Студопедия — Плотностные течения
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Плотностные течения






Плотностные течения определяются различиями в плотности воды. Примером плотностного течения является Гольфстрим, а также северо-тихоокеанское течение.

Волны

Главная причина возникновения волн на поверхности Мирового океана — ветер. Иногда волны возникают от других причин: от землетрясений, от резких изменений атмосферного давления и т. д.

Океанические волны, как и всякие волны вообще, характеризуются следующими элементами: длиной (горизонтальным расстоянием между гребнями или подошвами соседних волн), высотой (расстоянием между гребнем и подошвой волны), периодом (промежутком времени, в течение которого каждая точка волны перемещается на расстояние, равное ее длине).

При возникновении ветровых волн ветер воздействует на поверхность воды и выводит ее частицы из состояния равновесия, заставляя их двигаться по орбитам

 

Когда скорость ветра и скорость волны становятся равными, волны теоретически достигают наибольшей высоты.

Когда скорость ветра уменьшается, волнение начинает затухать. Сначала исчезают мелкие волны, затем крупные, и остаются только очень длинные пологие волны — мертвая зыбь. Волны зыби имеют длину несколько сотен метров при высоте несколько метров. Волны зыби уходят на тысячи километров от места возникновения.

Высота океанических волн обычно 4—7 м. Максимальная высота наблюдавшихся волн 18 м. Длина штормовых волн не более 250 м,волн зыби — до 840 м. В морях высота волн не более 3 м, длина — до 150 м.

При землетрясениях возникают сейсмические волны, которые распространяются на всю толщу воды. Такие волны называются цунами. Они могут достигать больших размеров и, обрушиваясь на берег, вызывать огромные разрушения. Скорость распространения цунами от 150 до 900 км/час. Высота их на низменном побережье незначительна, а в узких заливах доходит до 20—30 м.

При неодинаковом атмосферном давлении на разные части моря илиозера их поверхность принимает наклонное положение. С прекращением воздействия силы, вызвавшей наклон, поверхность стремится возвратиться в положение равновесия, а это приводит к колебаниям всей массы воды, которые постепенно затухают под влиянием трения. Колебания массы воды происходят около одной или нескольких горизонтальных осей (узлов), остающихся неподвижными. Такие колебания образуют стоячие волны, называемые сейши.

 

№17 Свойства вод Мирового океана

Вода - «универсальный растворитель»: в ней, хотя бы в малой степени, способен раствориться любой из элементов. Вода имеет наибольшую среди всех обычных жидкостей теплоемкость, то есть для ее нагревания на один градус требуется затратить больше тепла по сравнению с другими жидкостями. Больше тепла требуется и на ее испарение. Эти и другие особенности воды имеют огромное биологическое значение. Так, благодаря высокой теплоемкости воды сезонные колебания температуры воздуха оказываются меньше, чем это было бы в ином случае. Температура всей массы океанской воды около 4градусов по Цельсию. Океаны холодные. Вода в них прогревается только у самой поверхности, а с глубиной она становится холоднее. Только 8% вод океана теплее 10 град., более половины холоднее 2.3 град. С глубиной температура изменяется неравномерно.

Вода - наиболее теплоемкое тело на Земле. Поэтому океан медленно нагревается и медленно отдает тепло, служит аккумулятором тепла. На его долю приходится более 2/3 поглощенной солнечной радиации. Она расходуется на испарение, на нагревание верхнего слоя воды до глубины примерно 300 м, а также на нагревание воздуха. Средняя температура поверхностных вод океана более +17 град., причем в северном полушарии она на 3 град. выше, чем в южном. Наибольшие температуры воды в северном полушарии наблюдаются в августе, наименьшие - в феврале, в южном полушарии - наоборот. Суточные и годовые колебания температуры воды незначительные: суточные не превышают 1 град., годовые составляют не более 5..10 град. в умеренных широтах. Температура поверхностных вод зональна. В приэкваториальных широтах температура весь год 27...28 град., в тропических районах на западе океанов 20...25 град., на востоке 15...20 град. (из-за течений). В умеренных широтах температура воды плавно понижается от 10 до 0 град. в южном полушарии, в северном полушарии при той же тенденции у западных берегов материков теплее, чем у восточных, тоже из-за течений. В приполярных районах температура воды весь год 0...-2 град., в центре Арктики характерны многолетние льды мощностью до 5-7 м.

