планеті distribution of wter in km3 x 106 Rocks not usble 150 Ocens 97. сказано що “використання води на нашій планеті постійно зростає і вже найближчим часом у багатьох її регіонах слід чекати дефіциту прісної водиâ€. Деякі характеристики ланок кругообігу води Вода на Землі постійно перебуває в процесі кругообігу.

Украинкский

2013-09-08

1.42 MB

0 чел.

Колообіг води в атмосфері

У природі вода відіграє надзвичайно важливу роль. Випаровуючись, вода переноситься на величезні віддалі і там випадає у вигляді дощу і снігу. Вологість повітря і кількість атмосферних опадів є найважливішими факторами, що регулюють клімат і погоду.

Розподіл води на планеті

(distribution of water in km3 x 106)

Rocks (not usable) 

150

Oceans (97.4% of usable water)

1,350

Ice

27.5

Groundwater

15.3

Lakes and Rivers

0.025

Atmosphere (vapor)

0.013

У “Порядку денному ХХI століття”, який був прийнятий конференцією ООН в Ріо-де-Жанейро (1992 р.), сказано, що “використання води на нашій планеті постійно зростає і вже найближчим часом у багатьох її регіонах слід чекати дефіциту прісної води”. Питна вода складає лише 2,5% від загального об’єму гідросфери. Крім того, три чверті цих запасів зосереджено в полярних шапках та льодовиках.

Figure 2. The distribution of water at the earth's surface.

Деякі характеристики ланок кругообігу води

Вода на Землі постійно перебуває в процесі кругообігу. Це циклічний процес, що складається з кількох ланок: випаровування води (транспірація), перенесення води (пари) повітряними течіями, конденсація, випадання опадів, поверхневий і підземний стік в моря і океани.

Щороку з поверхні Світового океану та материків  випаровується  520 тис. км3 води, і вся вона випадає назад у вигляді опадів — дощу і снігу.  

Більша частина цієї води одразу ж повертається до океану — 410,5 тис. км3, а решта — 109,5 тис. км3 зрошує суходіл, забезпечуючи існування всього живого на нашій планеті.. Тільки 37,4 тис. км3 стікає протягом року з річковим стоком  до океану. Решта – випаровується знову. При цьому понад одну третину води з поверхні суходолу випаровується рослинами (транспірація).

Глобальний гідрологічний цикл

Є 4 основні ланки глобального гідрологічного циклу

- опади; 

- випаровування;

-перенесення водяної пари з поверхні океану на континенти;

- зворотній стік води річками та з підземними водами з континентів до океанів.

Кількісна оцінка цих ланок коло обігу води виглядає наступним чином:

  1.  Загальна кількість опадів = 0.5 x 106 km3 / рік (~0.385 випадає над океанами, 0.111 над континентами) 
  2.  Випаровування з поверхні океану = 0.425 x 106 km3 / рік 
  3.  Ocean Residence Time, Rt = (1,350 106 km3) / (0.425 106 km3/yr) = 3,176 years  
  4.  Atmospheric water residence time (As part of your learning about the water cycle, please take a moment to calculate the atmospheric water residence time.)  

Figure 3. The Global Water Cycle - Pathways and Fluxes. (Values in 103 km3/yr).

 

Чинники, які впливають на кругообіг води в природі

На кругообіг води а природі впливають такі чинники як

- господарське використання водних ресурсів;

- кліматичні зміни (зростання температури);

- зміна землекористування.

 Господарське використання водних ресурсів

Довгий час вважалося, що запаси прісної води невичерпні, що вони мають здатність до самовідновлення. Ця теза була покладена в основу екологічно шкідливої моделі розвитку суспільства, що призвело до значної деградації природного середовища. Процеси засолення, підкислення, евтрофікації, нуклідизації, інтоксикації природних вод внаслідок безконтрольної господарської діяльності призвели до різкого зменшення вод, придатних для пиття.

Використання води людиною різко почало зростати від початку промислової революції.Так, якщо в 1900 році людством було використано лише 5% запасів прісних вод, то в 1995 – вже 35%.

