Доклад Круговорот воды в природе 3, 6, 8 класс сообщение

С тех пор как образовалась планета на которой мы живем прошло очень много времени. Но общее число вод на ней, можно сказать осталось без изменения. Но поскольку вода все время совершает движение на земной поверхности ее количество остается практически постоянным. Вот этот процесс циклического перемещения и есть не что иное, как круговорот воды в природе. Вода может находится в трех видах — твердом, жидком и в состоянии пара. Благодаря способности воды переходить из одного состояния в другое и происходит это движение. Если описать коротко сам процесс круговорота, то это выглядит примерно так. Переходя в состояние пара с поверхности Земли вода под действием солнечных лучей, в виде пара поднимается в атмосферу, где образуются облака. Затем она опять в жидком состоянии попадает на Землю. Это осадки в виде дождя, а также росы.

Иногда вода кристаллизируется, становится твердой тогда, идет град или снег, выпадает иней, и они. В процессе круговорота воды принимают участие все имеющиеся на Земле источники воды. Исключением является воды сосредоточенные в ледниковых залежах. Но и то явление достаточно временное. Ведь много лет назад ледников было значительно больше, поэтому уровень мирового океана был на много ниже. Совершая движение вода несет в себе огромное количество полезных веществ, без которых жизнь на Земле в принципе не возможна.

В зависимость от того в каком месте вода из состояния жидкости перешла в состояние пара, а потом выпала превратившись опять в жидкость, произошло разделение круговоротов на несколько разновидностей. В большом круговороте воды, еще он имеет название мировой, вода с поверхности морей и океанов превращаясь в пар попадает в виде осадков на континентальную часть Земли. А затем сточными водами попадает вновь в океан. При этом круговороте происходит изменение состава воды. В процессе превращения соленой воды в пар происходит ее опреснение, а загрязненная вода проходит очищение. А вот малый круговорот или океанический, характеризуется тем, что испарившаяся вода морей и океанов, проходит процесс конденсации и вновь попадает в океан, а не переносится на континенты как в предыдущем случае. Ну, а если весь круговорот происходит исключительно над материками, то он называется внутриконтинентальным. При этом движущей силой любого круговорота является энергия Солнца. Нагревая любые водные пространства превращает воду в пар, который поднимаясь проходит процесс конденсации и опять в виде жидкости возвращается на Землю. В некоторых случаях влага может превратиться в пар даже не достигнув поверхности земли, а иногда попадая на поверхность Земли уходит глубоко, в ее недра.

Круговорот принимает самое непосредственное участие в обновлении всех источников воды на земле. С его помощью происходит очищение вод мирового океана. Он влияет на изменение климата на планете. С его помощью вода имеет возможность попасть в разные уголки Земного шара. Он соединяет в единое целое все оболочки Земли. Но к сожалению жизнедеятельность людей иногда наносит урон этому природному процессу, иногда даже нарушая его. Иногда это может привести к экологическим катастрофам. И конечно важно помнить, что к водным ресурсам Земли нужно относиться бережно не забывая об их рациональном использовании.

Доклад №2

Этот процесс обеспечивает жизнь всему на Земле. Он берет на себя роль связующего всех частей сферы Земли. Вода, которое проходит через круговорот может быть в различных состояниях. Вместе с водой переносятся и важные вещества, которые необходимы для жизнедеятельности на Земле.

Лучи солнца падают и  нагревают сушу и все океаны мира. Воде приходится менять свое состояние из жидкости в газообразное. Уже в таком состоянии она поднимается вверх, так как представляет собой пар. Суша предоставляет очень мало влаги, чуть больше 10%, большая часть остается за океаном. Сушей считаются испарения от рек и озер. Вода, которая испаряется, является исключительно пресной.

Испарения образуют облака, так как пар поднимается вверх, где температура значительно ниже. Постепенно пар охлаждается от порывов ветра и становится облаками.

Вода, которая испарилась из океана, способна вернуться обратно по средствам дождя или других осадков. Также осадки попадают и на сушу в различных состояниях. Если осадки пополняют реки, то течение несет ее  в разные океаны, а также и большие водоёмы. Другая часть осадков проникает через почву и присоединяется к подземным водам, которые тоже впадут в океаны и реки. Без этого этапа невозможна регуляция речной воды. Так в реках постоянно имеется вода, а иначе наполнение происходило бы лишь за счет выпадения осадков.

Существует этап круговорота воды, который является значимым для растений. Через осадки вода попадает на землю, помещаясь в почве. Уже там она просачивается к корням и происходит испарение через листву деревьев и растений. Корни вместе с жидкостью впитывают и нужные для собственного роста полезные вещества. Без жидкости подобное питание  невозможно осуществить.

Жидкость передвигается не одновременно. Некоторые воды попадают в ледовые покровы и способны оставаться в них аж на целых несколько десятков тысячелетий в твердом состоянии.

Это один из самых важных процессов, которые происходят на нашей планете, если не самый главный. Благодаря ему происходит передвижение воды, в котором она накапливает необходимые и полезные элементы, давая жизнь любому организму. Без воды погибло бы все живое.

Круговорот воды в природе

Вся вода в природе находится в беспрестанном движении. В процессе испарения  с поверхности различных водоемов, как то рек, озер, океанов, морей, болот, почвы, всевозможных растений, влага, собираясь в верхних слоях атмосферы, затем снова возвращается на поверхность земли дождевыми осадками, снегом, градом.  Восполняя, таким образом, объем воды в океане. Соответственно, величина воды получается неизменной, она единственно трансформирует свой вид — это и называется круговоротом воды в природе.

Из всех возвращающихся обратно  на землю воды почти 80% поступает напрямую в океан. Но нам интересны те  20%, которые остались. Именно они попадают на сухую часть Земли. Отметим, что  основная масса применяемых людьми запасов воды восполняется непосредственно данной разновидностью осадков. Примитивно изъясняясь, влага, которая выпала на земную твердь:

1. концентрируясь в маленьких водоемах, она попадает, в конце концов, в более крупные  расположенные на поверхности источники забора воды.
2. сначала протекая  сквозь несколько слоев почвы и так же подпочвенных слоев, восполняет резервы подземных вод.

Водные источники, расположенные на поверхности Земли  и грунтовые воды  являются главными источниками водоснабжения. Отдельно скажем, что они оба непосредственно связаны друг с другом.

Циркулирование воды — это один из колоссальных актов, происходящих на поверхности земли. Он исполняет основную функцию в процессе объединения геологического и биотического цикла. Причем стоит заметить, к тому же в биосфере объемы воды, беспрестанно меняя структуру, формирует малый и большой водный круговорот.

Парообразование из вод с плоскости океана, скопление водяных паров в слоях атмосферы и последующее осаждение их на поверхность планеты создают малый круговорот. Заметим, что когда пары воды передвигается при помощи воздушных потоков на сушу, циркулирование делается несравнимо проблематичнее. В данном случае некоторая доля осадков непременно улетучивается,  уходит назад в атмосферу, остальная — питает природные и искусственные водоемы, но впоследствии опять уходит в океан посредством находящегося под землей стока, заканчивая, таким образом, большой цикл.

Значительной стороной круговорота воды считается то, что он, контактируя с литосферой, атмосферой и разным живым материалом, объединяет в одно целое все элементы гидросферы, мировой океан,  почвенную влагу, донные воды и воду атмосферы.

Вода — первостепенный элемент, необходимый всему живущему на нашей планете.

Круговорот воды формируется из более,  чем 500 тыс. км. осаждающейся  на поверхность Земли  и столько же улетучивающейся вновь в атмосферу воды.

8 класс, 2, 3, 6 класс, окружающий мир

Круговорот воды в природе

Популярные темы сообщений

• Кирилл и Мефодий

  Наверное, каждому известно, что много лет назад на земле вообще не существовало письменности. Немного позже князь из Моравии решил отправить своих людей императору Византии для того чтобы он решил эту проблему. И практически сразу же послы начали искать

• Шипанзе

  Шимпанзе принадлежит к роду из семейства гоминид. Их отряд называется приматы. Есть 2 вида шимпанзе. Первый называется обыкновенный шимпанзе, а второй — карликовый шимпанзе. Они оба считаются вымирающими.

• Метание мяча

  Метание мяча очень полезно для детей, ведь оно помогает развить координацию движений, а еще укрепить мышцы ног, рук и корпуса. Это весьма эффективное упражнение, заимствованное из легкой атлетики. Оно требует кратковременного,

Что такое круговорот воды?

Краткий ответ:

Воду можно найти по всей Земле в океане, на суше и в атмосфере.Круговорот воды — это путь, по которому следует вся вода при движении вокруг нашей планеты.

На Земле вы можете найти воду во всех трех состояниях материи: твердое , жидкое и газовое . Жидкая вода содержится в океанах, реках, озерах, ручьях Земли и даже в почве и под землей. Твердый лед встречается в ледниках, снегах, а также на Северном и Южном полюсах. Водяной пар — газ — находится в атмосфере Земли.

Как вода перемещается от ледника до океана и облака? Вот тут и вступает в игру круговорот воды.

Круговорот воды

Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех

Из-за солнечного тепла ледники и снег тают в жидкую воду. Эта вода попадает в океаны, озера и ручьи. Вода от тающего снега и льда также попадает в почву. Там он поставляет воду для растений и грунтовые воды, которые мы пьем.

Снег, падающий на ледник в зимние месяцы, обычно заменяет собой воду, которая тает летом. Однако из-за общего потепления Земли большинство ледников сегодня теряет больше льда, чем восстанавливает, что со временем приводит к их сокращению.

Как вода попадает в атмосферу? Это происходит двумя основными способами:

• Тепло от Солнца вызывает испарения воды из океанов, озер и ручьев. Испарение происходит, когда жидкая вода на поверхности Земли превращается в водяной пар в нашей атмосфере.
• Вода из растений и деревьев также попадает в атмосферу. Это называется транспирация .

Теплый водяной пар поднимается вверх через атмосферу Земли.Когда водяной пар поднимается все выше и выше, прохладный воздух атмосферы заставляет водяной пар снова превращаться в жидкую воду, создавая облака. Этот процесс называется конденсацией .

Когда облако наполняется жидкой водой, оно падает с неба в виде дождя или снега — также известное как осадки . Затем дождь и снег заполняют озера и ручьи, и процесс начинается снова.

Облака, подобные этим над саванной в Найроби, Кения, образуются, когда водяной пар в атмосфере конденсируется обратно в жидкую воду.Кредит: Государственный департамент

Почему мы заботимся о круговороте воды?

Мы заботимся о круговороте воды, потому что вода необходима всем живым существам. Спутники НАСА, вращающиеся сейчас вокруг Земли, помогают нам понять, что происходит с водой на нашей планете.