Максимальные температуры поверхностных вод наблюдаются в тропических морях и заливах: в Персидском заливе более 35 град, в Красном море 32 град. В придонных слоях Мирового океана (М.о.) температуры на всех широтах низкие: от +2 на экваторе до -2 в Арктике и Антарктике. При охлаждении морской воды ниже точки замерзания образуется морской лед. Льдом постоянно покрыто 3 - 4% площади океана. Морской лед отличается от пресноводного в ряде отношений. У соленой воды температура замерзания понижается по мере увеличения солености. В диапазоне солености от 30 до 35 промилле точка замерзания меняется от -1.6 до -1.9 град.

Образование морского льда можно рассматривать как замерзание пресной воды с вытеснением солей в ячейки морской воды внутри толщи льда. Когда температура достигает точки замерзания, образуются ледяные кристаллы, которые «окружают» не замерзшую воду. Незамерзшая вода обогащается солями, вытесненными кристаллами льда, что приводит к дальнейшему понижению точки замерзания воды в этих ячейках. Если кристаллы льда не полностью окружат обогащенную солями незамерзшую воду, она будет опускаться и смешиваться с нижележащей морской водой. Если процесс замерзания растянут во времени, почти весь обогащенный солями рассол уйдет из льда и его соленость окажется близкой к нулю. При быстром замерзании большая часть рассола захватится льдом и его соленость будет почти такой же, как и соленость окружающей воды. Обычно прочность морского льда составляет одну треть прочности пресноводного льда той же толщины. Однако старый морской лед (с очень низкой соленостью) или лед, образовавшийся при температуре ниже точки кристаллизации хлористого натрия, не уступает по прочности пресноводным льдам. Замерзание морской воды происходит при отрицательных температурах: при средней солености - около -2 град. Чем выше соленость, тем ниже температура замерзания. Для замерзания морской воды необходимо, чтобы либо глубина была невелика, либо ниже поверхностного слоя на небольших глубинах располагалась вода с более высокой соленостью. При наличии мелководного галоклина поверхностная вода, даже охладившись до точки замерзания, будет легче, чем более теплая, но более соленая подстилающая вода.

Когда поверхностный слой воды охладится до точки замерзания и перестанет углубляться, начнется льдообразование. Поверхность моря приобретает маслянистый, с особым свинцовым оттенком вид. По мере роста ледяные кристаллы становятся видимыми и приобретают форму игл. Эти кристаллы или иглы смерзаются друг с другом и образуют тонкий слой льда. Этот слой легко изгибается под действием волн. С увеличением толщины лед теряет эластичность, а затем ледяной покров разламывается на отдельные куски, дрейфующие самостоятельно. Сталкиваясь между собой во время волнения, куски льда приобретают округлые формы. Эти округлые куски льда от 50 см до 1 м в диаметре называются блинчатым льдом. На следующем этапе замерзания куски блинчатого льда смерзаются и образуют поля дрейфующего льда. Волны и приливы снова разламывают поля льда, формируя гряды торосов, имеющих во много раз большую толщину по сравнению с первоначальным ледяным покровом. В ледяном покрове образуются участки чистой воды - полыньи, которые позволяют подводным лодкам всплывать на поверхность даже в Центральной Арктике. Образование льда в значительной мере уменьшает взаимодействие океана с атмосферой, задерживая распространение конвекции в глубь океана. Перенос тепла должен осуществляться уже через лед - весьма плохой проводник тепла. Толщина арктического льда около 2 м, а температура воздуха зимой в районе Северного полюса опускается до - 40 град. Лед действует как изолятор, предохраняя океан от выхолаживания.

Морской лед играет и другую важную роль в энергетическом бюджете океана. Вода - хороший поглотитель солнечной энергии. Напротив, лед, в особенности пресный, и снег - очень хорошие отражатели. Если чистая вода поглощает около 80% падающей радиации, то морской лед может отражать до 80%. Так присутствие льда значительно уменьшает нагревание земной поверхности. Льды затрудняют судоходство, с айсбергами связаны катастрофы судов. Айсберги распространяются гораздо дальше границы морских льдов. Они формируются на суше. Хотя лед представляет собой твердое тело, он все же медленно течет. Снег, накапливаясь в Гренландии, Антарктиде и горах высоких широт, дает начало ледникам, сползающим вниз. На линии берега огромные блоки льда откалываются от ледника, рождая айсберги. Поскольку плотность льда составляет около 90% плотность морской воды, айсберги остаются на плаву. Приблизительно 80 - 90% объема айсберга находится под водой. Этот объем зависит также от количества воздушных включений. После своего образования айсберги увлекаются океаническими течениями и, попадая в более низкие широты, постепенно тают. Большая часть айсбергов, представляющих опасность для судовождения, зарождается на западном побережье Гренландии, севернее 68 30 с.ш. Здесь около сотни ледников продуцируют около 15000 айсбергов в год. Вначале эти айсберги дрейфуют к северу вместе с Западно-Гренландским течением, а затем поворачивают к югу, увлекаемые Лабрадорским течением. Наибольшее впечатление производят айсберги, отколовшиеся от шельфового ледника Росса - одного из уникальных явлений Антарктики. Он представляет собой очень мощный по толщине слой льда, спускающегося с материка и находящегося на плаву. От ледника Росса откалываются громадные антарктические айсберги.

