Метеорологические аспекты круговорота воды в атмосфере

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Круговорот воды на земном шаре - чрезвычайно важная особенность гидросферы и природных условий в целом. Он создает в глобальном, региональном и местном масштабе основной механизм перераспределения на Земле вещества и энергии, объединяет в единое целое все водные объекты. Круговорот охватывает не только отдельные звенья воды, но и, взаимодействуя с литосферой, атмосферой и биосферой, тесно связывает их между собой в единое целое. Круговорот воды делает возможной жизнь на суше, восстанавливает на ней запасы пресных вод и обеспечивает питание большинства рек.

Вот как описывает круговорот воды в природе С. Калесник: «Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение атмосферных осадков на поверхности океана образуют малый круговорот. Но когда водяной пар переносится воздушными течениями на сушу, круговорот воды становится сложнее. Часть осадков, выпавших на поверхность суши, испаряется и поступает обратно в атмосферу, другая часть наземными и подземными путями стекает в понижения рельефа и питает реки и стоячие водоемы. Процесс испарения воды и выпадение осадков на сушу может повторяться многократно, но, в конце концов, влага, принесенная на сушу воздушными течениями с океана, вновь возвращается в океан речным и подземным стоком, завершая свой большой круговорот».

1. Круговорот воды в природе

метеорологический круговорот вода атмосфера

Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) -- процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения, конденсации и осадков.

Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше -- положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом её общее количество остаётся неизменным.

Три четверти поверхности земного шара покрыты водой. Водную оболочку Земли называют гидросферой.

Гидросфера - это совокупность всех вод Земли. Все многообразие природных вод в жидком, твердом и газообразном состоянии можно разделить на 4 части:

1. воды мирового океана (океаны, моря, заливы, проливы);

2. воды суши (внутренние воды) - реки озера, ледники, болота;

3. воды атмосферы (облака, водяной пар);

4. воды в составе живых организмов.

В количественном отношении, бесспорно, лидирует мировой океан, на который приходится 1 338 000 тыс. км3 или 96,4 % всей воды на Земле.

На суше находится 49675 км3 или около 3,6 % воды планеты в виде снега, ледников, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод. Практически вся вода атмосферы (90 %) сконцентрирована в нижней части тропосфера на высоте 0-5 км. Всего же здесь находится 13 тыс. км3 воды или 0,001 %. В организмах ее и того меньше - около 0,0001 % от воды Земли (около 1 тыс. км3).

Имеется несколько гипотез происхождения воды. В последнее время принято считать, что основные массы воды поступили в результате дегазации магмы. При формировании первичной базальтовой коры из мантии образовалось 92% базальтов и 8% воды. Современные лавы тоже содержат водяных паров от 4 до 8%. В настоящее время ежегодно путем дегазации образуется до 1 км3 воды. Эти воды называются ювинильными (юными). Также вода поступает и из космоса.

Один из важнейших процессов в географической оболочке - круговорот воды (влагооборот). При влагообороте осуществляется перенос вещества и энергии в географической оболочке посредством воды.

На земле вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Без воды невозможно существование живых организмов. В любом организме вода является средой, в которой происходят химические реакции, без которых не могут жить живые организмы. Вода является самым ценным и самым необходимым веществом для жизнедеятельности живых организмов.

Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и стока, получил название круговорота воды в природе. Атмосферные осадки частично испаряются, частично образуют временные и постоянные водоемы, частично -- просачиваются в землю и образуют подземные воды.

2. Виды образования круговорота

Различают несколько видов круговоротов воды в природе:

· Большой, или мировой, круговорот -- водяной пар, образовавшийся над поверхностью океанов, переносится ветрами на материки, выпадает там в виде атмосферных осадков и возвращается в океан в виде стока. В этом процессе изменяется качество воды: при испарении соленая морская вода превращается в пресную, а загрязненная -- очищается.

В большом круговороте можно выделить следующие основные звенья: Материковое; Атмосферное; Океаническое.