Вода в почве

Людям нужна вода для питья и для полива растений, на которых растет наша пища. У НАСА есть спутник под названием SMAP — сокращенно от Soil Moisture Active Passive — который измеряет, сколько воды находится в верхних 2 дюймах (5 см) почвы Земли.Это может помочь нам понять взаимосвязь между водой в почве и суровыми погодными условиями, такими как засуха.

Вода в атмосфере

Миссия NASA CloudSat изучает воду в нашей атмосфере в виде облаков. CloudSat собирает информацию об облаках и о том, как они влияют на климат Земли. Кроме того, международный спутник Global Precipitation Measurement Mission (GPM) наблюдает, когда, где и сколько идет дождь и снег на Земле.

Вода в Мировом океане

По мере того, как климат Земли становится теплее, наземный лед на Северном и Южном полюсах начинает таять. Затем вода стекает в океан, вызывая повышение уровня моря. Миссия NASA Jason-3 — сокращенно от Joint Altimetry Satellite Oceanography Network-3 — совершает орбиты вокруг Земли, собирая информацию об уровне моря и температуре океана. Это помогает отследить реакцию океана на изменение климата Земли.

НАСА также отслеживает движение земной воды по всей нашей планете.Это работа комиссии GRACE-FO — или «Восстановление силы тяжести и климатические эксперименты» — миссии. Он отслеживает движение воды от месяца к месяцу и может даже измерять изменения в глубоких грунтовых водах на сотни футов ниже поверхности Земли.

Спутник НАСА Aqua также собирает большой объем информации о круговороте воды на Земле, включая воду в океанах, облака, морской лед, наземный лед и снежный покров.

Связанные миссии НАСА

Аква

CloudSat

галлонов в минуту

GRACE-FO

Джейсон-3

SMAP

Комплексное исследование круговорота воды в природе

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Круговорот воды •

Что такое круговорот воды? Я могу легко ответить на этот вопрос — это я, Дриппи, повсюду!

Естественный круговорот воды описывает существование и движение воды на Земле, внутри и над Землей. Земная вода всегда находится в движении и постоянно меняет состояние, от жидких до паров до льда и обратно. Круговорот воды функционирует миллиарды лет, и вся жизнь на Земле зависит от его продолжения; Без него Земля была бы довольно несвежим местом.

Откуда берется вся вода на Земле? Древняя, первозданная Земля была раскаленным шаром, сделанным из магмы, но все магмы содержат воду. Вода, высвобожденная магмой, начала охлаждать атмосферу Земли, и в конечном итоге окружающая среда стала достаточно холодной, чтобы вода могла оставаться на поверхности в виде жидкости.Вулканическая активность сохранялась и продолжает вносить воду в атмосферу , таким образом увеличивая поверхностных вод и подземных вод объема Земли.

Краткое описание круговорота воды

Вот краткое описание круговорота воды. Список компонентов водного цикла под диаграммой приведет вас к краткому изложению каждой темы.

Компоненты круговорота воды

У круговорота воды нет отправной точки, но мы начнем с океанов, поскольку именно там находится большая часть воды Земли.

Хранение воды в Мировом океане

Океан как хранилище воды

Круговорот воды звучит так, как будто он описывает, как вода движется над, над и через Землю … и это происходит. Но на самом деле гораздо больше воды «хранится» в течение длительных периодов времени, чем фактически проходит через цикл. Хранилищами подавляющего большинства всей воды на Земле являются океаны. Подсчитано, что из 332 600 000 кубических миль ( ³ миль) (1 386 000 000 кубических километров ( ³ км)) мировых запасов воды около 321 000 000 миль ³ (1338000000 км ³ ) хранятся в океанах. .Это примерно 96,5 процента. Также подсчитано, что океаны поставляют около 90 процентов испарившейся воды, которая попадает в круговорот воды.

В более холодные климатические периоды образуются более ледяных шапок и ледников, и достаточное количество воды в мире накапливается в виде льда, чтобы уменьшить его количество в других частях круговорота воды. Обратное верно в теплые периоды. Во время последнего ледникового периода ледников покрывали почти одну треть суши Земли, в результате чего океаны были примерно на 400 футов (122 метра) ниже, чем сегодня.Во время последнего глобального потепления, примерно 125 000 лет назад, моря были примерно на 18 футов (5,5 метра) выше, чем сейчас. Около трех миллионов лет назад океаны могли быть на 165 футов (50 метров) выше.

Движение океанов

Если вы когда-либо болели морской болезнью (надеемся, что нет), то вы знаете, что океан никогда не бывает спокойным. Вы можете подумать, что вода в океанах движется из-за волн, которые гонят ветры. Но на самом деле в океанах есть течения и «реки», которые перемещают огромные количества воды по всему миру.Эти движения имеют большое влияние на круговорот воды. Течение Куросио у берегов Японии — самое большое течение. Он может путешествовать от 25 до 75 миль (от 40 до 121 километра) в день, на 1-3 мили (1,4-4,8 километра) в час и простирается на глубину около 3300 футов (1000 метров). Гольфстрим — хорошо известный поток теплой воды в Атлантическом океане, перемещающий воду из Мексиканского залива через Атлантический океан в Великобританию. Со скоростью 60 миль (97 километров) в день Гольфстрим перемещает в 100 раз больше воды, чем все рек на Земле.Происходящий из-за теплого климата, Гольфстрим переносит более теплые воды в Северную Атлантику.

► К началу

Подробнее о водохранилище в океанах.

Испарение: процесс превращения воды из жидкости в газ или пар.

Испарение и почему оно происходит

Испарение — это процесс, при котором вода превращается из жидкости в газ или пар.Испарение — это основной путь, по которому вода переходит из жидкого состояния обратно в круговорот воды как атмосферный водяной пар . Исследования показали, что океаны, моря, озера и реки обеспечивают почти 90 процентов влаги в нашей атмосфере за счет испарения, а остальные 10 процентов вносятся за счет транспирации растений .

Для испарения необходимо тепло (энергия). Энергия используется для разрыва связей, которые удерживают молекулы воды вместе, поэтому вода легко испаряется при температуре кипения (212 ° F, 100 ° C), но гораздо медленнее испаряется при температуре замерзания.Чистое испарение происходит, когда скорость испарения превышает скорость конденсации. Состояние насыщения существует, когда эти две скорости процесса равны, при этом относительная влажность воздуха составляет 100 процентов. Конденсация , противоположность испарению, происходит, когда насыщенный воздух охлаждается ниже точки росы (температура, до которой воздух должен быть охлажден при постоянном давлении, чтобы он стал полностью насыщенным водой), например, на внешней стороне стакана. ледяной воды. Фактически, процесс испарения удаляет тепло из окружающей среды, поэтому вода, испаряющаяся с вашей кожи, охлаждает вас.

Испарение запускает круговорот воды

Испарение из океанов является основным механизмом, поддерживающим часть круговорота воды между поверхностью и атмосферой. В конце концов, большая площадь поверхности Мирового океана (более 70 процентов поверхности Земли покрыто океанами) предоставляет возможность для такого крупномасштабного испарения. В глобальном масштабе количество испаряющейся воды примерно равно количеству воды, доставленной на Землю в виде осадков .Однако это действительно различается географически. Испарение более распространено над океанами, чем над осадками, тогда как над сушей осадки обычно превышают испарение. Большая часть воды, которая испаряется из океанов, выпадает обратно в океаны в виде осадков. Только около 10 процентов воды, испарившейся из океанов, переносится по суше и выпадает в виде осадков. После испарения молекула воды проводит в воздухе около 10 дней.

► К началу

Узнайте больше об испарении и круговороте воды.

Сублимация: превращение снега или льда в водяной пар без таяния

Сублимация описывает процесс превращения снега и льда в водяной пар без предварительного растворения в воде. Сублимация — это распространенный способ исчезновения снега в определенных климатических условиях.

Нелегко увидеть, как происходит сублимация, по крайней мере, со льдом. Один из способов увидеть результаты сублимации — повесить мокрую рубашку на улице в морозный день.Со временем лед на рубашке исчезнет. На самом деле, лучший способ визуализировать сублимацию — это вообще не использовать воду, а использовать вместо нее углекислый газ, как показано на этом рисунке. «Сухой лед» — это твердый замороженный углекислый газ, который сублимируется или превращается в газ при температуре -78,5 ° C (-109,3 ° F). Туман, который вы видите на картинке, представляет собой смесь холодного углекислого газа и холодного влажного воздуха, образующегося при сублимации сухого льда.

Сублимация происходит быстрее при определенных погодных условиях, таких как низкая относительная влажность и сухой ветер.Это также чаще встречается на больших высотах, где давление воздуха меньше, чем на низких высотах. Также необходима энергия, такая как сильный солнечный свет. Если бы я выбрал одно место на Земле, где часто происходит сублимация, я бы выбрал южную сторону горы. Эверест. Низкие температуры, сильный ветер, интенсивный солнечный свет, очень низкое давление воздуха — именно то, что нужно для сублимации.

► К началу

Узнайте больше о сублимации и круговороте воды.

Эвапотранспирация: процесс, при котором водяной пар выбрасывается в атмосферу в результате испарения из почвы и транспирации растениями.

Хотя некоторые определения эвапотранспирации включают испарение с поверхностных водоемов, таких как озера и даже океан, на этом веб-сайте эвапотранспирация определяется как вода, теряемая в атмосферу с поверхности земли и транспирация подземных вод растениями через их листья.

Транспирация: выделение воды из листьев растений

Транспирация — это процесс, при котором влага переносится через растения от корней к небольшим порам на нижней стороне листьев, где она превращается в пар и выбрасывается в атмосферу. Транспирация — это испарение воды с листьев растений. Подсчитано, что около 10 процентов влаги, содержащейся в атмосфере, выделяется растениями посредством транспирации.

Транспирация растений — это невидимый процесс — поскольку вода испаряется с поверхности листьев, вы не просто выходите и видите, как листья «дышат».В течение вегетационного периода лист пропускает во много раз больше воды, чем его собственный вес. Большой дуб может пропускать 40 000 галлонов (151 000 литров) в год.

Атмосферные факторы, влияющие на транспирацию

Количество воды, выделяемой растениями, сильно варьируется географически и со временем. Скорость транспирации определяется рядом факторов:

• Температура: Скорость транспирации увеличивается с повышением температуры, особенно во время вегетационного периода, когда воздух становится теплее.

• Относительная влажность: При повышении относительной влажности воздуха, окружающего растение, скорость транспирации падает. Вода легче испаряется в более сухой воздух, чем в более насыщенный.

• Ветер и движение воздуха: усиленное движение воздуха вокруг растения приводит к более высокой скорости транспирации.