Морской лед солоноватый, но соленость его в несколько раз меньше солености площади М.о. Помимо слабосоленых морских льдов в океанах есть пресноводные речные и материковые (айсберги) льды. Под влиянием ветров и течений льды из полярных районов выносятся в умеренные широты и там тают. растворенными в ней хлоридами (более 88%) и сульфатами (около 11%). Соленый вкус воде придает поваренная соль, горький - соли магния. Для океанской воды характерно постоянное процентное соотношение различных солей, несмотря на различную соленость. Соли, как и сама вода океанов, поступали на земную поверхность прежде всего из недр Земли, особенно на заре ее формирования. Соли приносятся в океан и речными водами, богатыми карбонатами (более 60%). Однако, количество карбонатов в океанской воде не увеличивается и составляет всего 0.3%. Это объясняется тем, что они выпадают в осадок, а также расходуются на скелеты и раковины животных, потребляются водорослями, которые после отмирания погружаются на дно.

В распределении солености поверхностных вод прослеживается зональность, обусловленная прежде всего соотношением выпадающих атмосферных осадков и испарения. Уменьшают соленость сток речных вод и тающие айсберги. В приэкваториальных широтах, где осадков выпадает больше, чем испаряется, и велик речной сток, соленость 34-35 промилле. В тропических широтах мало осадков, но велико испарение, поэтому соленость составляет 37 промилле. В умеренных широтах соленость близка к 35, а в приполярных - наименьшая (32-33 промилле), т.к. количество осадков здесь больше испарения, велик речной сток, особенно сибирских рек, много айсбергов, главным образом вокруг Антарктиды и Гренландии. Широтную закономерность солености нарушают морские течения. Например, в умеренных широтах соленость больше у западных побережий материков, куда поступают тропические воды, меньше - у восточных берегов, омываемых полярными водами. Наименьшей соленостью обладают прибрежные воды близ устьев рек. Максимальная соленость наблюдается в тропических внутренних морях, окруженных пустынями. Соленость влияет на другие свойства воды, такие, как плотность, температура замерзания и т.д.

Плотность морской воды зависит от давления, температуры и солености. Плотность морской воды близка к 1.025 г/см куб. Охлаждаясь, вода становится еще более тяжелой. Давление также увеличивает плотность морской воды. Поэтому на глубине 5000 м плотность морской воды возрастает до 1.050 г/см куб. Как правило, океанографы не измеряют плотность непосредственно, предпочитая вычислять ее по данным о температуре, солености и давлении. Часто их интересует зависимость плотности морской воды только от температуры и солености. Обычно плотность, при вычислении которой давление не учитывается, возрастает с глубиной. В этом случае говорят, что вода устойчиво стратифицирована. В стратифицированном океане трудно перемещать воду поперек линий постоянной плотности, это значительно легче сделать вдоль таких линий. Говоря языком физики, для перемещения воды поперек линий постоянной плотности нужно совершить работу - увеличить потенциальную энергию. Для перемещения воды вдоль линий постоянной плотности нужно лишь преодолеть трение воды, а морская вода обладает повышенной «текучестью».

В океане не только холодно, но и темно. На глубине свыше 100 м невозможно увидеть днем ничего, кроме редких биолюминисцентных вспышек света от проплывающих рыб и зоопланктона. В отличие от атмосферы, сравнительно прозрачной для всех волн электромагнитного спектра, океан непроницаем для них. Ни длинные радиоволны, ни коротковолновое ультрафиолетовое излучение не могут проникнуть в его глубины. В любой текучей среде, включая морскую воду, потери солнечного излучения довольно хорошо описываются так называемым законом Беера, который гласит, что количество энергии, поглощенной на некотором расстоянии, пропорционально исходному ее количеству. Это дает возможность охарактеризовать морскую воду с помощью коэффициента относительного пропускания. Коэффициент пропускания меняется у воды в зависимости от длины волны излучения, и в частности видимая часть спектра солнечного света пропускается водой значительно лучше, чем излучение с более короткими или более длинными волнами. Различие между пресной и соленой морской водой в этом отношении не играет роли.