· Малый, или океанический, круговорот -- водяной пар, образовавшийся над поверхностью океана, сконденсируется и выпадает в виде осадков снова в океан. К малым круговоротам относят региональные влагообороты: материково-атмосферный; океанско-атмосферный; океанско-атмосферно-материковый.

· Внутриконтинентальный круговорот -- вода, которая испарилась над поверхностью суши, опять выпадает на сушу в виде атмосферных осадков.

Рис 1. Схема влагооборота воды в природе (по Л. К. Давыдову)

1 - испарение с поверхности океана; 2 - выпадение осадков на поверхность океана; 3 - выпадение осадков на поверхность суши; 4 - испарение с поверхности суши; 5 - поверхностный, нерусловой сток в океан; 6 - речной сток в океан; 7 - подземный сток в океан или в бессточную область

Малый круговорот происходит по схеме: испарение воды и с поверхности океана - перенос водяного пара над океаном и его конденсация - осадки на поверхность океана. Большой круговорот также берет свое начало от испарения воды с поверхности Мирового океана, далее водяной пар и облака перемещаются ветрами над акваторией в воздушный бассейн суши, где и происходит конденсация влаги и выпадение атмосферных осадков.Этот процесс является основным источником восстановления пресных водных ресурсов на Земле - наиболее ценных для жизни человека.Со временем перенесенная из океана на сушу вода возвращается постепенно назад с материковым стоком, при этом значительные ее объемы тратятся на испарение и транспирацию растений. Так завершается большой круговорот воды.

В конце концов, осадки в процессе движения опять достигают Мирового океана.

Суть кругооборота такая:

Вода, испаряясь с поверхности океана и суши, пополняет атмосферу влагой,в результате поднятия воздуха вверх он охлаждается, а водяной пар конденсируется, образуются атмосферные осадки, которые выпадают преимущественно в виде дождя и снега. Дождевые и снеговые осадки частично поглощаются почвами, а вода, которая не успевает просочиться сквозь землю, образует поверхностный сток. Она стекает, собирается в балках и оврагах в потоки, за разветвленной сетью которых попадает в реки. Но это лишь часть материкового стока - поверхностные реки питают подземные воды вследствие утечек грунтовых вод через толщу осадочных пород. Часть активных подземных вод выходит на поверхность в виде источников или дренируется реками. Реки зачастую получают постоянный приток именно благодаря стойкому питанию подземными водами. Воды озер и морей, как и Мирового океана в целом, пополняются также атмосферными осадками и речными водами.Таким образом происходит непрерывное возобновление вод, что были утраченные в результате испарения с поверхности океана или суходола.

3. Атмосферное звено круговорота воды

Содержание воды в атмосфере невелико: при выпадении на земную поверхность всей воды, находящейся в атмосфере, образовался бы слой в 25 м. Однако скорость влагооборота в атмосфере выше: за год влага сменяется примерно 45 раз (в среднем 1 раз за 8 дней). В результате на земную поверхность за год выпадает в среднем слой атмосферных осадков, равный 1,1 м.

Влага в атмосферу поступает за счет испарения. Ежегодно с земной поверхности испаряется 577·1012 м3 воды, причем 505·1012 м3 из них - с поверхности океана. 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.

Скорость переноса различных видов воды изменяется в широких пределах, как и периоды расходов, так и периоды обновления воды также разные. Они изменяются от нескольких часов до нескольких десятков тысячелетий. Атмосферная влага, которая образуется при испарении воды из океанов, морей и суши и существует в виде облаков, обновляется в среднем через восемь дней.

Скорость переноса различных видов воды

Воды, входящих в состав живых организмов, восстанавливаются в течение нескольких часов. Это наиболее активная форма водообмена. Период обновления запасов воды в горных ледниках составляет около 1 600 лет, в ледниках полярных стран значительно больше -- около 9 700 лет.

Полное обновление вод Мирового океана происходит примерно раз в 2 700 лет.