• Доступность влаги в почве: при недостатке влаги растения могут начать стареть (преждевременное старение, которое может привести к потере листьев) и выделять меньше воды.

• Тип растения: Растения пропускают воду с разной скоростью. Некоторые растения, произрастающие в засушливых регионах, такие как кактусы и суккуленты, экономят драгоценную воду, выделяя меньше воды, чем другие растения.

► К началу

Узнайте больше о эвапотранспирации и круговороте воды.

Хранение воды в атмосфере: Вода, хранящаяся в атмосфере в виде пара, такого как облака и влажность

Атмосфера наполнена водой

Круговорот воды — это все, что связано с накоплением воды и перемещением воды на Земле, внутри и над Землей. Хотя атмосфера не может быть большим хранилищем воды, это супермагистраль, используемая для перемещения воды по земному шару. Около 90 процентов воды в атмосфере образуется за счет испарения из водоемов, а остальные 10 процентов — за счет испарения растений.

В атмосфере всегда есть вода . Облака, конечно, являются наиболее заметным проявлением атмосферной воды, но даже чистый воздух содержит воду — воду в виде частиц, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть.По одной оценке, объем воды в атмосфере в любой момент времени составляет около 3100 кубических миль ( ³ миль) или 12 900 кубических километров ( ³ км). Это может показаться большим, но это всего лишь около 0,001 процента от общего объема воды на Земле. Если бы вся вода в атмосфере упала сразу, она бы покрыла землю только на глубину 2,5 сантиметра, около 1 дюйма.

► К началу

Подробнее о воде в атмосфере и круговороте воды.

Конденсация: процесс превращения воды из пара в жидкость

Конденсация — это процесс, при котором водяной пар в воздухе превращается в жидкую воду. Конденсация имеет решающее значение для круговорота воды, потому что она ответственна за формирование облаков . Эти облака могут производить осадки, которые являются основным путем возврата воды на поверхность Земли в круговороте воды. Конденсация противоположна испарению.

Однако вам не нужно смотреть на что-то вдалеке, например на облако, чтобы заметить конденсат. Конденсация отвечает за туман на уровне земли, за запотевание ваших очков, когда вы выходите из холодной комнаты на улицу в жаркий и влажный день, за воду, которая капает с внешней стороны вашего стакана чая со льдом, и за воду на внутренней стороне окон вашего дома в холодный день.

Конденсация в воздухе

Несмотря на то, что на кристально чистом голубом небе нет облаков, вода все еще присутствует в виде водяного пара и капель, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть. В зависимости от метеорологических условий молекулы воды будут объединяться с крошечными частицами пыли, соли и дыма в воздухе, образуя облачные капли, которые растут и превращаются в облака — форму воды, которую мы можем видеть. Размер облачных капель может сильно различаться: от 10 микрон (миллионных долей метра) до 1 миллиметра (мм) и даже до 5 мм. Этот процесс происходит выше в небе, где воздух прохладнее и происходит больше конденсации по сравнению с испарением . По мере того как капли воды объединяются (также называемые слиянием) друг с другом и увеличиваются в размере, не только образуются облака, но и могут выпадать осадки. Осадки — это водяное облако в жидкой или твердой форме, падающее из основания облака. Кажется, это происходит слишком часто во время пикников или когда большие группы людей собираются у бассейнов.

Вы спросите … а почему выше холоднее?

Как мы уже говорили, облака образуются в атмосфере, потому что воздух, содержащий водяной пар, поднимается и охлаждается. Ключом к этому процессу является то, что воздух у поверхности Земли нагревается солнечным излучением. Но знаете ли вы, почему атмосфера охлаждается над поверхностью Земли? Обычно причина в давлении воздуха.Воздух имеет массу (а из-за гравитации на Земле и вес), а на уровне моря вес столба воздуха, давящего на вашу голову, составляет около 14 ½ фунтов (6,6 кг) на квадратный дюйм. Давление (вес), называемое барометрическим давлением, является следствием плотности воздуха выше. На больших высотах наверху меньше воздуха и, следовательно, меньше давления воздуха. Барометрическое давление ниже, а более низкое барометрическое давление связано с меньшим количеством молекул на единицу объема.Следовательно, воздух на больших высотах менее плотный. Поскольку в определенном объеме воздуха существует меньше молекул воздуха, меньше молекул сталкивается друг с другом, и в результате будет меньше выделяться тепла. Это означает более прохладный воздух. Вас это сбивает с толку? Подумать только, облака образуются в течение всего дня, не понимая этого.

► К началу

Подробнее о конденсации и круговороте воды.

Осадки: Выброс воды в жидком или твердом состоянии из атмосферы, как правило, на поверхность суши или воды

Осадки — это вода, выделяющаяся из облаков в виде дождя , ледяного дождя, мокрого снега, снега или града.Это первичное звено в круговороте воды, обеспечивающее доставку атмосферной воды на Землю. Большинство осадков выпадает в виде дождя.

Как образуются капли дождя?

Облака, плывущие над головой, содержат водяной пар и облачные капли, которые представляют собой маленькие капли конденсированной воды. Эти капли слишком малы, чтобы выпадать в виде осадков, но они достаточно большие, чтобы образовывать видимые облака. Вода постоянно испаряется и конденсируется в небе. Если вы внимательно посмотрите на облако, вы увидите, что некоторые части исчезают (испаряются), а другие растут ( конденсация ). Большая часть конденсированной воды в облаках не выпадает в виде осадков, потому что скорость их падения недостаточна для преодоления восходящих потоков, поддерживающих облака. Чтобы произошло осаждение, первые крошечные капельки воды должны конденсироваться на еще более мелких частицах пыли, соли или дыма, которые действуют как ядро. Капли воды могут расти в результате дополнительной конденсации паров воды при столкновении частиц. Если произойдет достаточно столкновений, чтобы образовалась капля со скоростью падения, превышающей скорость восходящего потока облаков, она выпадет из облака в виде осадков.Это нетривиальная задача, поскольку для производства одной капли требуются миллионы облачных капель.

Количество осадков варьируется географически и во времени

Осадки не выпадают в одинаковом количестве во всем мире, в стране или даже в городе. Здесь, в Джорджии, США, дожди идут довольно равномерно в течение всего года, около 40-50 дюймов (102-127 см) в год. Летние грозы могут вызвать дождь в один дюйм или более в одном пригороде, в то время как другой район останется сухим в нескольких километрах от него.Но количество дождя, которое выпадает в Джорджии за один месяц, часто бывает больше, чем в Лас-Вегасе, штат Невада, который наблюдается круглый год. Мировой рекорд по среднегодовому количеству осадков принадлежит Mt. Вайалеале, Гавайи, где он составляет около 450 дюймов (1140 см) в год. Сообщается, что за один двенадцатимесячный период там было замечено 642 дюйма (1630 см) (это почти 2 дюйма (5 см) каждый день!). Это мировой рекорд по количеству осадков за год? Нет, это было записано в Черапунджи, Индия, где в 1861 году прошел дождь 905 дюймов (2300 см).Сравните это с чрезмерным количеством осадков в Арике, Чили, где дождя не было 14 лет

На карте ниже показано среднее годовое количество осадков в миллиметрах и дюймах в мире. Светло-зеленые участки можно считать «пустынями». Вы могли ожидать, что район Сахары в Африке будет пустыней, но считали ли вы, что большая часть Гренландии и Антарктиды — пустыни?

В среднем 48 континентальных Соединенных Штатов получают достаточно осадков за один год, чтобы покрыть сушу на глубину 30 дюймов (0. 76 метров).

► К началу

Узнайте больше о осадках и круговороте воды.

Хранение воды во льду и снегу: Пресная вода, хранящаяся в замороженном виде, обычно в ледниках, ледяных полях и снежных полях

Ледяные шапки мира

Хотя водный цикл звучит так, как будто он описывает движение воды, на самом деле в любой момент времени в хранилище находится гораздо больше воды, чем на самом деле движется по круговороту.Под хранением мы подразумеваем воду, которая заблокирована в своем нынешнем состоянии в течение относительно длительного периода времени, например, в ледяных шапках и ледниках.

Подавляющая часть, почти 90 процентов массы льда Земли находится в Антарктиде, в то время как ледяная шапка Гренландии содержит 10 процентов общей массы льда в мире. Ледяная шапка Гренландии — интересная часть круговорота воды. Ледяная шапка со временем стала такой большой (около 600000 кубических миль ( ³ миль) или 2,5 миллиона кубических километров ( ³ км)), потому что выпало более снега , чем растаяло . Спустя тысячелетия по мере того, как снег становился все глубже, он сжимался и становился льдом. Ледяная шапка в среднем имеет толщину около 5000 футов (1500 метров), но может достигать 14000 футов (4300 метров). Лед такой тяжелый, что земля под ним придавила форму чаши. Во многих местах ледники Гренландии достигают моря, и по одной из оценок, ежегодно в океан попадает до 125 миль ³ (517 км ³ ) ледяных «телят» — один из вкладов Гренландии в мировую круговорот воды.Связанные океаном айсберги путешествуют вместе с течениями, тая по пути. Некоторые айсберги в гораздо меньшей форме были замечены далеко на юге, до острова Бермуды.

Эта глобальная карта показывает разницу температур по сравнению с доиндустриальными временами. Темно-синий означает более низкие температуры. Ледяные щиты прошлого накладываются на континенты.

Кредит: Джессика Тирни, Университет Аризоны

Лед и ледники приходят и уходят

Климат в глобальном масштабе всегда меняется, хотя обычно не настолько быстро, чтобы люди могли это заметить. Было много теплых периодов, например, когда жили динозавры (около 100 миллионов лет назад), и много холодных периодов, таких как последний ледниковый период около 20 000 лет назад. Во время последнего ледникового периода большая часть северного полушария была покрыта льдами и ледниками, и, как показано на этой карте из Университета Аризоны, они покрывали почти всю Канаду, большую часть Северной Азии и Европы и простирались до Соединенные Штаты.

Некоторые факты о ледниках и ледяной шапке

• Ледяной лед покрывает 10-11 процентов всей суши.

• По данным Национального центра данных по снегу и льду (NSIDC), если бы все ледники сегодня растаяли, уровень моря поднялся бы примерно на 230 футов (70 метров).

• Во время последнего ледникового периода (когда ледники покрывали большую площадь суши, чем сегодня) уровень моря был примерно на 400 футов (122 метра) ниже, чем сегодня. В то время ледники покрывали почти треть суши.

• Во время последнего потепления, 125000 лет назад, уровень моря составлял около 18 футов (5.5 метров) выше, чем сегодня. Около трех миллионов лет назад уровень моря мог быть на 165 футов (50,3 метра) выше.