Большинство из металлов в водах океана присутствует в морской воде в крайне малых количествах. Как показывает таблица, живые организмы извлекают металлы из морской воды. Чаще всего концентрация металлов в живых организмах в сравнении с их содержанием в морской воде не превышает концентрации фосфора. Погружающееся с поверхности океана вещество включает множество частиц с большой реакционной поверхностью. Частицы из кичи марганца и железа также обладают обширными активными поверхностями. Некоторые из них осаждаются из верхних слоев океана, а другие образуются при окислении восстановленного железа и марганца, диффундирующих из донных отложений или приносятся горячими водами из области раздвигающихся срединно-океанических хребтов. Такие соединения захватывают металлы. Самое яркое подтверждение этому - железомарганцевые конкреции на дне океанов, в которых содержится до 1% никеля и меди, а также многие другие металлы. Подобное захватывание металлов еще эффективнее происходит в прибрежных водах, где постоянное взмучивание наносов и биологическая переработка толщи отложений обеспечивают непрерывный поток окисляющегося железа и марганца в растворе из донных отложений. После попадания металлов в донные отложения, вероятность их повторного появления в вышерасположенной толще воды очень мала, хотя некоторое перераспределение внутри самих отложений и наблюдается.

№ 18 ВНУТРЕННИЕ ВОДЫ. Реки. Характеристика рек. Влияние рельефа на реки. Общая характеристика. В пределах России насчитывается свыше 2,5 млн рек. Густота речной сети на равнинах достигает максимума в тайге, откуда закономерно уменьшается к северу и югу. Особенно хорошо эта закономерность прослеживается на Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнинах. Наименьшая густота речной сети (менее 0,01 км/км2) характерна для Прикаспийской низменности. С увеличением высоты местности (на возвышенностях, в горах) густота речной сети возрастает, достигая максимума (более 1,62 км/км2) на Кавказе. Подавляющее большинство рек имеет длину менее 10 км. Рек длиной более 10 км насчитывается всего около 120 тыс. (примерно 5% общего числа рек). Общая протяженность их составляет 2,3 млн км. Но и среди этих рек резко доминируют так называемые малые реки, длина которых не превышает 100 км. Эти малые реки и речушки формируют около половины суммарного речного стока. Средние реки имеют длину от 101 до 500 км. Реки длиной более 501 км считаются большими. На их долю приходится около 200 рек. И лишь 47 рек России имеют длину более 1000 км. Из них 17 рек самостоятельно впадают в моря (в том числе и в Каспийское), а остальные являются притоками других больших рек. Длина ряда рек, протекающих по территории России, измеряется тысячами километров, а площадь бассейна — миллионами квадратных километров. Из 34 крупнейших рек мира, имеющих длину более 2000 км, в России полностью или большей частью своего течения находится семь рек. Самая длинная река из всех, протекающих по территории России, Обь с Иртышем (5410 км). Она же имеет и самую большую площадь бассейна, часть которого находится за пределами России. Из рек, бассейн которых полностью находится на территории России, самой длинной являетсяЛена (4400 км). Самая многоводная река — Енисей (624 км2/год). Реки России принадлежат бассейнам трех океанов: Северного Ледовитого, Атлантического и Тихого и области внутреннего замкнутого стока (Каспийское море). Чуть менее 2/3 территории относится к бассейну Северного Ледовитого океана Здесь протекают крупнейшие реки Сибири: Обь, Енисей, Лена, Оленек, Индигирка (длина 1726 км, сток 58,3 км2), Колыма — и реки Восточно-Европейской равнины: Печора (длина 1809 км, сток 130 км2), Северная Двина (соответственно 1302 км и 109 км2). Восточная окраина России (около 20% территории) принадлежит бассейну Тихого океана, где преобладают сравнительно небольшие реки. Наиболее крупными реками здесь являются Амур, половина площади бассейна которого находится за пределами России, и Анадырь (1150 км, 53 км2). Около 10% территории приходится на бассейн Каспийского моря. Основная река этого региона — Волга, являющаяся самой крупной рекой Европы. Подавляющую часть своего стока Волга собирает в северной части бассейна, лежащей в лесных зонах, ниже устья Камы приток вод незначителен. Из других рек к бассейну Каспия относятся Терек (623 км; 9,5 км2), Самур (213 км; 2,4 км2), Урал (2534 км; 12,4 км2), верхнее и среднее течение которого находится в России, где и формируется основной сток. Около 5% площади страны принадлежит бассейну Атлантического океана. В Азовское море несут свои воды Дон (1870 км; 29,5 км2) и Кубань (830 км; 13,4 км2), в Балтийское — Нева (74 км; 79,8 км2). Водность рек определяется величиной поверхностного стока и площадью бассейна. В Северный Ледовитый океан реки выносят 2735 км2 воды в год, что составляет 68% от общего речного стока России. Столь большой сток обусловлен и большой площадью бассейна, и высоким модулем стока. На бассейн Каспийского моря приходится лишь около 7% общего стока, что объясняется меньшей водностью рек в условиях более высокого испарения влаги. Неоднородность климатических условий на территории России находит свое отражение не только в густоте речной сети, водности рек и величине годового стока, но также в источниках питания и режиме рек. Вопросами классификации рек в связи с климатическими особенностями территории занимались А.