Більше мільярда жителів нашої планети живуть в умовах постійного гострого дефіциту питної води. З кожним роком дефіцит води буде збільшуватися і поступово перетвориться на проблему політичну. Вже у 2010 році дефіцит води стане однією із найскладніших проблем забезпечення людства природними ресурсами. Очікується, що вода так само, як нафта після другої світової війни, буде в центрі уваги не тільки бізнесменів, а й політиків.

На рис.   показано загальну динаміку використання поверхневих і підземних вод та питоме водоспоживання (з розрахунку на одну людину на рік) у деяких країнах світу.

Figure 4. Rates of water withdrawn from surface and groundwater sources, and consumption per individual for representative countries.

Температура є другим чинником від якого залежить кругообіг води в природі. Її зростання призводить до посилення випаровування, танення льодовиків і до зростання рівня Світового океану.

Severe droughts, like in the Sahel in Africa, are caused by small changes in the geographical distribution of water that are in turn caused by changes in temperature. In Figure 5 below there are some examples of the effect that increased global temperatures have had on glaciers in recent years.  

  1.  Glacier melting in the French Alps and Alaska. The engraving on the upper left from 1848 shows a glacier filling much of the valley, while the photograph on the right from ~1965 shows the tremendous retreat of the glacier. This situation of recent retreat of ice sheets has occurred and is documented in many parts of the world.  For example, in Alaska Exit Glacier (lower left) has retreated from where the photographer was standing to its current location within the last 100 years, and a coastal glacier (right) used to fill the entire valley to the sea. 

2.  Sea level rise.  Sea level has been rising in the world in recent years.  Figures 6 and 7 below show first how large these changes have been in various parts of the world, and second how much of this increase is due simply to the thermal expansion of water as temperature Increases. Figure 8 shows the effect of a rise of 4.7 m in sea level on Florida. Note that while 4.7 m may seem like a large increase, during the last glaciation sea level was a full 100 m lower than it is today; with that time perspective, a change of 4.7 m does not seem so large. 

Figure 6 & 7 (above).  Sea level rise and impacts of temperature (above).

Figure 8 & 9 (below).  Impact of sea level rise on low-lying areas of Florida (left).  The conveyor belt circulation (right) of the ocean may be altered by increasing freshwater inputs to the Arctic ocean.

  1.  River flows.  As more and more of the ice caps on land melt, there will be an increased river flow of freshwater from land to the ocean, and especially to the Arctic ocean. This flow of water will place a less dense, freshwater "cap" on the surface water of the ocean, and could prevent sinking of cold, salty water ("deep water formation") that drives ocean currents (Figure 9 above; see lectures on ocean circulation for review of this topic). 
  2.  Interactions in the hydrological cycle.  One of the important aspects of the hydrological cycle is how temperature will interact with other factors.  For example, in 2000 the lake levels in the Laurentian Great Lakes were extremely low, and these low levels had a great impact on shipping and recreation (see pictures below).  However, that year the precipitation and temperature were about average, and initially it was unclear just why the lake levels were so low.  Based on your knowledge of the main factors involved in the hydrological cycle, can you suggest what might have occurred to cause the lake levels to be so low?  (This will be discussed in lecture).  