► К началу

Узнать больше бой воды, хранящейся во льду и снегу.

Сток снега в ручьи: движение воды в виде поверхностного стока от снега и льда к поверхностным водам

Если вы живете во Флориде или на Французской Ривьере, возможно, вы не будете каждый день просыпаться, задаваясь вопросом, как тающий снег влияет на круговорот воды.Но во всемирной схеме круговорота воды сток от таяния снегов является основным компонентом глобального движения воды. В более холодном климате большая часть весеннего стока и стока рек связана с таянием снега и льда. Влияние таяния снегов на потенциальные наводнения, в основном весной, вызывает беспокойство у многих людей во всем мире. Помимо наводнения, быстрое таяние снега может вызвать оползни и селевые потоки.

Вклад снеготаяния в речной сток

Хороший способ визуализировать вклад снеготаяния в речной сток — это посмотреть на гидрограф ниже, который показывает среднесуточный сток реки (средний сток за каждый день) за четыре года для реки Норт-Форк-Американ на плотине Норт-Форк в Калифорния (поток данных в реальном времени).Большие пики на диаграмме в основном являются результатом таяния снега, хотя штормы также могут способствовать стоку. Сравните тот факт, что минимальный среднесуточный сток в марте 2000 г. составлял 1200 кубических футов в секунду ( ³ футов), а в течение августа сток колебался от 55-75 футов ³ .

Обратите внимание, что сток от таяния снегов меняется не только по сезонам, но и по годам. Сравните высокие пики стока в 2000 году с гораздо меньшими стоками в 2001 году. Похоже, что в 2001 году в этом районе Калифорнии обрушилась сильная засуха. Недостаток воды, хранящейся в виде снежного покрова зимой, может повлиять на доступность воды (для стока) в ручьях в остальное время года. Это может повлиять на количество воды в водохранилищах, расположенных ниже по течению, что, в свою очередь, может повлиять на воду, доступную для орошения и водоснабжения городов и поселков .

► К началу

Подробнее против таяния снега и круговорота воды.

Поверхностный сток: сток атмосферных осадков, который перемещается по поверхности почвы к ближайшему руслу реки

Поверхностный сток — это сток осадков над ландшафтом

Многие люди, вероятно, имеют слишком упрощенное представление о том, что осадки выпадают на сушу, стекают по суше (сток) и впадают в реки, которые затем впадают в океаны.Это «чрезмерно упрощено», потому что реки также набирают и теряют воду на землю. Тем не менее, это правда, что большая часть воды в реках поступает непосредственно из стока с поверхности земли , который определяется как поверхностный сток.

Когда дождь попадает на насыщенную или непроницаемую почву, он начинает стекать по суше. Легко увидеть, течет ли он по подъездной дорожке к обочине и в ливневую канализацию, но труднее заметить, как он течет по суше в естественных условиях. Во время сильного дождя можно заметить небольшие ручейки воды, текущие под гору.Вода будет течь по каналам, попадая в более крупные ручьи, ручьи и реки. На этом рисунке показан наглядный пример того, как поверхностный сток (здесь вытекает с дороги) попадает в небольшой ручей. В этом случае сток проходит по голой почве и наносит осадок в реку (не подходит для качества воды ). Сток, попадающий в этот ручей, начинает свой путь обратно в океан.

Как и все аспекты круговорота воды, взаимодействие между осадками и поверхностным стоком меняется в зависимости от времени и географии.Подобные штормы, происходящие в джунглях Амазонки и в пустыне на юго-западе США, будут иметь разные эффекты поверхностного стока. На поверхностный сток влияют как метеорологические факторы, так и физическая геология и топография суши. Лишь около трети осадков, выпадающих на сушу, стекает в ручьи и реки и возвращается в океаны. Остальные две трети испаряются, просачиваются или проникают в подземные воды . Люди также могут использовать поверхностные стоки для собственных нужд.

► К началу

Подробнее о поверхностном течении и круговороте воды .

Ручей: движение воды в естественном русле, таком как река.

Геологическая служба США (USGS) использует термин «речной сток» для обозначения количества воды, текущей в реке. Хотя Геологическая служба США обычно использует термин «поток» при обсуждении проточных водоемов, на этих страницах мы будем чаще использовать «реки» для описания проточных ручьев , ручьев и рек , поскольку это, вероятно, то, с чем вы, вероятно, более знакомы.

Значение рек

Реки бесценны не только для людей, но и для жизни повсюду. Мало того, что реки — отличное место для игр людей (и их собак), но люди используют речную воду для снабжения питьевой водой и воды для орошения воды, чтобы производить электричество и смывать отходы (надеюсь, но не всегда, очищенные отходы ), для перевозки товаров и для получения еды. Реки действительно являются основными водными ландшафтами для всех видов растений и животных.Реки даже помогают поддерживать подземных водоносных горизонтов , наполненных водой, сбрасывая воду вниз через русла рек. И мы уже упоминали, что океаны остаются наполненными водой, потому что реки и сток постоянно обновляют их.

Водоразделы и реки

Если посмотреть на расположение рек, а также на количество речного стока, ключевым понятием, о котором нужно знать, является «водораздел» реки. Что такое водораздел ? Легко, если вы сейчас стоите на земле, просто посмотрите вниз.Вы стоите, и все стоят на водоразделе. Водораздел — это участок земли, где вся вода, которая падает на него и стекает с него, уходит в одно и то же место. Водоразделы могут быть маленькими, как след в грязи, или достаточно большими, чтобы охватить всю сушу, которая стекает воду в реку Миссисипи, где она впадает в Мексиканский залив. Меньшие водоразделы содержатся в больших водосборах. Все зависит от точки оттока — вся территория наверху, отводящая воду, которая течет к точке оттока, является водоразделом для этого места оттока.Водоразделы важны, потому что на сток и качество воды в реке влияют вещи, вызванные деятельностью человека или нет, происходящие на суше «выше» точки выхода реки

Поток постоянно меняется

Поток постоянно меняется, изо дня в день и даже от минуты к минуте. Конечно, основное влияние на сток реки оказывают осадки , сток на водосборе. Дождь заставляет реки подниматься, и река может даже подниматься, если идет дождь только очень далеко в водоразделе — помните, что вода, которая попадает в водораздел, в конечном итоге будет стекать через точку истока. Размер реки сильно зависит от размера ее водосбора. У крупных рек есть водоразделы с большой площадью поверхности; небольшие реки имеют меньшие водосборы. Точно так же реки разного размера по-разному реагируют на штормы и ливни. Крупные реки поднимаются и опускаются медленнее и медленнее, чем небольшие реки. На небольшом водоразделе шторм может вызвать в 100 раз больше воды в каждую минуту, чем во время периодов базового стока , но река будет подниматься и опускаться, возможно, в считанные минуты и часы.На подъем и опускание больших рек могут потребоваться дни, а наводнения могут длиться несколько дней. В конце концов, может потребоваться несколько дней, чтобы вся вода, упавшая за сотни миль вверх по течению, просочилась через точку выхода.

► К началу

Узнайте больше о течении реки и круговороте воды.

Озера и реки: пресная вода на поверхности Земли

Одна часть круговорота воды, которая, очевидно, важна для всей жизни на Земле, — это пресноводные , существующие на поверхности земли. Просто спросите своего соседа, помидор, форель или этого надоедливого комара. Поверхностные воды включают ручьи (всех размеров, от крупных рек до небольших ручьев), пруды, озера, водохранилища (искусственные озера) и пресноводные водно-болотные угодья. Под пресной водой понимается вода, содержащая менее 1000 миллиграммов на литр растворенных твердых веществ, чаще всего соли.

Количество воды в наших реках и озерах постоянно меняется из-за притоков и оттоков. Приток в эти водные объекты будет происходить в результате атмосферных осадков, поверхностного стока, просачивания грунтовых вод или притока притоков.Отток из озер и рек включает испарение и сброс в грунтовые воды. Люди также участвуют в этом процессе, поскольку люди широко используют отводимые поверхностные воды для своих нужд. Итак, количество и расположение поверхностных вод меняются во времени и пространстве, естественным образом или с помощью человека. Конечно, во время последнего ледникового периода, когда ледники и снежные покровы покрывали гораздо большую поверхность суши, чем сегодня, жизнь на Земле должна была адаптироваться к другим гидрологическим условиям, чем те, которые имели место как до, так и после. И расположение ландшафта, безусловно, было другим до и после последнего ледникового периода, что повлияло на топографическое расположение многих современных поверхностных водоемов. Ледники сделали Великие озера не только «великими», но и огромным хранилищем пресной воды.

Поверхностные воды поддерживают жизнь

Для выживания и процветания всем живым существам нужна пресная вода. От микробов до динозавров в древние времена до людей в современном мире — пресная вода необходима для всего, что связано с жизнью.Неудивительно, что со времен древних людей они обосновались в своих жилищах вдоль или рядом с пресноводными водоемами. Нет лучшего доказательства того, что это все еще верно сегодня, чем просмотр этой составной спутниковой фотографии всей Земли ночью и наблюдение за рекой Нил в Египте. От Каира на юг, вдоль реки, в пустыне светятся огни человеческого жилья.

Авторы и права: НАСА

Как видно на этом спутниковом снимке дельты Нила в Египте, жизнь может даже расцвести в пустыне, если есть запасы поверхностных (или грунтовых) вод. Вода на поверхности суши действительно поддерживает жизнь, и это так же верно сегодня, как и миллионы лет назад. Я уверен, что динозавры проводили свои встречи у местного водопоя 100 миллионов лет назад, как и антилопы в Африке сегодня. А поскольку грунтовые воды поступают за счет просачивания вниз поверхностных вод , даже водоносные горизонты подходят для воды на поверхности Земли. Вы можете подумать, что рыбы, живущие в соленых океанах , не подвержены влиянию пресной воды, но без пресной воды для пополнения океанов они в конечном итоге испарятся и станут слишком солеными, чтобы выжить даже рыба.

Используемая пресная вода относительно ограничена

Пресная вода составляет лишь около трех процентов всей воды на Земле, а пресноводные озера и болота составляют всего 0,29 процента пресной воды Земли. Двадцать процентов всей пресной поверхностной воды сосредоточено в одном озере — Байкале в Азии. Еще двадцать процентов хранится в Великих озерах (Гурон, Мичиган и Верхнее). Реки содержат лишь около 0,006 процента общих запасов пресной воды. Вы можете видеть, что жизнь на Земле выживает благодаря тому, что по сути является всего лишь «каплей в ведро» от общего водоснабжения Земли!

► К началу

Узнайте больше о пресной поверхностной воде и круговороте воды.

Инфильтрация: Нисходящее движение воды с поверхности земли в почву или пористую породу

Небольшой ручей, уходящий в пещеру Рассела, Алабама.