И. Воейков, Д.Б. Зайков, М.И. Львович, П.С. Кузин и др. А.И. Воейков (1884) назвал среди источников питания рек снеговой, дождевой и ледниковый (в том числе высокогорный снеговой). М.И. Львович (1938) дополнил эти источники грунтовым, которое не было учтено А.И. Воейковым. Однако снег, дождь, лед, грунтовые воды — это лишь различные виды и состояния вод, а главным, почти единственным первичным источником речного стока являются атмосферные осадки. В природе не существует рек, имеющих лишь один источник питания. Обычно в разном соотношении участвуют несколько источников. Для рек России характерны две отличительные особенности питания: 1) благодаря положению страны в умеренных и высоких широтах и континентальности климата, в питании рек почти повсеместно принимает участие снежный покров; 2) для большинства рек характерны триисточника питания: талые снеговые, дождевые и грунтовые воды. Значительно меньшее количество рек имеет либо все четыре источника питания, либо два в различных сочетаниях (снеговое + дождевое, снеговое + грунтовое, дождевое + грунтовое). Источник питания, который обеспечивает большую часть годового стока, считается преобладающим. На большей части территории России в той или иной мере преобладает снеговое питание рек, что чрезвычайно характерно для районов с достаточно устойчивой снежной зимой, которая наблюдается на значительной части страны. Там, где снега выпадает мало (Забайкалье, Приамурье), либо зимы мягкие и осадки часто выпадают в виде дождей (Калининградская область), находятся реки с преобладанием дождевого питания. В горных районах со значительным современным оледенением (Кавказ, Алтай) возрастает роль ледникового питания. Рек с преобладанием грунтового питания в России очень мало. Они встречаются на Камчатке в районах распространения вулканических пород, в предгорьях Кавказа. Примером таких рек является река Авача на Камчатке, грунтовое питание которой достигает 60%. При более детальном изучении роли отдельных источников питания в формировании полного стока рек России обнаруживается ряд особенностей их территориального изменения. При движении с севера на юг наблюдается устойчивое увеличение доли снегового питания (см. таблицу 4) при одновременном уменьшении его абсолютных размеров. Увеличивается доля дождевого питания по направлению от центральных районов к западным и восточным (при приближении к Атлантическому и Тихому океанам). Так, в центральных районах лесной зоны дождевое питание составляет 20-30%, в бассейне Балтийского моря — 30-40%, в бассейне Охотского и Японского морей — до 60%. Увеличение дождевого питания на западе России обусловлено мягкими зимами и увеличением жидких осадков за счет твердых, а в Приморье и Приамурье —за счет летних муссонных дождей и малоснежных зим. Происходит значительное уменьшение доли грунтового питания в районах распространения многолетней мерзлоты. В северных районах Сибири оно меньше 10%, а в тайге Восточно-Европейской равнины возрастает до 20-30%. В горных районах доля различных источников питания меняется с высотой, что служит одним из проявлений высотной поясности. С подъемом вверх возрастает доля снегового питания. В гляциально-нивальном поясе основным источником питания рек становятся талые воды вечных снегов и ледников. От соотношения различных источников питания зависит внутригодовое распределение стока, т.е. режим рек. Все реки нашей страны по режиму делятся на три типа: 1) реки с весенним половодьем; 2) реки с половодьем в теплую часть года; 3) реки с паводочным режимом. Рек с паводочным режимом чрезвычайно мало в России; к ним относятся реки Черноморского побережья Кавказа.

На направление и характер течения рек влияет рельеф местности, по которой реки протекают, например река Днепр до Киева течет строго на юг, южнее Киева река резко поворачивает на юго-восток, а затем через несколько сотен километров – на юго-запад. Почему же так резко Днепр меняет направление течения? Если внимательно рассмотреть карту, станет ясно: на пути Днепра — возвышенность. Вот и пришлось реке огибать ее с востока.

Еще в большей мере рельеф оказывает влияние на характер течения рек. Реки, текущие по равнинной местности, имеют медленное течение. Объясняется это тем, что истоки равнинных рек находятся на небольшой высоте, а местность, по которой они текут, имеет малый уклон. К равнинным рекам относятся: Волга, Днепр, Дон, Нева.