(C). Land use changesCurrently most of the land use changes on earth, such as deforestation, are at a local scale.  However, it may soon become important at regional scales and for the entire globe in the future. For example, in a study done at Hubbard Brook in New Hampshire, run-off increased by up to 400% after deforestation. Nutrient cycles are strongly linked to hydrologic cycle, and so nutrient export was also increased. These increases are only temporary, however, and the likely end result of such land use changes is that precipitation will be decreased (this will be discussed in more detail in the upcoming lecture on the Tropical Rainforest), and soils will become less fertile. This illustrates one of the key points about element cycles, which is that they are most often linked and it is difficult to study them in isolation. In this example, we found that the water cycle strongly controls the nutrient cycling due to the transport of nutrients in runoff. In the next section we will examine the nitrogen cycle specifically as an example of a global cycle of an important nutrient.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28681. Развитие законодательства и его кодификация в 1922 г. Кодексы законов о труде, земле, гражданский и уголовный кодексы 1922 г. 14.06 KB
  ГК РСФСР состоял из 4 разделов: общ. ЗК РСФСР состоял из Оснх положений и 3 частей: о трудовом землепользи о городских землях и госных земельных имвах о землеустройстве и переселении. Кодекс закрепил отмену частной собствти на землю недра воды и леса в пределах РСФСР. КЗоТ РСФСР сост.
28682. Национально-государственное размежевание в Средней Азии и образование новых советских социалистических республик 12.23 KB
  Первыми субъектами СССР были четыре союзные республики: РСФСР УССР БССР и ЗСФСР. В дальнейшем СССР пополнялся новыми субъектами. На первом этапе развития Союза ССР происходило национальногосударственное размежевание в Средней Азии на территории Туркестанской АССР входившей в состав РСФСР и двух самостоятельных государств Хорезмской и Бухарской народных советских республик. были приняты декларации об образовании Узбекской ССР и Туркменской ССР.
28683. Образование СССР. Договор и Декларация об образовании СССР, их правовые основы 13.48 KB
  Образование СССР. Договор и Декларация об образовании СССР их правовые основы. Образование СССР определяется след. предпосылкой образования СССР было существование в республиках аналогичного режима диктатуры пролетариата.
28684. Разработка и принятие Конституции СССР 1924 г. Ее основные положения 12.45 KB
  Разработка и принятие Конституции СССР 1924 г. Конституция СССР 1924г. Она была принята ЦИК СССР 6 июля 1923 г. II Всесоюзным съездом Советов СССР.
28685. Военная реформа 1924 - 1925 гг. Создание территориально-милиционной системы и укрепление кадрового состава Красной Армии 12.76 KB
  Вместо единого Штаба Рабочекрестьянской красной Армии создано 3 самостх управления: Штаб РККА Главное Управление РККА и Инспекторат РККА. Штаб РККА становится основным органом управления в системе военного ведомства на котй возлагались задачи разработки общих вопросов обороны на случай войны. управление ГУ РККА возлагались задачи управления текущей жизнью армии и обеспечения ее повседневных нужд. Инспекторат РККА ведал боевой подготовкой войск и командного состава а также инспектированием Вооруженных сил.
28686. Реконструкция сельского хозяйства. Совершенствование форм управления промышленностью, и сельским хозяйством в конце 20-х - начале 30-х гг. 13.37 KB
  Совершенствование форм управления промышленностью и сельским хозяйством в конце 20х начале 30х гг. С этого времени косвенное регулирование вытесняется элементами непосредственного управления. На место функциональной системы управления экономикой пришел отраслевой и производственнотерриториальный принцип.
28687. Мероприятия партии и правительства по проведению коллективизации: плюсы и минусы 12.53 KB
  началась массовая коллективизация заготовительная компания приняла насильственный характер рыночные механизмы были сломлены. сплошная коллективизация должна была завершиться на Северном Кавказе Нижнем и Среднем Поволжье. Принудительная коллективизация вызвала забой скота и падение урожаев а выкачивание хлеба из села выросло.
28688. Попытка установления парламентской монархии в 1-ом десятилетии XX в 14.11 KB
  Об учреждении Госой думы и Положение о выборах в нее Манифест 17 окт. Об усовершенствовании госного порядка и Осные законы от 23 апр. Согласно августовским Манифесту и Положению Гос. К компетенции Думы относились: разработка и обсуждение законов обсуждение госго бюджета и др.
28689. Изменение в государственном строе России в результате первой русской буржуазной революции. Новые избирательные законы 13.43 KB
  Изменение в государственном строе России в результате первой русской буржуазной революции. Основным событием явилось создание представительного органа Государственной думы. был подписан Манифест об учреждении Госной думы. В законе указывалось что она формируется для предварительной разработки и обсуждения законопроектов коте в дальнейшем должны поступать в Госный совет.