Кредит: Алан Кресслер, USGS

Подземные воды начинаются в виде осадков

В любой точке мира часть воды, которая выпадает в виде дождя и снега, просачивается в подземные почвы и скалы. Количество инфильтратов во многом зависит от ряда факторов.Проникновение осадков, падающих на ледяную шапку Гренландии, может быть очень незначительным, в то время как, как показывает это изображение потока, уходящего в пещеру на юге Джорджии, США, поток может действовать как прямая воронка прямо в грунтовые воды!

Некоторое количество воды, которая просачивается, останется в мелком слое почвы, где она будет постепенно перемещаться по вертикали и горизонтали через почву и подземный материал. В конце концов, он может войти в поток путем просачивания в берег потока.Часть воды может проникнуть глубже, пополняя подземных водоносных горизонтов . Если водоносные горизонты неглубокие или достаточно пористые, чтобы вода могла свободно проходить через них, люди могут пробурить скважин в водоносный горизонт и использовать воду для своих целей. Вода может перемещаться на большие расстояния или оставаться в хранилище подземных вод в течение длительного времени, прежде чем вернуться на поверхность или просочиться в другие водные объекты, такие как ручьи и океаны.

В местах, где уровень грунтовых вод (верхняя часть зоны насыщения) находится близко к поверхности земли и где вода может перемещаться через водоносный горизонт с высокой скоростью, водоносные горизонты могут пополняться искусственно

► К началу

Узнайте больше о инфильтрации и круговороте воды.

Хранение подземных вод: вода, долгое время существующая под поверхностью Земли

Накопленная вода как часть круговорота воды

Бассейны быстрой инфильтрации в Орландо, Флорида.

Большое количество воды хранится в земле . Вода все еще движется , возможно, очень медленно, и это часть круговорота воды. Большая часть воды в земле поступает из осадков, которые проникают на вниз от поверхности земли.Верхний слой почвы — это ненасыщенная зона, где вода присутствует в различных количествах, которые меняются со временем, но не насыщают почву. Ниже этого слоя находится зона насыщения, где все поры, трещины и промежутки между частицами породы насыщены водой. Термин подземные воды используется для описания этой территории. Другой термин для подземных вод — «водоносный горизонт», хотя этот термин обычно используется для описания водоносных образований, способных давать достаточно воды для нужд людей. Водоносные горизонты — это огромное хранилище воды на Земле, и люди во всем мире зависят от грунтовых вод в своей повседневной жизни.

Чтобы найти воду, загляните под стол . .. уровень грунтовых вод

Яма, вырытая на пляже, — отличный способ проиллюстрировать концепцию того, как ниже определенной глубины земля, если она достаточно проницаема, чтобы удерживать воду, насыщается водой. Верхняя поверхность этой зоны насыщения называется уровнем грунтовых вод. Зона насыщения под уровнем грунтовых вод называется водоносным горизонтом, а водоносные горизонты — огромными хранилищами воды.То, что вы видите на этом снимке, — это «колодец», который обнажает уровень грунтовых вод с водоносным горизонтом под ним. Конечно, здесь я жульничаю, так как на пляже уровень грунтовых вод всегда на одном уровне с океаном, который находится чуть ниже поверхности пляжа.

Кредит: Говард Перлман, USGS

Надеюсь, вы оцените то, что я провела час под палящим солнцем, чтобы выкопать яму на пляже. Это отличный способ проиллюстрировать концепцию того, как на определенной глубине земля, если она достаточно проницаема, чтобы удерживать воду, насыщается водой. Верхняя часть бассейна с водой в этом отверстии — это уровень грунтовых вод. Набегающие волны океана находятся справа от этой дыры, и уровень воды в ней такой же, как и уровень океана. Конечно, уровень воды здесь меняется каждую минуту из-за движения приливов, и по мере того, как прилив идет вверх и вниз, уровень воды в лунке тоже перемещается.

В некотором смысле эта яма похожа на выкопанный колодец, используемый для доступа к грунтовым водам, хотя в данном случае это солевой раствор . Но, если бы это была пресная вода, люди могли бы взять ведро и набрать воду, необходимую им для повседневной жизни.Вы знаете, что на пляже, если вы возьмете ведро и попытаетесь опорожнить эту яму, она немедленно заполнится, потому что песок настолько проницаем, что вода легко течет через него, а это означает, что наш «колодец» очень «высокопродуктивный» (очень плохо вода соленая). Чтобы получить доступ к пресной воде, люди должны пробурить скважин на глубину , достаточную для выхода в водоносный горизонт. Глубина колодца может быть несколько десятков или тысяч футов. Но концепция такая же, как и у нашего колодца на пляже — доступ к воде в насыщенной зоне, где пустоты в скале заполнены водой.

► К началу

Подробнее о хранении подземных вод и круговороте воды.

Расход и сброс подземных вод: выход воды из-под земли

Воды больше, чем вы можете видеть

Кредит: Саманта Райт

Вы видите воду вокруг себя каждый день в виде озер, рек, льда, дождя и снега.Есть также огромное количество невидимой воды — вода, существующая в земле. И хотя грунтовых вод не видно, они сейчас движутся под вашими ногами. В рамках круговорота воды грунтовые воды являются основным источником стока во многих ручьях и реках и оказывают сильное влияние на речные и водно-болотные среды обитания растений и животных. Люди использовали подземные воды в течение тысяч лет и продолжают использовать их сегодня, в основном для питьевой воды и орошения . Жизнь на Земле зависит от грунтовых вод так же, как и от поверхностных вод.

Подземные водотоки

Часть осадков , выпавших на землю, просачивается в землю и становится грунтовыми водами. Попадая в землю, часть этой воды перемещается близко к поверхности земли и очень быстро выходит из нее в руслах ручьев, но из-за силы тяжести большая часть воды продолжает опускаться глубже в землю. Если вода достигает уровня грунтовых вод (ниже которого почва насыщена), она может двигаться как по вертикали, так и по горизонтали.Вода, движущаяся вниз, также может встречаться с более плотными и водостойкими непористыми породами и почвой, что заставляет ее течь более горизонтально, как правило, к потокам , , океану или глубже в землю.

Как показано на диаграмме справа, направление и скорость движения грунтовых вод определяются различными характеристиками водоносных горизонтов и ограничивающих слоев (которые вода с трудом проникает) в грунте. Движение воды под землей зависит от проницаемости (насколько легко или трудно перемещаться воде) и от пористости (количества открытого пространства в материале) подземной породы.Если скала имеет характеристики, позволяющие воде относительно свободно перемещаться через нее, то грунтовые воды могут перемещаться на значительные расстояния за несколько дней. Но подземные воды также могут опускаться в глубокие водоносные горизонты, где требуется тысячи лет, чтобы вернуться в окружающую среду, или даже уходить в глубокое хранилище подземных вод , где они могут оставаться в течение гораздо более длительных периодов.

► К началу

Узнайте больше о потоке подземных вод и круговороте воды .

Источник: место, где концентрированный сток грунтовых вод течет к поверхности земли

Что такое пружина?

Источник — это водный ресурс, образующийся, когда склон холма, дно долины или другой выемки пересекает проточный водоем подземных вод на уровне или ниже местного уровня грунтовых вод. Источник — это результат заполнения водоносного горизонта до такой степени, что вода выливается на поверхность земли.Их размер варьируется от прерывистых просачиваний, которые вытекают только после сильного дождя, до огромных бассейнов с потоком в сотни миллионов литров в день.

Источники могут образовываться в любой породе, но более распространены в известняке и доломите, которые легко разрушаются и могут растворяться в осадках, которые становятся слабокислыми. По мере того как порода растворяется и трескается, могут образовываться пространства, позволяющие воде течь. Если поток горизонтальный, он может достичь поверхности земли, в результате чего возникнет пружина.

Родниковая вода не всегда прозрачная

Приток богатых металлами подземных вод из природных источников (на переднем плане) в Цемент-Крик, штат Колорадо (на заднем плане)

Кредит: Брайант А. Кимбалл

Вода из источников обычно очень прозрачная. Однако вода из некоторых источников может быть «чайного цвета». На этой фотографии изображен природный источник на юго-западе Колорадо. Его красное железо , окраска и обогащение металлами вызвано контактом грунтовых вод с природными минералами, присутствующими в результате древней вулканической активности в этом районе. Во Флориде многие поверхностные воды содержат природные дубильные кислоты из органических материалов в подземных породах, и цвет этих потоков может проявляться в источниках. Если поверхностная вода попадает в водоносный горизонт около источника, вода может быстро перемещаться через водоносный горизонт и выходить из источника.Сброс сильно окрашенной воды из источников может указывать на то, что вода быстро течет через большие каналы в водоносном горизонте, не фильтруясь через известняк.

Термальные источники

Термальные источники — это обычные источники, за исключением того, что вода теплая, а в некоторых местах и ​​горячая, например, в бурлящих грязевых источниках в Йеллоустонском национальном парке, штат Вайоминг. Многие термальные источники встречаются в регионах недавней вулканической активности и питаются водой, нагретой за счет контакта с горячими породами далеко под поверхностью.Даже там, где в последнее время не было вулканической активности, скалы становятся теплее с увеличением глубины. В таких местах вода может медленно мигрировать на значительную глубину, нагреваясь по мере того, как спускается через скалы глубоко в землю. Если затем он достигает большой трещины, которая предлагает путь с меньшим сопротивлением, он может подниматься быстрее, чем спускаться. Вода, которая не успевает остыть до выхода, образует термальный источник. Знаменитые теплые источники Джорджии и горячие источники Арканзаса относятся к этому типу. И да, теплые источники могут даже сосуществовать с айсбергами, как вам могут сказать эти счастливые гренландцы.

► К началу

Подробнее о источниках и круговороте воды.

Круговорот воды | Центр естественнонаучного образования UCAR

Вода всегда в движении. Дождь, падающий сегодня, возможно, раньше был водой из далекого океана. А вода, которую вы видите в реке или ручье, могла быть снегом на вершине высокой горы. Вода находится в атмосфере, на суше, в океане и под землей. Он перемещается с места на место посредством круговорота воды .

Где вода?

На Земле около 1,4 миллиарда километров ³ воды (336 миллионов миль ³ воды). Это включает в себя жидкую воду в океане, озерах и реках. Он включает в себя замерзшую воду в снегу, льду и ледниках, а также воду, находящуюся под землей в почвах и камнях. Он включает воду, которая находится в атмосфере в виде облаков, и пар.

Если бы вы могли собрать всю эту воду воедино — как гигантскую каплю воды, — это было бы 1500 километров (930 миль) в поперечнике.

