Гидрогеология

 

Распределение воды на Земле и её круговорот

 

 Вода в атмосфере

Тропосфера является нижним слоем атмосферы. Она прилегает непосредственно к земной поверхности. Положение ее верхней границы изменяется под влиянием центробежного ускорения Земли от полюсов к экватору. Над полюсами и в средних широтах высота тропосферы составляет 8—12 км, а в экваториальной зоне достигает 17—18 км. Температура воздуха в тропосфере в различных географических зонах неодинакова, имеет сезонные и суточные колебания. Однако от поверхности земли вверх температура, как правило, понижается на 0,60 С на каждые 100 м.

Для тропосферы характерно непрерывное горизонтальное и вер­тикальное перемещение воздушных масс.

В тропосфере заключен почти весь водяной пар, следовательно, только здесь возможны процессы конденсации водяного пара с обра­зованием облаков и осадков. На процессы, протекающие в тропосфере, сильно влияет земная поверхность.

В вышележащем слое — стратосфере— также имеют место восходящие и нисходящие воздушные токи, но они ограничиваются только нижней частью стратосферы. Перемешивание частей воздуха происходит здесь значительно слабее по сравнению с тропосферой. В этом слое атмосферы воздух сильно разрежен. Водяного пара в стратосфере очень мало, поэтому дождевые облака и осадки в ней не формируются.

Еще выше расположена ионосфера, выделяемая по особым электрическим свойствам. Нижняя граница ее пролегает примерно на высоте 80 км, а верхняя удалена от поверхности земли на рас­стояние 1000—2000 км. Ионосфера характеризуется распростране­нием весьма рассеянных ионизированных частиц и нейтральных молекул, движущихся с огромными скоростями. Ионосфера посте­пенно переходит в космическое пространство.

 

Атмосферные осадки.

При подъеме и охлаждении воздуха водя­ной пар конденсируется, образуя капельки воды или кристаллики льда, из которых состоят облака (слоистые, кучевые и грозовые). Эти мельчайшие частицы (капельки) воды перемещаются в воздухе в виде облаков и тумана. При определенных условиях они вы­падают в виде атмосферных осадков.

Атмосферные осадки бывают двух типов:

- образующиеся при конденсации водяного пара (вследствие понижения температуры воздуха) непосредственно на поверхности земли и наземных пред­метов (роса, иней, изморозь, гололед);

- выпадающие на поверх­ность земли из облаков в виде дождя, мороси, снега, крупы, града.

Количество атмосферных осадков измеряется высотой слоя воды в миллиметрах. Их интенсивность определяется высотой слоя осад­ков, выпавших за 1 мин.

Осадки, выпадающие из облаков, подразделяются на три типа:

обложные, моросящие и ливневые.

Осадки в твердом состоянии— снег, крупа — выпа­дают в холодное время года. Твердые осадки могут питать подземные воды только после их перехода в жидкую фазу, т, е. главным образом весной, когда происходит таяние накопившегося за зиму снежного покрова. К твердым осадкам относится также град, который в отличие от снега и крупы обычно достигает поверхности земли в тёплое время года.

Испарение с водной поверхности и суши

Поверхностные воды находятся в жидком и твердом состояниях. С поверхности океанов и морей, рек, озер, влажной почвы, листьев растений и с поверхности снега и льда непрерывно происходит испарение воды и поступление водяного пара в атмосферу. Испарение с поверхности подземных вод происходит лишь на участках неглубо­кого их залегания от поверхности земли.

Различают два понятия “испарение” и “испаряемость”.

Испарением называется средняя величина фактического испарения влаги с земной поверхности в данном районе.

Под испа­ряемостью понимается величина испарения с водной поверхности при данных условиях.

В таблице показаны для различных ландшафтных зон годовые значения испаряемости и испарения по Д. М. Капу

Таблица

Ландшафтные зоны

Испаряемость, мм/год

Испарение, мм/год

Тундра

Тайга

Смешанный лес

Степь

Полупустыня

Пустыня

Субтропики

200-300

300—600

400—850

600—1100

900-1000

1500-2000

800-1300

70-120

200—300 250—430 240—550 180—200

50—100

300—750

В среднем за год с поверхности земного шара испаряется 525,0 тыс. км3 воды. На это испарение рас­ходуется около 25% солнечной энергии, поступающей в течение года на Землю.

Скорость испарения определяется количеством воды, испаряющейся с единицы поверхности в единицу времени. Количество испа­рившейся воды принято выражать, так же как и атмосферных осад­ков, в миллиметрах водяного столба. Величина испарения или опре­деляется при помощи специальных приборов, или приближенно вычисляется по эмпирическим формулам. При испарении с водной поверхности эта величина зависит от температуры испаряющей поверхности, дефицита влажности воздуха, скорости ветра и атмо- сферного давления.

Наиболее сложен процесс испарения влаги растениями, который происходит путем транспирации. Транс­пирация.— процесс физиологический, связанный с ростом тка­ней. Он заключается в том, что растения, всасывающие в вегета­ционный период влагу из почвы, задерживают только её небольшую часть, остальная влага испаряется.