55. Глобальный круговорот воды и его звенья: материковое, океаническое, атмосферное.

Круговорот воды — это непрерывный процесс циркуляции влаги, охватывающий атмосферу, гидросферу, литосферу и биосферу. Он происходит по условной схеме: выпадение атмосферных осадков, поверхностный и подземный сток, инфильтрация, испарение, перенос водяного пара в атмосфере, его конденсация, повторное выпадение атмосферных осадков. Движущей силой глобального круговорота воды служит солнечная энергия, вызывающая испарение с поверхности океанов и суши. Основной источник поступления влаги в атмосферу (85%) — поверхность Мирового океана, а с поверхности суши поступает около 14%. В процессе круговорота вода может переходить из одного агрегатного состояния в другое. Выделяют круговороты воды в атмосфере, между атмосферой и поверхностью Земли, между земной поверхностью и недрами литосферы, внутри недр литосферы, в гидросфере. В природном круговороте воды можно выделить три основных звена: материковое, океаническое и атмосферное

Материковое звено. Попадая на поверхность суши в виде атмосферных осадков, вода либо просачивается в почву (инфильтрация), либо стекает по поверхности, формируя поверхностный и речной сток, и затем поступает в озера, моря и океаны . Часть воды испаряется, причем испарение происходит как непосредственно с поверхности почвы, водоемов и надземных органов растений, так и из почвы, коры выветривания и горных пород после подъема по капиллярам к поверхности. Часть просочившейся в почву влаги перемещается в виде внутрипочвенного стока, а также грунтовых и подземных вод. Грунтовые и подземные воды иногда выходят на земную поверхность на склонах, в местах выклинивания водоносных горизонтов, а также в руслах рек. Часть подземных вод пополняет водные запасы глубоких подземных горизонтов и тем самым надолго выходит из активного водообмена.

Океаническое звено. Океан нагревается главным образом сверху за счет поглощения солнечной радиации и теплового противоизлучения атмосферы. Геотермический поток, идущий к океаническому дну из земных недр, невелик и не оказывает значительного влияния на тепловой режим океана, кроме его самой глубоководной зоны. Нагревание воды океана сверху сообщает ей гидростатическую устойчивость (нагревающиеся верхние слои имеют меньшую плотность, чем нижележащие более холодные), вследствие чего вертикальные движения в океане выражены слабее, чем в атмосфере. Этому способствует и более высокая плотность воды по сравнению с воздухом.

Помимо морских течений, составляющих общую циркуляцию океаносферы, в океаническом звене участвуют также турбулентные явления, поверхностные и внутренние волны, приливные явления (колебания уровня и приливо-отливные течения), меандры и вихри, явления апвеллинга и даунвеллинга, переносящие энергию воды в горизонтальном и вертикальном направлениях.

В соответствии с зональным распределением солнечной энергии по поверхности планеты, в океане и атмосфере создаются генетически взаимосвязанные циркуляционные системы, образованные однотипными водными и воздушными массами. Важнейшим механическим фактором возникновения океанической циркуляции является ветровое трение о поверхность воды, благодаря чему океан получает механическую энергию от атмосферы. Ветер вызывает дрейфовые течения, которые обусловливают сгон воды в одних районах и нагон в других, в результате чего возникают градиентные течения.

Образованию течений способствуют также термохалинные факторы: получение и отдача теплоты, атмосферные осадки, испарение, приток воды с материков влияют на температуру и соленость воды, а тем самым на ее плотность. Более плотные слои опускаются, что приводит к вертикальному перемешиванию, а затем и к горизонтальному переносу (адвекции).

Океан обладает большой тепловой и динамической инерцией и его реакция на воздействие атмосферы запаздывает. По выражению А.С. Монина, океан является своего рода «запоминающим устройством», хранящим «отпечатки» атмосферы за некоторый предшествующий период.

Атмосферное звено. Влага в атмосферу поступает за счет испарения. На испарение затрачивается 80% радиационного бюджета. Столько же энергии выделяется при конденсации влаги в атмосфере на уровне облаков, причем водяной пар, перемещаясь на сотни и тысячи километров, переносит и большое количество тепла. Выделение в атмосферу скрытого тепла парообразования при конденсации — важнейший энергетический источник атмосферных процессов. Вот почему водяной пар называют «основным топливом атмосферы».

Обмен воздухом, содержащим влагу, между экватором и полюсами достигается в основном за счет горизонтального переноса воздушных масс. Вертикальные движения при этом не исключены, но скорость их намного меньше скорости горизонтальных.