Подавляющая часть воды на Земле, около 97%, заполняет океан. Около 2% воды на Земле заморожено в ледяных покровах у полюсов и в ледниках. Большая часть льда находится в Антарктиде, меньшее количество — в Гренландии в Арктике и небольшая часть — в горных ледниках по всему миру. Большая часть оставшегося 1% воды Земли находится под землей, в неглубоких водоносных горизонтах в виде почвенной влаги или глубоко под землей в слоях горных пород. Лишь небольшая часть воды на Земле (0,03%) находится в озерах, водно-болотных угодьях и реках.

Основные процессы в круговороте воды
Авторы и права: NASA

Вода в движении.

По мере прохождения круговорота воды вода часто превращается из жидкости в твердое тело (лед) и в газ (водяной пар). Вода в океанах и озерах обычно жидкая; но это твердый лед в ледниках и часто невидимый водяной пар в атмосфере . Облака — это крошечные капельки жидкой воды или маленькие кристаллы льда.

Вода на поверхности океана, рек и озер может превратиться в водяной пар и переместиться в атмосферу с небольшой добавленной энергией от Sun посредством процесса, называемого испарением .Снег и лед также могут превращаться в водяной пар в результате процесса, называемого сублимацией . Водяной пар попадает в атмосферу от растений в результате процесса, который называется транспирация .

Поскольку воздух на большой высоте в тропосфере холоднее, водяной пар охлаждается, поднимаясь высоко в атмосфере, и превращается в капли воды в результате процесса, называемого конденсация . Из капель воды образуются облака. Водяной пар также может конденсироваться в капли возле земли, образуя туман, когда земля холодная.Если температура достаточно низкая, вместо жидких капель воды образуются кристаллы льда.

Если капли или кристаллы льда в облаках увеличиваются в размере, они в конечном итоге становятся слишком тяжелыми, чтобы оставаться в воздухе, и падают на землю в виде дождя, снега и других типов осадков .

Что происходит с дождем и снегом, которые выпадают?

Ежегодно во всем мире около 505 000 км ³ (121 000 миль ³ ) выпадает в виде дождя, снега и других типов осадков.

86% этих капель дождя и снежинок приходят из океана, где 434 000 км ³ (104 000 миль ³ ) воды испаряются в атмосферу каждый год. В конечном итоге вода возвращается в океан в виде осадков, которые выпадают непосредственно в море, и в виде осадков, которые выпадают на сушу и стекают в океан через реки.

На сушу испаряется меньше воды, чем на сушу в виде осадков. Испарение воды с суши происходит непосредственно из озер, луж и других поверхностных вод.Кроме того, вода также попадает в атмосферу посредством процесса, называемого транспирация , при котором растения выпускают воду в воздух из своих листьев, которые были вытянуты из почвы через корни. В совокупности вода, испарившаяся с земли и растений, называется эвапотранспирацией .

Часть снега и льда, выпадающего в виде осадков, остается на суше как часть ледяных ледников на вершинах гор или ледяных щитов, покрывающих такие места, как Гренландия и Антарктида. Часть осадков просачивается в землю и присоединяется к грунтовым водам, которые часто используются колодцами для обеспечения водой ферм, поселков и городов.

Дождливый день в сельской местности недалеко от Сиань, Китай
Авторы и права: L.S. Gardiner

Как долго вода остается на месте, прежде чем начнет двигаться?

Продолжительность времени, в течение которого отдельные молекулы воды остаются в круговороте воды, весьма различна, но вода действительно остается в одних местах дольше, чем в других.

Капля воды может провести в океане более 3000 лет, прежде чем испариться в воздухе, в то время как капля воды проводит в атмосфере в среднем всего девять дней, прежде чем упасть обратно на Землю.

Вода проводит тысячи или сотни тысяч лет в больших ледяных щитах, покрывающих Антарктиду и Гренландию. Самый старый лед в Антарктиде существует 2,7 миллиона лет назад. Однако снег, выпадающий зимой, может оставаться только в течение нескольких дней в местах средних широт, где температура часто поднимается выше нуля, вызывая таяние снега, или до шести месяцев ближе к Арктике, где температура остается ниже нуля. зима.

Вода остается в почве от одного до двух месяцев, хотя это время сильно варьируется.Вода, находящаяся в почве, попадает в атмосферу за счет испарения и испарения.

Есть исключения. Например, в то время как водяной пар проводит в атмосфере относительно мало времени, пар, который попадает в стратосферу , слой атмосферы над тропосферой , где обычно формируется погода, может оставаться там в течение длительного времени. Кроме того, в то время как вода обычно проводит тысячи лет в океане, прежде чем двигаться дальше, вода в теплых мелководных прибрежных районах может испаряться и покидать океан очень быстро по сравнению с другими областями океана.

Влажность почвы обычно выше в тропических широтах, чем в других местах. Эта трехдневная составная глобальная карта влажности поверхности почвы была сделана с использованием данных радиометра NASA SMAP в период с 25 по 27 августа 2015 года. Влажные почвы показаны синим цветом. Желтым и оранжевым цветом показаны наиболее сухие почвы.
Фото: NASA

Изменение климата влияет на круговорот воды.

Глобальное потепление увеличивает скорость испарения и выпадения осадков.Ожидается, что в этом столетии воздействие будет усиливаться по мере потепления климата. В некоторых районах могут выпадать более сильные, чем обычно, осадки, а в других могут возникнуть засухи. На другие части круговорота воды, такие как облака, океан, ледники и морской лед, также влияет изменение климата.

Грязевые трещины образуются во время засухи, когда земля высыхает и влага испаряется. Поскольку климат продолжает меняться, некоторые районы становятся более подверженными засухе.
Кредит: NOAA

Вода и круговорот воды

Вода жизненно важна для жизни , и люди должны пить ее регулярно, чтобы обеспечить достаточное количество в наших телах.Когда в нашем теле не хватает воды, это называется обезвоживанием.

Есть много мест, где можно найти воду. Мы называем их «водоемами». Водоемы включают в себя: океаны, моря, ручьи, реки, озера, пруды, водно-болотные угодья, болота, заливы, гавани, бухты, дельты и даже лужи! Обычно считается, что существует пять основных океанов: Тихий, Атлантический, Индийский, Южный и Северный Ледовитый.

Вода никогда не создается и не разрушается; он просто проходит круговорот воды, каждый раз повторно используя его. Вода, которую мы используем сегодня, существует уже миллионы лет, и движение воды вокруг нашей планеты жизненно важно для поддержания жизни на Земле.

Круговорот воды уносит воду в путешествие и состоит из шести возможных процессов: конденсация, инфильтрация, сток, испарение, осадки, транспирация.

Солнечное тепло превращает воду в газ, известный как водяной пар. Этот процесс называется испарением. Когда солнце превращает воду из растений и деревьев в водяной пар, этот процесс называется испарением.

Когда вода остывает, она образует облако. Этот процесс называется конденсацией. Когда облако становится слишком тяжелым, вода падает на землю в виде осадков. Осадки могут принимать форму дождя, мокрого снега, града или снега.

Когда осадки выпадают на землю, они просачиваются в землю или стекают в канализацию и водоемы. Он попадает в ручьи и реки и в конечном итоге возвращается в океаны.

Не вся вода попадает в ручьи, океаны и реки. В полярных ледяных шапках заключено много воды.

Есть свидетельства того, что полярные ледяные шапки постепенно тают из-за глобального потепления. В конечном итоге это приведет к повышению уровня моря.

Слова, которые необходимо знать:

Водяной пар — вода в газовой форме
Лед — вода в твердой форме
Ледяная шапка — большая территория (менее 50 000 км²), покрытая льдом.
Конденсация — процесс охлаждения воды, который превращает ее из газа (водяного пара) обратно в жидкость
Проникновение — когда вода движется вниз через землю
Сток — когда вода движется над поверхностью земли и обратно в ручей, реку или море
Испарение — процесс нагрева воды, превращающий ее из жидкости в газ (водяной пар)
Осадки — вода, падающая на землю из облака. Это может быть дождь, мокрый снег, град или снег.
Транспирация — процесс испарения воды из листа растения или дерева.
Океан — очень большая площадь моря. Обычно считается, что существует пять основных океанов (Тихий, Атлантический, Индийский, Южный и Арктический.
Река — Водный поток, ведущий к морю. Река — это поток воды большего размера, чем ручей.
Поток — Поток воды, который обычно впадает в реку.Ручей — это меньший поток воды, чем река.
Водоносный горизонт — подземный резервуар с водой
Водохранилище — область, где хранится вода
Облако — конденсированная вода (водяной пар), видимая в атмосфере
Hydropower — метод изменения кинетической энергии от попадания воды в электрическую энергию.

Круговорот воды — Science NetLinks

Назначение

Чтобы помочь учащимся понять непрерывный цикл, который проходит вода при изменении формы.

Контекст

В этом уроке учащиеся опираются на свои предыдущие исследования воды — и ее различных форм — путем изучения круговорота воды и ее непрерывного потока вокруг нас. Студенты начинают с повторения того, что они уже знают о воде и о том, как она может замерзнуть в лед или превратиться в газ, в зависимости от того, насколько низкими или высокими становятся температуры.Затем они узнают о круговороте воды и его ключевых процессах, которые влияют на наши земли, океаны и атмосферу. Также подчеркивается постоянная потребность в сохранении пресной воды.

В целом, учащиеся этого уровня должны уже иметь представление о следующих идеях эталонных тестов: некоторые природные явления имеют повторяющуюся закономерность — например, суточные погодные условия или изменения температуры, а также появление дождя и снега в разное время год; вода может быть жидкой или твердой и может переходить из одной формы в другую; и вода, оставшаяся в открытой емкости, исчезает, но вода в закрытой емкости не исчезает. Понимание этих концепций медленно растет по мере того, как учащиеся взрослеют и сталкиваются с ними в различных контекстах.

Этот урок расширяет знания учащихся о связи между жидкими и твердыми формами воды, а также помогает им осознать, что вода также может быть газом, что намного сложнее на этом уровне. Например, учеников попросят подумать о том, куда уходит вода в открытом контейнере, когда она исчезает. Это не самоочевидно, и это нелегко обнаружить. Но круговорот воды имеет такое огромное значение для жизни на Земле, что учащиеся на этом уровне обязательно должны иметь опыт, который со временем внесет вклад в их понимание испарения, конденсации и сохранения материи.( Benchmarks for Science Literacy , pp. 67–68.) Этот урок знакомит с этими формальными понятиями.

