Кругообіг води в природі

Кругообіг води – це безперервний процес циркуляції води на земній кулі під впливом сонячної радіації та сили ваги. Найголовнішими складовими кругообігу є випаровування води, перенесення водяної пари на віддаль, конденсація водяної пари, випадання опадів, інфільтрація води в ґрунт і стік.

Джерелом теплової енергії на Землі є Сонце. Сонячна енергія перерозподіляється між поверхнею Землі й атмосфери, між океаном і сушею. При цьому природні води виступають і як поглинач, і як регулятор сонячної енергії, що надходить, і як фактор перерозподілу на Землі.

Залежно від особливостей і масштабів є великий, або загальний, і малий кругообіг.

Великий кругообіг охоплює сушу й океани і відбувається за схемою: океани – атмосфера – суша – океани. Водяна пара, що випаровується з поверхні океанів, переноситься вітрами на сушу, випадає на поверхню суші у вигляді атмосферних опадів, стікає до океану у вигляді поверхневого стоку (через річки), частина просочується в Землю, де утворює підземний стік і живить рослинність. Частина води потрапляє в повітря, випаровуючись із суші (із ґрунтів, водних басейнів), або через транспірацію рослинами тощо.

Малий кругообіг – це кругообіг над окремими океанами, материками або їхніми частинами. Малий, або океанічний кругообіг відбувається за схемою: океан – атмосфера – океан. Водяна пара, що випаровується з поверхні океану, надходить в атмосферу, там конденсується й випадає у вигляді атмосферних опадів на поверхню океану.

Малим є також і місцевий, або внутрішньоматериковий вологообмін, який відбувається тільки в межах суші. Схема його руху: суша – повітря – суша. Вода випаровується із суші (із різних об'єктів, ґрунтів, рослинності тощо), потрапляє в повітря, конденсується у вигляді опадів і повертається на сушу.

З безстічних областей найбільшими є: в Європі – водозбірний басейн Каспійського моря; в Середній Азії –Туранська низовина, в Центральній Азії - пустелі Алашань, Гобі, Такла-Макан; в Африці – пустелі Сахара, Лівійська, Нубійська, Калахарі і Наміб, водозбори озер Чад, Руква, Рудольф тощо; в Північній Америці – пустелі Великого Басейну, Мексиканського нагір'я, плато Колорадо тощо; в Південній Америці – водозбори озер Тітікака-Поопо, пустеля Пуна-де-Атакама, плато Патагонії тощо; в Австралії – західна і центральна частини материка.

Серед безстічних областей виділяють безстічні області з внутрішнім стоком. На території цих областей може випадати значна кількість опадів, може бути розгалужена сітка водотоків, але всі свої води вони несуть в озера (наприклад, басейни Волги, Уралу, Сирдар'ї, Амудар'ї та ін.) та ареїчні області, які не мають ніякого поверхневого стоку, тому що вся вода, котра випадає на їхню поверхню, випаровується. Ареїчні області займають 17 % поверхні материків і найбільшими з них є Сахара, пустелі Австралії, Центральної і Середньої Азії та інші.

Вода безстічних областей бере участь у відносно самостійних кругообігах, а зв'язок її зі Світовим океаном здійснюється лише шляхом перенесення вологи в пароподібному стані повітряними течіями в периферійні області суші чи безпосередньо на моря та океани, або підземними шляхами (незначною мірою). В межах безстічних областей у вологообміні бере участь лише 9 тис. км³ води.

В межах нашої планети виділяють ще такі види вологообміну: між Землею і Космосом, між атмосферою й океаном, між атмосферою, ґрунтовим покривом і біосферою.

Математичною моделлю кругообігу води є рівняння водного балансу. Так, для малого кругообігу (у межах океану) рівняння водного балансу має такий вигляд: z₀ = x₀ + y₀;

 

для великого кругообігу:

z_c + y_c = x_c;

 

для безстічних областей:

z_б = x_б;

для земної кулі в цілому:

z₃ = z₀ + z_c + z_б = x₀ + x_c + x_б = x_з,

z_з = x_з,

де: z₀ – середнє багаторічне випаровування з поверхні Світового океану;

z_c – середнє багаторічне випаровування з поверхні периферійних

областей суші;

z_б – середнє багаторічне випаровування з поверхні безстічних областей;

z₃ – середнє багаторічне випаровування з поверхні всієї земної кулі;

x₀ – середня багаторічна сума атмосферних опадів на поверхню Світового океану;

x_c – те ж для периферійних областей суші;

x_б – опади на поверхню безстічних областей;

x_з – середня багаторічна сума опадів для всієї земної кулі;

у₀ – середній багаторічний стік із суші.