Истоки горных рек расположены высоко в горах. Их воды несутся по разрезающим горы долинам с огромной скоростью, бурлят, пенятся. Выйдя на равнину, река становится спокойной.

Горные реки, как правило, текут в узких, скалистых долинах с крутыми склонами. Десятки и даже сотни тысяч лет уходят на то, чтобы река прорезала в горах долину. Узкие долины называют ущельями. Долины равнинных рек, в противоположность горным, широкие. Склоны их покаты, и высота не превышает нескольких десятков метров.

№ 19 Питание и режим рек

Виды питания рек. Характер питания рек водой обусловлен комплексом природных условий. Различают следующие виды питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое и грунтовое.
Д о ж д е в о е п и т а н и е происходит или от периодических дождей в определенные сезоны года, или от краткосрочных ливневых дождей. Этот вид питания является преобладающим на реках юго-западной части Кавказа, Крыма, Карпат и некоторых других районов южной части европейской территории СНГ. Периодические летние дожди играют существенную роль в питании многих рек Восточной Сибири и Дальнего Востока (Амура, Зеи и др.).
Ливневые дожди наблюдаются летом и осенью в различных районах европейской части СНГ. Благодаря большой интенсивности они способны вызвать на реках малых бассейнов подъемы уровней воды, превышающие весенние.
С н е г о в о е п и т а н и е является преобладающим на большинстве рек. Бассейны этих рек занимают более ¾ территории СНГ. Несмотря на сравнительно небольшую продолжительность таяния снегов, реки со снеговым питанием получают в период весеннего половодья до 60–80% общего объема воды, стекающей по ним за год.
Л е д н и к о в о е п и т а н и е характерно для рек высокогорных районов Кавказа и Средней Азии. Оно происходит от таяния ледников и вечных снегов в горах. Реки с ледниковым питанием имеют летние паводки, часто с резко выраженными суточными колебаниями уровней, обусловленными изменениями температуры в течение суток.
Г р у н т о в о е п и т а н и е происходит или за счет неглубоко залегающих грунтовых вод, или за счет подземных вод, расположенных на значительных глубинах. В чистом виде грунтовое питание встречается очень редко. Как правило, грунтовые и подземные воды служат источником питания рек в периоды уменьшения или отсутствия поверхностного стока.
Многие равнинные реки питаются летом преимущественно грунтовыми водами, а в зимний период этот вид питания является для них единственным.
В формировании речного стока в разные периоды года участвуют различные виды питания. Например, р. Кубань имеет в весенний период снеговое питание за счет таяния снегов в правобережной равнинной части бассейна; в летние месяцы – ледниковое питание с Кавказских гор; осенью – дождевое питание от интенсивных ливней и зимой – грунтовое питание.

Режим уровней и расходов. У р о в н е м в о д ы в реке называется возвышение поверхности воды над некоторой условной горизонтальной плоскостью.
Уровни воды в реках постоянно изменяются. Основной причиной колебания уровней является разница в количестве воды, поступающей в реки в разные периоды года. Помимо величины расхода воды, на высоту уровня могут оказывать влияние ряд других факторов: наличие ледяного покрова, размывы русла и отложение наносов, морские приливы и отливы на устьевых участках рек, естественный подпор от другой реки, искусственный подпор от гидротехнических сооружений и др.
Годовой график колебаний уровня воды в течение года составляется по данным фактических наблюдений.
Для анализа многолетних колебаний уровня на один график наносят несколько линий, характеризующих изменение уровня в разные годы. Характер колебания уровня зависит прежде всего от режима питания реки.

Равнинные реки с преимущественным снеговым питанием характеризуются большим подъемом уровней в весенний период от таяния снегов и сравнительно низкими горизонтами воды в остальную часть года. На многих из них наблюдаются подъемы уровней в осенний период за счет выпадающих дождей, а на малых реках этой группы – подъемы уровней, вызванные дождями, и в летние месяцы.

 