За 10 миллионов лет фотосинтез перерабатывает массу воды равную всей гидросфере.

4. Испарение

Испарение-переход вещества из жидкого или твёрдого агрегатного состояния в газообразное -- пар. Обычно под испарением понимают переход жидкости в пар, происходящий на свободной поверхности жидкости.

В естественных условиях испарение является единственной формой передачи влаги с океанов и суши в атмосферу и основной составляющей круговорота воды на земном шаре.

Молекулы в жидкости непрерывно движутся. Если какая-нибудь молекула подойдет к поверхности и сможет вылететь из жидкости, то над жидкостью образуется пар. Чтобы вылететь из жидкости молекуле нужно иметь энергию, достаточную для преодоления притяжения соседних молекул. Жидкость при испарении охлаждается, так как внутренняя энергия уменьшается.

Скорость испарения зависит от нескольких причин:

· от рода жидкости,

· от её температуры

· от внешних воздействий на жидкость (ветер и др.)

· от площади поверхности жидкости

Количество солнечной энергии, получаемой поверхностью земли, составляет в среднем более 700 кал/см2·сутки в жарких, пустынных районах и менее 100 кал/см2·сутки в облачных полярных районах. Доля этой энергии, идущая на испарение и транспирацию, зависит от типа подстилающей поверхности. Свежевыпавший снег отражает около 90% солнечной радиации, лежалый снег -- около 50%, а свободная водная поверхность -- только 5--15%. Поверхность светлоокрашенных горных пород отражает 40--50% солнечной энергии, а темный плотный растительный покров -- лишь 10--25%.

Для испарения одного кубического сантиметра воды требуется 597 калорий. Следовательно, если бы вся солнечная энергия, поступающая на земную поверхность, расходовалась на испарение воды, максимальный размер годового слоя испарения с водной поверхности равнялся бы почти 400 см, а максимальный годовой расход воды на транспирацию плотного растительного покрова составил бы 350--400 см. В действительности указанные величины значительно ниже вследствие потерь энергии в результате длинноволнового излучения и прямого поступления солнечной энергии на земную поверхность, минуя испарение. Проведено лишь немного наблюдений, показывающих величины испарения, равные в среднем более 320 см в год, и среднегодовые величины транспирации -- более 220 см.

В пределах ограниченного района существует приблизительное соотношение между получаемой солнечной энергией и потенциальным суммарным испарением, однако такие факторы, как местная турбулентность атмосферы и содержание водяного пара в воздухе, затрудняют установление точного соотношения.

5. Конденсация

В атмосфере над поверхностью воды или льда присутствует множество загрязняющих ее частиц, таких, как кристаллы соли, образовавшиеся при испарении, брызги воды, пыль, занесенная из пустынь или образовавшаяся в результате вулканических извержений, а также частички от дыма пожаров. Эти частицы, на которых происходит конденсация, называются ядрами конденсации. Они различаются по своей способности вызывать конденсацию, но обычно в атмосфере бывает все же достаточное количество частиц, чтобы началась конденсация, как только влажность воздуха превысит 100%. Ядра, на которых происходит конденсация, даже если относительная влажность еще не достигла 100%, называются гигроскопическими ядрами. Это обычно растворимые соли или загрязняющие частицы индустриального происхождения. Конденсация также может происходить на поверхности земли в виде росы или, если температура опускается ниже 0°С и происходит сублимация, в виде инея.

Насыщение воздуха водяным паром, приводящее к конденсации, обычно происходит при его охлаждении. Чаще насыщение воздуха водяным паром происходит при охлаждении, которое может произойти на контакте с холодной поверхностью или же при подъеме воздуха вверх. В том случае, если воздух соприкасается с поверхностью, температура которой ниже его точки росы, и находится почти без движения, будет образовываться роса или иней. Но если поднимется слабый ветер, охлажденный воздух будет перемешиваться в тонком поверхностном слое. При достаточном охлаждении весь этот слой насыщается водяным паром, в результате чего образуется туман.

