Гидросфера

Гидросфера — водная оболочка Земли, включающая все природные воды планеты: воды океанов и морей, реки и озёра, ледники, подземные воды, почвенную влагу и водяной пар атмосферы. Вода объединяет оболочки Земли в единую систему и постоянно перемещается в круговороте воды.

Состав и границы гидросферы

Основная часть воды сосредоточена в Мировом океане. На его долю приходится около 96,5% всей воды Земли. Пресная вода составляет примерно 2,5–3%, причём большая её часть заключена в ледниках и подземных водах. Доступная человеку пресная вода рек, озёр, водохранилищ и верхних горизонтов подземных вод — лишь небольшая доля общего запаса.

Гидросфера не имеет строго замкнутой внешней границы: вода встречается в земной коре, на поверхности, в атмосфере и в организмах. Поэтому она тесно связана с литосферой, атмосферой и биосферой. Живые организмы содержат большое количество воды и не могут существовать без постоянного водообмена.

Круговорот воды

Круговорот воды — непрерывное перемещение воды между океаном, сушей, атмосферой и живыми организмами. Главный источник энергии этого процесса — солнечное излучение, а движущая сила возвращения воды на поверхность — сила тяжести.

1. Испарение. Вода с поверхности океанов, морей, рек, озёр и почвы переходит в атмосферу. Растения также выделяют водяной пар при транспирации.
2. Конденсация. При охлаждении водяной пар превращается в мельчайшие капли воды или кристаллы льда; образуются облака.
3. Перенос. Воздушные массы перемещают влагу на большие расстояния, в том числе с океана на сушу.
4. Осадки. Вода выпадает на поверхность в виде дождя, снега, града или мороси.
5. Сток и просачивание. Часть воды стекает по поверхности в реки и озёра, часть просачивается в почву и горные породы, а затем возвращается в океан или испаряется.

В упрощённом водном балансе территории испарение \(E\) связано с количеством осадков \(P\), поверхностным и подземным стоком \(R\) и изменением запасов воды \(I\). Если запас воды за рассматриваемый период не меняется, то \(I=0\) и \(E\approx P-R\).

Водный баланс и распределение воды

Водный баланс показывает соотношение поступления и расхода воды на определённой территории за выбранный период. На него влияют количество осадков, испаряемость, температура, рельеф, растительность, свойства горных пород и деятельность человека.

Следовательно, за год с данной территории испарилось 450 мм воды. В заданиях важно использовать одинаковые единицы измерения и не путать испарение с испаряемостью: испарение — фактически ушедшая в атмосферу вода, а испаряемость — возможное количество испарения при достаточном запасе влаги.

Значение гидросферы для природы и человека

Вода регулирует климат Земли: океан медленно нагревается и остывает, накапливая и перераспределяя тепло. Испарение и конденсация переносят энергию, а морские течения распределяют тепло между низкими и высокими широтами. Поэтому побережья часто имеют более мягкий климат, чем удалённые от океана районы.

Гидросфера участвует в формировании рельефа. Текучая вода разрушает горные породы, переносит обломочный материал и откладывает его в долинах рек, дельтах и на побережьях. Ледники выпахивают углубления, переносят морену и создают особые формы рельефа. Подземные воды растворяют некоторые породы и образуют карстовые пещеры.

Для биосферы вода является средой обитания, условием фотосинтеза, обмена веществ и размножения многих организмов. Растения получают воду из почвы, животные — из питья и пищи. Водные экосистемы поддерживают большое разнообразие видов, но особенно уязвимы к загрязнению и изменению стока.

Человек использует воду для питьевого и бытового водоснабжения, сельского хозяйства, промышленности, энергетики, транспорта и отдыха. Возобновление водных запасов происходит благодаря круговороту, однако чистая пресная вода распределена неравномерно и может расходоваться быстрее, чем восстанавливается. Поэтому важны очистка сточных вод, экономное потребление и охрана водных ресурсов.