Фазы в режиме рек. Характерные уровни и расходы воды. В водном режиме рек можно выделить ряд характерных фаз, каждой из которых свойственны определенные признаки.
На реках с преимущественным снеговым питанием такими фазами являются: весеннее половодье, летняя межень, летне-осенние дождевые паводки и зимняя межень.
В е с е н н е е п о л о в о д ь е является основной фазой в водном режиме большинства рек. Оно характеризуется резким подъемом уровня воды и менее крутым спадом. На крупных реках весеннее половодье длится от 1,5 до 3 месяцев, а на малых и средних реках – от 10–15 до 30–45 дней.
Л е т н я я м е ж е н ь наступает после окончания весеннего половодья и длится до наступления осенних дождей. Эта фаза характеризуется на большинстве рек низкими и устойчивыми уровнями. Некоторые малые реки южных и юго-восточных районов европейской части СНГ в летний период пересыхают.
О с е н н и е д о ж д е в ы е п а в о д к и наблюдаются на многих реках европейской части СНГ, западной и восточной Сибири. Они вызываются увеличением количества осадков и одновременным уменьшением испарения с поверхности речных бассейнов.
З и м н я я м е ж е н ь совпадает на большинстве равнинных рек с периодом ледостава. Наименьшие расходы воды наблюдаются в конце зимы. Небольшие северные реки в зимний период иногда промерзают до дна.
Основными характеристиками каждой из перечисленных фаз в режиме реки являются: ее продолжительность, величина характерных уровней и расходов, даты наступления и окончания фазы. Наряду со средними значениями этих характеристик часто бывает необходимо знать и их возможные колебания за многолетний период.
Водный режим реки в каждом году и за многолетний период характеризуется следующими основными уровнями:
наивысшим уровнем весеннего половодья;
наивысшим и наинизшим уровнями весеннего ледохода;
наивысшим и наинизшим уровнями очищения реки от льда;

наинизшим и средним меженними уровнями;
наивысшим и наинизшим уровнями летних и осенних паводков;
средним зимним уровнем.

К числу основных характерных расходов реки относятся: среднегодовой расход, максимальные расходы в весеннее половодье и в летне-осенние паводки, минимальные расходы в летнюю и зимнюю межени.
Зимний режим рек. С наступлением холодов реки на большей части территории СНГ замерзают. Продолжительность замерзания зависит от интенсивности похолодания и скорости течения. На малых реках она составляет 3–7 дней, а на больших – 8–15 дней. Нередко процесс замерзания рек сопровождается осенним ледоходом.

В течение зимы толщина льда постепенно увеличивается, достигая 0,6–1,0 м на реках центральных и северных районов европейской части СНГ и 1,0–1,5 м – на реках Сибири.

Весной в результате таяния снегов начинается вскрытие рек, за которым следует ледоход. Последний длится от 1–3 дней на малых реках, до 8–10 дней – на больших. Характер вскрытия рек весеннего ледохода зависит прежде всего от географического положения реки. На реках, текущих с севера на юг, от ледяного покрова сначала освобождается нижнее течение, что обеспечивает беспрепятственное продвижение льда с вышерасположенных участков. Поэтому ледоход на этих реках проходит сравнительно спокойно. На реках, текущих в северном направлении, условия ледохода очень тяжелые. Позднее вскрытие нижних участков этих рек препятствует ледоходу и на вышерасположенных участках образуются ледяные заторы, вызывающие значительные подъемы уровней воды, приводящие нередко к наводнениям.

20 Воды суши. Озера. Типы озер по происхождению.

О́зеро — компонент гидросферы, представляющий собой естественно возникший водоём, заполненный в пределах озёрной чаши (озёрного ложа) водой и не имеющий непосредственного соединения с морем (океаном Озёра являются предметом изучения науки лимнологии.

С точки зрения планетологии, озеро представляет собой существующий стабильно во времени и пространстве объект, заполненный веществом, находящимся в жидкой фазе, размеры которого занимают промежуточное положение между морем ипрудом.

С точки зрения географии, озеро представляет собой замкнутое углубление суши, в которое стекает и накапливается вода. Озёра не являются частью Мирового океана.

Хотя химический состав озёр остаётся относительно длительное время постоянным, в отличие от реки заполняющее его вещество обновляется значительно реже, а имеющиеся в нём течения не являются преобладающим фактором, определяющим его режим. Озёра регулируют сток рек, задерживая в своих котловинах полые воды и отдавая их в другие периоды. В водах озёр происходят химические и биологические реакции. Одни элементы переходят из воды в донные отложения, другие — наоборот. В ряде озёр, главным образом не имеющих стока, в связи с испарением воды повышается концентрация солей. Результатом являются существенные изменения минерализации и солевого состава озёр. Благодаря значительной тепловой инерции водной массы крупные озёра смягчают климат прилегающих районов, уменьшая годовые и сезонные колебания метеорологическихэлементов.

Форма, размеры и рельеф дна озёрных котловин существенно меняются при накоплении донных отложений. Зарастание озёр создает новые формы рельефа, равнинные или даже выпуклые. Озёра и, особенно, водохранилища часто создают подпоргрунтовых вод, вызывающий заболачивание близлежащих участков суши. В результате непрерывного накопления органических и минеральных частиц в озёрах образуются мощные толщи донных отложений. Эти отложения видоизменяются при дальнейшем развитии водоемов и превращении их в болота или сушу. При определенных условиях они преобразуются в горные породыорганического происхождения.