6. Туман

Туман -- атмосферное явление, скопление воды в воздухе, когда образуются мельчайшие продукты конденсации водяного пара (при температуре воздуха выше ?10° это мельчайшие капельки воды, при ?10..?15° -- смесь капелек воды и кристалликов льда, при температуре ниже ?15° -- кристаллики льда, сверкающие в солнечных лучах или в свете луны и фонарей).

Более сильный ветер будет перемешивать более мощный слой воздуха, и поэтому едва ли можно предположить, что вся его масса охладится до точки росы. Следовательно, сильный ветер препятствует образованию тумана.

По международной конвенции, о появлении тумана говорят в том случае, если дневная горизонтальная видимость за счет капель воды становится менее 1 км. Если имеется помутнение воздуха, но дальность видимости за счет капель воды несколько превышает 1 км, это явление называют дымкой. Если ухудшение видимости вызывается присутствием в воздухе твердых частиц пыли, такое явление называется мглой. Частицы дыма и твердые частицы пыли, выбрасываемые промышленными предприятиями, уменьшают видимость как непосредственно, так и косвенно в связи с тем, что они представляют собой гигроскопические ядра, способствующие конденсации. Этот густой смешанный туман называется смогом.

В соответствии с причиной, по которой нижележащая поверхность оказалась холоднее соприкасающегося с ней воздуха, различают два основных типа туманов.

1. Радиационный туман образуется над земной поверхностью в результате охлаждения ее длинноволновым излучением тепла в пространство в ночное время. Ночное охлаждение поверхности моря по сравнению с охлаждением поверхности суши очень незначительно. Благоприятными условиями для появления радиационного тумана является отсутствие облачного покрова и небольшая скорость ветра. Таким образом, такой туман образуется над земной поверхностью при небольшой скорости ветра во время ясных ночей и чаще всего, когда приземные слои воздуха имеют высокую относительную влажность, а поверхность суши - холодная и влажная, как, например, болотистая местность в зимнее время. Поскольку воздух, содержащий туман, холодный и, следовательно, относительно плотный, он будет стремиться разместиться в ложбинах или же будет перемещаться по направлению к морю, в особенности над эстуариями рек. Обычно ранним утром солнечные лучи проникают через такой радиационный туман и, нагревая, рассеивают его. Но в том случае, если мощный слой такого тумана образовался над холодной поверхностью моря в зимнее время, когда поступление солнечного тепла весьма невелико, радиационный туман может продержаться весь день.

2. Адвективный туман образуется в результате горизонтального перемещения относительно теплой воздушной массы над более холодной поверхностью суши или моря. Такой туман наиболее устойчив над морем, поверхность которого труднее нагревается слоем воздуха или солнечным теплом. Большинство морских туманов - адвективные. При сильном ветре и значительной разности между температурой воздуха и температурой нижележащей водной поверхности этот туман очень устойчив и простирается на высоту порядка 200 м над уровнем моря. Можно предположить, что такие туманы могут образоваться над любой холодной поверхностью моря, если существует поверхностное течение или апвеллинг холодных вод, чаще всего весной или летом, когда температура воздуха наиболее высока и он насыщен водяным паром. Над сушей адвективные туманы чаще всего бывают зимой, при поступлении влажного морского воздуха на охлажденную поверхность. Но поскольку поверхность земли может нагреваться достаточно быстро, адвективный туман скоро рассеивается, если этому только не препятствуют процессы, способствующие образованию радиационного тумана.

Кроме этих двух основных типов существует несколько менее распространенных разновидностей туманов. Паровой туман, или "курение моря", возникает, когда масса холодного воздуха перемещается над морем и происходит постоянное быстрое испарение водяных паров. Воздух, соприкасающийся с поверхностью моря, получает тепло и одновременно насыщается водяными парами по отношению к температуре поверхностных вод. Затем он поднимается и смешивается с более холодными слоями, которые в очень незначительной степени могут насыщаться водяным паром, так что образуется перенасыщенная смесь и начинается конденсация. Такие туманы обычно стелются очень низко, и, так как для их образования нужно, чтобы разность температур между водой и воздухом была порядка 10°С, они, как правило, образуются на краю поля пакового льда при направлении ветра со стороны ледового поля.