Во время обучения имейте в виду, что исследования показывают, что идеи учащихся о сохранении материи, фазовых изменениях, облаках и дожде взаимосвязаны и способствуют пониманию круговорота воды. Студенты, кажется, проходят ряд этапов, чтобы понять испарение. Прежде чем они поймут, что вода превращается в невидимую форму, они могут сначала поверить, что, когда вода испаряется, она перестает существовать, или что она меняет местоположение, но остается жидкостью, или что она превращается в какую-то другую воспринимаемую форму (туман, пар, капельки и др.). При специальном обучении некоторые ученики 5-х классов могут определить воздух как конечное место испарения воды, но сначала они должны принять воздух как постоянное вещество. Это кажется сложной концепцией для старшеклассников. В средней школе учащиеся понимают осадки с точки зрения силы тяжести, но не понимают механизм конденсации, который не понимали до начала старшей школы. ( Benchmarks for Science Literacy , p. 336.)

Чтобы узнать больше о круговороте воды в контексте климата Земли, прочтите этот отрывок из Наука для всех американцев .

Планирование вперед

Этот урок подходит для старшеклассников 3-5 классов. В качестве предварительного условия учащиеся должны иметь опыт работы с водой в жидкой и твердой формах, а также с водой, «исчезающей» из чашки. Эти концепции рассматриваются в разделе «Мотивация» этого урока. На уровне K-2 есть три урока Science NetLinks, посвященные трем состояниям или формам воды:

Мотивация

Для того, чтобы учащиеся могли понять, как работает круговорот воды, им важно проанализировать то, что они уже узнали о самой воде, и о различных состояниях, которые она может принимать (твердое, жидкое или газообразное) в нашей постоянно меняющейся среде. .Это можно сделать, показав классу три предмета: наполовину наполненный стакан воды, тарелку с кубиком льда и тарелку с влажным бумажным полотенцем.

Начните с привлечения внимания к стакану с водой. Задайте такие вопросы, как:

• Что в этом стакане?
• Что такое вода? Как это выглядит или на что это похоже?
• Вода — твердое тело, жидкость или газ?
• Где найти воду? Откуда это взялось?

Помогите классу установить, что вода — это жидкость, которая одновременно падает с неба в виде дождя и в большом количестве встречается в океанах, озерах, ручьях и под землей. Затем возьмите блюдо с кубиком льда и покажите его классу. Задайте такие вопросы:

• Что в этом блюде?
• Опишите лед. Как это выглядит или на что это похоже?
• Лед — твердое тело, жидкость или газ?
• Из чего сделан лед? Как это сделано?
• Если я оставлю лед в комнате на несколько часов, что с ним произойдет?

Помогите классу понять, что лед — это вода, которая замерзла до состояния твердого тела из-за воздействия очень низких температур.Убедитесь, что они понимают: когда лед нагревается, он превращается в жидкую воду.

Затем поднесите блюдо влажным бумажным полотенцем, задав такие вопросы:

• Что это?
• Что произойдет, если я отключу его на несколько часов?
• Почему это должно высохнуть?
• Какие еще примеры мокрых вещей, кроме бумажных полотенец, сохнут со временем? (Примеры могут включать мокрую одежду, полив растений, стаканы с водой и лужи.)
• Что делать, если зимой вынести это мокрое бумажное полотенце на улицу? Что с этим может случиться? Почему?

На этом этапе ученики должны понять, что когда вода подвергается воздействию высоких температур, она исчезает или испаряется, превращаясь в газ, а в более холодных условиях она может замерзнуть и превратиться в лед. Важно подчеркнуть, что три образца воды, которые они видели, представляют три состояния или формы, которые вода принимает при изменении температуры и других условий.

Развитие

Чтобы помочь учащимся лучше понять постоянную циркуляцию и преобразование воды во внешнем мире — круговорот воды — предложите им подумать и обсудить такие вопросы, как эти:

Используя свои ведомости по программе «Водный цикл», студенты должны посетить Round & Round It Goes! Водный цикл, чтобы узнать больше о том, как работает водный цикл. Студентам будет предложено щелкнуть и прочитать каждый процесс круговорота воды, как показано на рисунке, начиная с осадков и заканчивая водяным паром, и отвечать на вопросы и делать заметки, используя свои Round and Round It Goes! студенческие листы.Когда закончите, обсудите с ними то, что они узнали, и обязательно подчеркните ключевые эталонные концепции, включающие как преобразующие (жидкость / твердое тело / газ), так и непрерывные, циклические аспекты глобального процесса круговорота воды.

Далее разделите класс на группы в зависимости от доступности ваших ресурсов. Чтобы лучше применить и закрепить то, что они узнали, попросите каждую группу выполнить практическое задание на листе для учащихся «Модель водного цикла». Каждой группе будет предложено создать модель круговорота воды в классе.Помимо прочего, они смогут наблюдать, как вода конденсируется, а затем выпадает в осадок. Когда модели будут завершены и изменения в них начнут происходить, включите в свое обсуждение такие вопросы, как эти:

• Опишите, что происходит в вашем миниатюрном круговороте воды.
• Как солнце влияет на круговорот воды? Тень?
• Что заставило воду испариться в кружке или «океане»?
• Куда ушла вода?
• Как вы можете объяснить, что происходит на полиэтиленовой пленке?
• Как вы можете объяснить происходящее капание?
• Объясните процессы, вовлеченные в круговорот воды в ваших моделях.

Оценка

Разделите класс на семь групп, каждая из которых представляет один из ключевых процессов в круговороте воды — осадки, инфильтрацию, грунтовые воды, уровень грунтовых вод, испарение, транспирацию и водяной пар. Раздайте плакатную бумагу и мелки или маркеры и попросите каждую группу нарисовать картинку, показывающую, как их процесс работает в круговороте воды. Попросите их использовать свои заметки и предыдущие веб-сайты в качестве ресурсов. Когда они закончат, попросите команды расположить свои плакаты на стене в правильном порядке, начиная с осадков.Попросите каждую команду объяснить, как работает их процесс. После их презентаций предложите обсуждение в классе, подкрепленное их моделями круговорота воды или реальными примерами.

Для большего удовольствия и усложнения назначьте новый процесс круговорота воды тем же группам и попросите их провести презентации круговорота воды снова и снова — на этот раз без использования их записей.

Дополнительное задание:
Буги-вуги «Водный цикл» — это длинное пение о круговороте воды, в котором представлены ключевые термины и процессы, которые учащиеся уже узнали на уроке.Его можно петь для развлечения и дополнительного подкрепления.

Расширения

Учащиеся могут в дальнейшем применять полученные знания, выполняя задание Моя жизнь как капля, в котором они представляют себя каплей воды и могут написать небольшой рассказ о том, откуда, по их мнению, они пришли (в контексте круговорота воды) ).

Учащиеся всех классов могут узнать больше о том, как круговорот воды влияет на окружающую среду на веб-сайте EPA’s Water Sourcebook Series.На этом ресурсе представлены мероприятия, информационные бюллетени, справочные материалы и многое другое.

Веб-сайт Института Франклина «Вода в городе» может помочь расширить представление учащихся о воде и непрерывном глобальном круговороте воды. Этот ресурс охватывает «Основы водных ресурсов» и науку о воде, а также представляет анализ водной системы Филадельфии и тематические исследования водных путей во всем мире.

Отправьте нам отзыв об этом уроке>

Круговорот воды

[на испанском языке]

© Предоставлено Линн Гюнтер

Беги, возьми стакан воды и поставь его на стол рядом с собой.Внимательно посмотрите на воду. Теперь — может вы угадаете, сколько ему лет?

Вода в вашем стакане, возможно, упала с неба дождем только на прошлой неделе, но сама вода была вокруг почти столько же, сколько есть на Земле!

Когда первая рыба выползла из океана на сушу, ваш стакан воды был частью этого океана. Когда бронтозавр ходил по озерам, питаясь растениями, ваш стакан воды был частью этих озер. Когда короли и принцессы, рыцари и оруженосцы пили из своих колодцев, ваш стакан воды был частью этих колодцев.

А вы думали, что ваши родители СТАРЫЕ

На Земле ограниченное количество воды. Эта вода продолжает кружиться, кружиться, кружиться и вокруг и ( ну, вы поняли, ) в том, что мы называем «круговоротом воды».

Этот цикл состоит из нескольких основных частей:

• испарение (и транспирация)
• конденсация
• осадки
• коллекция

Испарение — это когда солнце нагревает воду в реках, озерах или океане и превращает ее в пар или пар.В водяной пар или пар покидает реку, озеро или океан и уходит в воздух.

Потеют ли растения?

Ну, вроде …. Люди потеют, а растения светятся. Транспирация — это процесс, при котором растения теряют воду из своих листья. Транспирация помогает испарению вернуть водяной пар обратно в воздух.

Водяной пар в воздухе остывает и снова превращается в жидкость, образуя облака.Это называется конденсацией.

То же самое можно увидеть дома … Налейте стакан холодной воды в жаркий день и посмотрите, что произойдет. Вода образуется снаружи стакан. Вода как-то не просочилась через стекло! На самом деле это пришло из воздуха. Водяной пар в теплом воздухе, получается обратно в жидкость, когда он касается холодного стекла.

Осадки возникают, когда конденсируется столько воды, что воздух больше не может удерживать ее.Облака становятся тяжелыми, и вода падает обратно в земля в виде дождя, града, мокрого снега или снега.

Когда вода падает на землю в виде осадков, она может выпасть обратно в океаны, озера или реки или может оказаться на суше. Оказавшись на суше, он либо впитается в землю, либо станет частью «грунтовых вод», которые растут и животные употребляют воду для питья, или она может бегать по земле и собираться в океанах, озерах или реках, где цикл начинается

Страницы активности водного цикла.

Распечатайте их и используйте как плакаты или раскраски. На листах 2–4 есть несколько рекомендуемых занятий, которыми вы можете заниматься дома. продемонстрировать водный цикл.

Лист 1 — (цветной) или (Ч / Б)

Лист 2 — (цветной) или (Ч / Б)

Лист 3 — (цвет) или (Ч / Б)

Лист 4 — (цветной) или (Ч / Б)

Лист 5 — (цветной) или (Ч / Б)

Ознакомьтесь с испанской версией Водного цикла>

7.1 Круговорот воды и снабжение пресной водой — Экологическая биология

Вода, воздух и еда — важнейшие природные ресурсы для людей. Люди могут прожить без кислорода всего несколько минут, меньше недели без воды и около месяца без еды. Вода также необходима для снабжения кислородом и продуктами питания. Растения расщепляют воду и используют ее для создания кислорода в процессе фотосинтеза.

Вода — самый важный компонент для всего живого. Человеческие младенцы примерно на 75% состоят из воды, а взрослые — на 60%. Наш мозг на 85% состоит из воды, кровь и почки на 83% состоят из воды, мышцы на 76% состоят из воды, и даже кости на 22% состоят из воды. Мы постоянно теряем воду из-за потоотделения; в умеренном климате мы должны выпивать около 2 литров воды в день, а люди в жарком пустынном климате должны выпивать до 10 литров воды в день. Потеря 15% воды в организме обычно приводит к смерти.