Классификация озёр

По происхождению озёра делятся на:

· Тектонические: образуются путём заполнения трещин в земной коре. Ярким примером тектонического озера является озероБайкал.

· Ледниковые: образуются тающим ледником. Типичным ледниковым озером, оставшимся от последнего ледникового периодаявляется Арберзее, расположенное у подножья горы Большой Арбер (1456 м) — самой высокой горы Богемского леса.

· Речные (или старицы).

· Приморские (лагуны и лиманы). Наиболее известной лагуной является Венецианская, расположенная в северной частиАдриатического моря.

· Провальные (карстовые, термокарстовые). Особенностью некоторых провальных озёр является их периодическое исчезновение и появление, зависящие от своеобразной динамики подземных вод. Типичный представитель — озеро Эрцо вЮжной Осетии.

· Завально-запрудные: образуются при обрушении части горы (например, озеро Рица в Абхазии).

· Горные: расположены в горных котловинах.

· Кратерные: расположены в кратерах потухших вулканов и трубок взрыва. В Европе подобные озёра находятся в областиАйфель (Германия). Возле них наблюдаются слабые проявления вулканической деятельности в виде горячих источников.

· Искусственные (водохранилища, пруды). Создание таких озёр может быть самоцелью, например, для созданияводохранилищ различного назначения. Нередко это создание связано с проведением более или менее значительных земляных работ. Но в ряде случаев такие озёра возникают как побочное следствие таких работ, например в выработанныхкарьерах.

По положению озёра делятся на (применительно к планете Земля):

· Наземные, воды которых принимают активное участие в кругообороте воды в природе и подземные, воды которых если и принимают в нём участие, то лишь косвенно. Иногда эти озёра заполнены ювенильной, то есть самородной водой.

· Подземные. К числу подземных озёр может быть отнесено и подлёдное озеро в Антарктиде.

По водному балансу озёра делятся на:

· Сточные (имеют сток, преимущественно в виде реки).

· Бессточные (не имеют поверхностного стока или подземного отвода воды в соседние водосборы. Расход воды происходит за счет испарения).

По типу минерализации

· пресные;

· ультрапресные

· минеральные (солёные).

· солоноватые

· солёные

По химическому составу воды минеральные озёра делятся на

· карбонатные (содовые)

· сульфатные (горько-солёные)

· хлоридные (солёные)

По питательности содержащихся в озере веществ (трофности) различают три типа озёр:

· Олиготрофные (с малым количеством питательных веществ) — озера характеризуются обычно большими или средними глубинами, значительной массой воды ниже слоя температурного скачка, большой прозрачностью, цветом воды от синего до зелёного, постепенным падением содержания O2 ко дну, вблизи которого вода всегда содержит значительные количества O2 (не менее 60 % от содержания его на поверхности)

· Эвтрофные (с большим содержанием питательных веществ) — хорошо прогреваемые озера (слой ниже температурного скачка очень невелик), прозрачность невелика, цвет воды от зелёного до бурого, дно устлано органическим илом. Вода богата питательными солями, содержание O2 резко падает ко дну, где он часто исчезает совершенно.

· Дистрофные (бедные питательными веществами) — заболоченные озера с небольшой прозрачностью и жёлтым или бурым (от большого содержания гуминовых веществ) цветом воды. Минерализация воды мала, содержание O2 пониженное вследствие его расхода на окисление органических веществ.

В современной гидрологии и гидроэкологии выделяют промежуточные уровни трофической классификации: мезотрофные (между олиготрофными и эвтрофными) и гипертрофные.

По своему нахождению на небесных телах озёра делятся на:

· земные;

· внеземные.

 

 







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 643. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

В эволюции растений и животных. Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений. Оборудование: гербарные растения, чучела хордовых (рыб, земноводных, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих), коллекции насекомых, влажные препараты паразитических червей, мох, хвощ, папоротник...

Типовые примеры и методы их решения. Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно. Какова должна быть годовая номинальная процентная ставка...

Выработка навыка зеркального письма (динамический стереотип) Цель работы: Проследить особенности образования любого навыка (динамического стереотипа) на примере выработки навыка зеркального письма...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Применение этих законов при лечении кессонной болезни, лечении в барокамере и исследовании электролитного состава крови Закон Генри: Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, при равновесии прямо пропорциональны давлению газа...

Ганглиоблокаторы. Классификация. Механизм действия. Фармакодинамика. Применение.Побочные эфффекты Никотинчувствительные холинорецепторы (н-холинорецепторы) в основном локализованы на постсинаптических мембранах в синапсах скелетной мускулатуры...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.015 сек.) русская версия | украинская версия