Фронтальный туман, или туман смешения, образуется на границе между двумя воздушными массами с различными температурой и влажностью, каждая из которых близка к насыщению.

7. Облака

Облака -- взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара,видимые на небе с поверхности Земли.

Облака состоят из мельчайших капель воды и/или кристаллов льда (называемых облачными элементами). Капельные облачные элементы наблюдаются при температуре воздуха в облаке выше ?10 °C; от ?10 до ?15 °C облака имеют смешанный состав (капли и кристаллы), а при температуре в облаке ниже ?15 °C -- кристаллические.

Облака возникают в результате конденсации водяного пара в свободной атмосфере. Помимо рассмотренных выше процессов перемешивания, приводящих к насыщению, конденсация водяного пара в атмосфере происходит из воздуха, который в результате подъема адиабатически охладился до точки росы. Подъем же воздуха в атмосфере определяется тремя основными причинами. Когда движущийся в горизонтальном направлении воздух встретит на своем пути барьер в виде холмов или горных хребтов, он должен обойти его сверху или сбоку, если только он не накапливается позади этого барьера. Если барьер имеет не слишком малое горизонтальное простирание, воздух сначала начнет опускаться и скапливаться позади него, однако следующая воздушная масса будет вынуждена подниматься выше барьера, чтобы преодолеть его. Если воздушная масса поднялась над таким орографическим барьером на 500 м и если при этом не произошло насыщения, ее температура понизится на 5°С. Возможно, на некоторых уровнях воздушная масса достигнет точки росы и при этой степени охлаждения, что приведет к формированию облаков. На других же уровнях точка росы не будет достигнута. В воздушном потоке за препятствием могут развиться колебания, известные под названием подветренных волн. В ходе волнообразного процесса в поднимающемся вверх воздухе происходит конденсация водяного пара и могут возникнуть неподвижные двояковыпуклые (линзовидные) облака; при опускании воздуха происходит испарение конденсата.

Второй из причин подъема воздуха является горизонтальная конвергенция воздушных масс.

Если это происходит в достаточно крупном масштабе, то на этот процесс влияет вращение Земли, что приводит к образованию циклонов. Часто в средних и высоких широтах в результате этого в соприкосновение вступают две различные воздушные массы.

При этом одна из них, обладающая меньшей плотностью, поднимается вверх. Такой подъем воздуха вдоль границы, или фронта, который разделяет различные воздушные массы, обычно называется фронтальным подъемом.

Третьей причиной является нагревание воздуха вблизи поверхности Земли, в результате чего он становится менее плотным и поднимается вверх. Этот процесс называется конвекцией. В главе 6 будут рассмотрены факторы, контролирующие то состояние, при котором воздушный столб оказывается неустойчивым и начинается конвекция, а также процессы, определяющие высоту, которой достигает конвекция. В жаркий солнечный день воздух в горах может прогреться в достаточной мере и вызвать конвекцию, но этот процесс может начаться и под воздействием другой причины-наличия воздушной массы, которая поднялась над орографическим барьером. В данном случае имеется уже не одна, а две причины, приводящие к подъему воздуха.

