Краткий обзор водного цикла

Водный цикл не имеет начальной точки, мы начнем с океанов, потому что большинство воды на Земле имеется здесь. Солнце, которое управляет водным циклом, нагревает воду в океанах. Часть этой воды испаряется, и в виде пара поступает в воздух. Испарения также происходят в пресноводных озерах и реках. На земле происходят испарения и из почвы. Восходящие движения воздуха переносят пар в атмосферу. Здесь более низкая температура приводит к конденсации пара и формированию облаков. Течение воздушных масс переносит облака вокруг земного шара. Частички облака соприкасаются, растут и выпадают на землю в виде осадков. Небольшое количество воды остается в атмосфере от испарения и поступает к ледникам. Снег и лед может сублимировать прямо в водяной пар. Часть осадков мы можем наблюдать в виде снега, который может накапливать в ледниках. В более теплых местах снег тает с приходом весны, и талая вода течет по поверхности, попадая в реки, которые впадают в моря и океаны. При этом достигается конечная точка цикла в круговороте воды в природе.

Часть водного цикла попадает в реки, и эта вода движется вновь к океанам, а часть пресных вод накапливается в озерах. Большая часть воды просачивается в землю и лишь немного воды проникает в глубокие горизонты и пополняет водоносные пласты, которые хранят огромные количества пресной воды в течение долгого времени.

Некоторая часть воды близко расположенных к земной поверхности горизонтов, может фильтроваться назад в приповерхностные водные слои, формируя грунтовые воды. Через какое-то время и эта вода продолжает цикл, чтобы снова попасть в океан, где водный цикл "заканчивается" и ….. начинается снова.

Вода в океанах

Места скопления огромного количества всей воды на Земле – это океаны. Известно, что из 1 386 000 000 кубических километров (321 000 000 кубических миль) воды, приблизительно 1 338 000 000 кубических километров находятся в океанах. Это - приблизительно 96.5 % от всего объёма воды. Также известно, что океаны пополняют приблизительно 90 % испарений воды (вызванное нагреванием их поверхности от солнца), эти испарения входят в водный цикл. Океаны способствуют регулированию климата за счет теплых и холодных течений.

В течение более холодных климатических периодов формируется больше ледников, которые уменьшают количество воды в океанах. Перемены происходят во время теплых периодов. В течение последних стадий ледникового периода ледники аккумулировали почти одну треть массы воды Земли. При этом уровень океанов был приблизительно на 122 м ниже, чем сегодня. Приблизительно 3 миллиона лет назад, когда Земля была более теплой, уровень океанов, возможно, был на 50 м выше.

Испарения

Испарения – это обратный процесс конденсации. Это процесс, при котором вода превращается из жидкости в пар. При этом нужна энергия (высокая температура), чтобы разорвать связи между молекулами воды, этим объясняется, почему вода быстро испаряется в точке кипения (100° C), но медленнее – при более низких температурах. Испарения также уменьшают температуру окружающей среды, этим объясняется тот факт, почему вода, испаряющаяся от вашей кожи, охлаждает вас.

Испарения из океанов - первичный путь поступления воды в атмосферу. В глобальном масштабе, количество испарившейся воды равно количеству воды, возвращающейся на Землю в виде осадков. После испарения молекула воды пребывает в среднем 10 дней в воздухе.

Сублимация

С точки зрения водного цикла, сублимация чаще всего используется, чтобы описать процесс превращения снега и льда в пар, минуя стадию таяния. Фактически не просто видеть как происходит такое испарение, по крайней мере, с поверхности льда. Лучший способ наблюдать визуально сублимацию - это использовать твердый углекислый газ (сухой лед), как это показано на рисунке.

Сублимация происходит с большей интенсивностью, когда присутствуют определенные погодные условия типа низкой относительной влажности и сухих ветров. Она также происходит более интенсивно на больших высотах, где давление воздуха меньше, чем в более низких местах. Для этого необходима также и энергия, например солнечный свет. Если бы нужно было выбрать место на Земле, где сублимация случается часто, то я выбрал бы южную сторону Эвереста. Низкие температуры, сильные ветра, интенсивный солнечный свет, очень низкое давление воздуха - все это необходимые условия для сублимации.