Рис. 2. Образование облаков

Типы облаков

Облака обычно классифицируют по форме, по тому, содержат ли они капли воды или кристаллы льда, по высоте расположения основания и степени вертикального развития. Перистые облака преимущественно состоят из ледяных кристаллов (так называемые ледяные облака). Поскольку кристаллы льда образуются и сублимируют довольно медленно, форма перистых облаков дает возможность различать вертикальные градиенты ветра, существующие на этой высоте. Перистые облака, с характерными резко загнутыми краями, указывают на очень сильные вертикальные сдвиги в воздухе. Перисто-слоистые облака отличаются от высококучевых облаков смешанного строения волнистым краем, а также появлением гало вокруг Солнца или Луны, которое можно увидеть сквозь тонкий слой перисто-слоистых облаков в результате рефракции света на кристаллах льда. Водяные облака обладают, напротив, резко очерченными краями. Слоистые облака образуются на сравнительно небольшой высоте; обычно их основание находится ниже двух километров. Если слоистые облака образуют мощный слой и из них непрерывно идет дождь, их называют слоисто-дождевыми. Слоисто-кучевые и высококучевые облака отличаются главным образом по высоте, на которой находятся их основания; слоисто-кучевые облака обычно более мощные, и между отдельными облаками, как правило, остается меньше чистого пространства, чем у высококучевых. Они могут образовываться соответственно из слоистых и высокослоистых в результате турбулентного или конвективного перемешивания.

Кучево-дождевые облака характеризуются большой вертикальной мощностью. Заметной мощности могут иногда достигать и кучевые облака. Оба эти рода облаков относятся к водяным облакам нижнего яруса, но верхняя часть кучево-дождевого облака, из которого выпадают сильные дожди, состоит из ледяных кристаллов. Международный атлас облаков включает также род перисто-кучевых облаков, однако эти облака-водяные, в то время как все перистые облака являются ледяными. Поэтому некоторые авторы предпочитают опускать этот род облаков и относить их к одному из перечисленных ранее типов: перистых, перисто-слоистых или высококучевых.

Различные процессы в атмосфере приводят к формированию облаков различных типов. Устойчивый подъем воздуха на большой площади, обусловленный орографическим эффектом или фронтальным подъемом, приводит к формированию на соответствующих высотах слоистых облаков. Конвекция вызывает образование кучевых или кучево-дождевых облаков; в результате турбулентного перемешивания могут образовываться слоистые или (чаще) слоисто-кучевые облака в том случае, если турбулентность захватила поверхностный слой, или же высококучевые облака, если они образовались на большой высоте, например в результате значительного изменения скорости ветра на высоте.

Образование осадков

Типичные водяные облака состоят из мельчайших водяных капель со средним радиусом около 10 мк. В спокойной атмосфере такие капли имеют скорость падения около 0,01 м/сек, поэтому, если воздушная масса медленно поднимается приблизительно с такой же скоростью, капли остаются взвешенными в воздухе примерно на одной и той же высоте. Если воздушная масса "перестанет подниматься, то капли воды, радиус которых примерно вдвое больше среднего радиуса, могут достичь поверхности Земли приблизительно за полчаса, если облако расположено на высоте 100 м. Этого времени более чем достаточно для того, чтобы все капли испарились, прежде чем они достигнут Земли.

Дождевые капли, которые достигают поверхности Земли, обычно имеют радиус около 1 мм. Таким образом, они содержат в 10б раз больше воды, чем средние капли водяного облака. Чтобы капли достигли этих размеров только в результате конденсации, потребовалось бы несколько часов. Но в воздухе обычно количество водяного пари бывает недостаточным, чтобы облачные капли могли достичь размеров дождевых капель. Осадки образуются в облаке примерно в течение часа, и поэтому должны существовать процессы, которые позволяют некоторым каплям расти за счет других или же которые приводят к коагуляции капель. Исследованию этих процессов посвящено много работ, в которых проверялись самые разнообразные гипотезы. В настоящее время существуют две теории, которые объясняют большинство причин, приводящих к росту капель в облаках.

Первая теория привлекает для объяснения роста капель механизм столкновения между ними. Беспорядочное турбулентное движение, происходящее в облаке, приводит к столкновению капель. Но если сталкиваются капли примерно одного размера, вероятность того, что они разобьются или коагулируют, примерно равна. Однако если облако содержит капли разных размеров (что скорее может быть обусловлено различными размерами ядер конденсации, а не столкновением между ними), капли будут двигаться относительно друг друга, поскольку будут отличаться скорости их падения. Более крупные капли будут двигаться вниз относительно менее крупных.

Процесс, в результате которого капли сталкиваются и абсорбируют более мелкие капли, называется "радиальным". Все эти процессы наиболее эффективны в тропических кучевых облаках значительной мощности, когда в воздухе развиты сильные восходящие потоки, а содержание влаги высоко.

Вторая теория, известная под названием теории Бержерона-Финдайзена, основывается на различных значениях упругости насыщенного водяного пара по отношению к поверхности льда и к переохлажденной водной поверхности. Ледяные ядра, на которых замерзание происходит при температуре выше - 30°С, встречаются в атмосфере в не очень больших количествах. В облаках при преобладающих там температурах от - 12 до - 30°С обычно существует смесь кристаллов льда и капель переохлажденной воды. Поскольку при одной и той же температуре упругость насыщенного водяного пара по отношению к льду меньше, чем по отношению к переохлажденной воде, воздух может быть насыщен по отношению к льду, хотя относительная влажность составляет менее 100% над водой, что приводит к испарению воды. В данном случае кристаллы льда растут за счет капель воды и вскоре достигают достаточных размеров, чтобы выпадать из облаков. Они сталкиваются с каплями воды, в результате чего начинается их эффективное слияние. По пути к поверхности земли кристаллы льда могут растаять в теплом воздухе и достигнут ее в виде дождя. Однако одни из них выпадут в виде снега или крупы (дождя со снегом), а другие могут быть подхвачены после таяния восходящим потоком и снова замерзнут. Это может многократно повториться, и в конце концов такие частицы выпадут на землю в виде града. Описанный процесс чаще всего происходит в средних и высоких широтах, однако он не приемлем для объяснения процессов выпадения осадков из облаков в тропической зоне, температура в которых выше точки замерзания.

Заключение

В настоящее время процесс под названием "круговорот воды" хорошо изучен. Другое название этого явления - гидрологический цикл. Основная суть этого цикла состоит в том, что вода переходит из одного состояния в другое, при этом меняя не только состояние, но и часть окружающей нас среды.

Некоторые элементы круговорота воды поддаются управлению человеком, но лишь в приграничных слоях гидросферы, литосферы и атмосферы: накопление воды в водохранилищах, снегонакопление и снегозадержание, искусственные дожди и др. Но подобные меры должны быть весьма осторожными и продуманными, так как в природе все взаимосвязано и изменения в одном месте могут повлечь нежелательные последствия в другом регионе.

Значение воды в природе, жизни и хозяйственной деятельности исключительно велико. Землю делает Землей именно вода, она участвует во всех физико-географических, биологических, геохимических и геофизических процессах, происходящих на планете. А. де Сент-Экзюпери написал о воде: «Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты сама жизнь»: а Индире Ганди принадлежит изречение: «Цивилизация - это диалог между человеком и водой».

Список использованных источников

1. Любушкина С.Г. Общее землеведение : Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. "География" / С.Г. Любушкина, К.В. Пашканг, А.В. Чернов; Под ред. А.В. Чернова. - М. : Просвещение, 2004. - 288 с.(http://www.geo-site.ru/index.php/2011-01-11-14-44-21/83/401-gidrosphera.html)

2. http://uchebnikionline.ru/geografia/zagalne_zemleznavstvo_-_oliynik_yab/krugoobig_vodi.htm

3. http://www.pppa.ru/additional/12zem/geographic-shell-5519.php

4. Гвоздецкий Н.А. Основные проблемы физической географии. - М., 1989

5. Зубов С.М. Основы геофизики ландшафта. - Минск, 1985

6. Одум Ю. Основы экологии. - М., 1995

7. Рябчиков А.М. Структура и динамика геосферы. - М., 2002

8. Преображенский В.С. Поиск в географии. - М., 1989

Размещено на Allbest.ru