Земля — ​​действительно Водная планета. Обилие жидкой воды на поверхности Земли отличает нас от других тел Солнечной системы.Около 70% поверхности Земли покрыто океанами, а примерно половина поверхности Земли закрыта облаками (также состоящими из воды) в любое время. На нашей планете очень большой объем воды, около 1,4 миллиарда кубических километров (км3) (330 миллионов кубических миль) или около 53 миллиардов галлонов на человека на Земле. Вся вода Земли может покрыть Соединенные Штаты на глубине до 145 км (90 миль). С человеческой точки зрения проблема в том, что более 97% этой воды составляет морская вода, которая слишком соленая для питья или использования для орошения. Наиболее часто используемые источники воды — реки и озера, в которых содержится менее 0,01% воды в мире!

Одна из важнейших экологических целей — обеспечить всех людей чистой водой. К счастью, вода — возобновляемый ресурс, и его трудно уничтожить. Испарение и осадки объединяются для постоянного пополнения запасов пресной воды; однако наличие воды осложняется ее неравномерным распределением по Земле. Засушливый климат и густонаселенные районы соединились во многих частях мира, что привело к нехватке воды, которая, по прогнозам, в ближайшие годы ухудшится из-за роста населения и изменения климата.Человеческая деятельность, такая как чрезмерное использование воды и загрязнение воды, значительно усугубила существующий сегодня водный кризис. Сотни миллионов людей не имеют доступа к безопасной питьевой воде, а миллиарды людей не имеют доступа к улучшенным санитарным условиям, таким же простым, как уборная с выгребной ямой. В результате около двух миллионов человек ежегодно умирают от диарейных заболеваний, и 90% этих смертей приходится на детей в возрасте до 5 лет. Большинство из них легко предотвратить.

Вода — единственное обычное вещество, которое встречается на Земле в трех формах: твердое, жидкое и газообразное.Он распространяется в различных местах, называемых водохранилищами. Океаны на сегодняшний день являются крупнейшими из резервуаров, в которых содержится около 97% всей воды, но эта вода слишком соленая для большинства людей (рис. 1). Ледяные шапки и ледники — самые большие резервуары пресной воды, но эта вода неудобно расположена, в основном в Антарктиде и Гренландии. Мелкие грунтовые воды — самый большой резервуар пригодной для использования пресной воды. Хотя реки и озера являются наиболее интенсивно используемыми водными ресурсами, они представляют собой лишь незначительное количество воды в мире.Если бы вся вода в мире уменьшилась до размера 1 галлона, то общее количество пресной воды составило бы около 1/3 стакана, а количество легко используемой пресной воды было бы 2 столовыми ложками.

Цикл воды (или гидрологический) цикл (который был рассмотрен в главе 3.2) показывает движение воды через различные водоемы, включая океаны, атмосферу, ледники, грунтовые воды, озера, реки и биосферу. Солнечная энергия и гравитация движут водой в круговороте воды. Проще говоря, круговорот воды включает в себя перемещение воды из океанов, рек и озер в атмосферу путем испарения с образованием облаков.Из облаков он выпадает в виде осадков (дождя и снега) как на воду, так и на сушу. Вода на суше может либо возвращаться в океан с поверхностным стоком, реками, ледниками и подземным потоком подземных вод, либо возвращаться в атмосферу путем испарения или транспирации (потеря воды растениями в атмосферу).

Важной частью круговорота воды является изменение солености воды, то есть содержания растворенных в воде ионов.Морская вода в океанах очень соленая, с примерно 35 000 мг растворенных ионов на литр морской воды. Испарение (когда вода переходит из жидкости в газ при температуре окружающей среды) — это процесс дистилляции, при котором образуется почти чистая вода, почти без растворенных ионов. Когда вода испаряется, она оставляет растворенные ионы в исходной жидкой фазе. В конце концов, конденсация (где вода переходит из газа в жидкость) образует облака и иногда осадки (дождь и снег).После того, как дождевая вода попадает на землю, она растворяет минералы в камнях и почве, что увеличивает ее соленость. Большинство озер, рек и приповерхностных грунтовых вод имеют относительно низкую соленость и называются пресными. В следующих нескольких разделах обсуждаются важные части круговорота воды в отношении ресурсов пресной воды.

Уровни осадков неравномерно распределены по земному шару, что влияет на доступность пресной воды (рис. 3).Больше осадков выпадает около экватора, тогда как меньше осадков, как правило, выпадает около 30 градусов северной и южной широты, где расположены крупнейшие пустыни мира. Эти осадки и климатические модели связаны с ячейками глобальной ветровой циркуляции. Интенсивный солнечный свет на экваторе нагревает воздух, заставляя его подниматься и охлаждаться, что снижает способность воздушной массы удерживать водяной пар и приводит к частым ливням. Около 30 градусов северной и южной широты при понижении температуры воздух становится более теплым, что увеличивает его способность удерживать водяной пар и приводит к сухости.И сухой воздух, и теплые температуры в этих широтных поясах способствуют испарению. На глобальные осадки и климатические характеристики также влияют размер континентов, основные океанические течения и горы.

Текущая вода из дождя и талого снега на суше попадает в русла рек с поверхностным стоком (рис. 4) и просачиванием грунтовых вод (рис. 5). Речной сток описывает объем воды, проходящей через русло реки с течением времени (Рисунок 6). Относительный вклад поверхностного стока по сравнению с просачиванием грунтовых вод в речной сток зависит от характера осадков, растительности, топографии, землепользования и характеристик почвы. Вскоре после сильного ливня расход реки увеличивается из-за поверхностного стока. Устойчивый нормальный сток речной воды в основном происходит из грунтовых вод, которые попадают в реку. Гравитация тянет речную воду вниз по направлению к океану.По пути движущаяся вода реки может разрушать частицы почвы и растворять минералы. Подземные воды также вносят большое количество растворенных в речную воду минералов. Географическая область, осушаемая рекой и ее притоками, называется водосборным бассейном или водоразделом . Дренажный бассейн реки Миссисипи включает примерно 40% территории США, что включает в себя меньшие водосборные бассейны, такие как реки Огайо и Миссури, которые помогают его составлять. Реки являются важным водным ресурсом для орошения пахотных земель и питьевой воды для многих городов по всему миру. Реки, по которым возникли международные споры по поводу водоснабжения, включают Колорадо (Мексика, юго-запад США), Нил (Египет, Эфиопия, Судан), Евфрат (Ирак, Сирия, Турция), Ганг (Бангладеш, Индия) и Иордания (Израиль, Иордания). , Сирия).

Помимо рек, озера также могут быть отличным источником пресной воды для человека. Обычно они получают воду из поверхностных и подземных вод. Они, как правило, недолговечны в геологическом масштабе времени, потому что они постоянно заполняются наносами, поступающими из рек. Озера образуются по-разному, включая оледенение, недавнее тектоническое поднятие (например, озеро Танганьика, Африка) и вулканические извержения (например, Кратерное озеро, Орегон). Люди также создают искусственные озера ( водохранилища, ) путем перекрытия рек.Сильные изменения климата могут привести к значительным изменениям размера озера. Когда Земля выходила из последнего ледникового периода около 15000 лет назад, климат на западе США изменился с прохладного и влажного на теплый и засушливый, что привело к исчезновению более 100 больших озер. Большое Соленое озеро в штате Юта — это остаток гораздо более крупного озера, которое называется Бонневиль.

Хотя ледники представляют собой крупнейший резервуар пресной воды, они обычно не используются в качестве источника воды, поскольку расположены слишком далеко от большинства людей (рис. 7). Тающие ледники действительно являются естественным источником речной воды и грунтовых вод. Во время последнего ледникового периода в ледниках было на 50% больше воды, чем сегодня, что привело к тому, что уровень моря упал примерно на 100 м ниже. За последнее столетие уровень моря повышался отчасти из-за таяния ледников.Если климат Земли продолжит нагреваться, таяние ледников вызовет дополнительное повышение уровня моря.

Хотя большинство людей в мире используют поверхностные воды, подземные воды представляют собой гораздо больший резервуар пригодной для использования пресной воды, в которых содержится более чем в 30 раз больше воды, чем в реках и озерах вместе взятых.Подземные воды — особенно важный ресурс в засушливом климате, где поверхностных вод может быть мало. Кроме того, грунтовые воды являются основным источником воды для сельских домовладельцев, обеспечивая 98% потребности в воде в США. Подземные воды — это вода, расположенная в небольших пространствах, называемых поровым пространством , между зернами минералов и трещинами в подземных грунтах ( камень или осадок). Большая часть грунтовых вод образуется в результате дождя или таяния снега, которые проникают в землю и движутся вниз, пока не достигнут насыщенной зоны (где грунтовые воды полностью заполняют поровые пространства в грунтовых материалах).

Другие источники подземных вод включают просачивание из поверхностных вод (озера, реки, водохранилища и болота), поверхностные воды, преднамеренно закачанные в землю, ирригационные системы и подземные системы очистки сточных вод (септики). Зоны подпитки — это места, где поверхностные воды проникают в землю, а не впадают в реки или испаряются. Например, водно-болотные угодья — отличные районы для восстановления сил. Большая часть подповерхностной пористой породы, которая удерживает воду, является водоносным горизонтом.Водоносные горизонты обычно бурятся и устанавливаются колодцы для обеспечения водой для сельского хозяйства и личного пользования.

Людям нужна вода, часто в больших количествах, для производства продуктов питания, энергии и минеральных ресурсов, которые они используют. Рассмотрим, например, эти приблизительные потребности в воде для некоторых вещей, которые люди в развитом мире используют каждый день: один помидор = 3 галлона; один киловатт-час электроэнергии от ТЭЦ = 21 галлон; одна буханка хлеба = 150 галлонов; один фунт говядины = 1600 галлонов; и одна тонна стали = 63 000 галлонов.Людям требуется всего около 1 галлона в день, чтобы выжить, но типичный человек в семье в США использует около 100 галлонов в день, что включает приготовление пищи, мытье посуды и одежды, смыв туалета и купание. Потребность в воде площади является функцией населения и других видов водопользования.

Общее потребление воды в мире неуклонно растет темпами, превышающими темпы роста мирового населения (Рисунок 10).В течение 20 века население мира утроилось, а потребность в воде выросла в шесть раз. Увеличение глобального спроса на воду сверх темпов роста населения происходит из-за повышения уровня жизни без ущерба для экономии воды. Увеличение производства товаров и энергии влечет за собой значительное увеличение спроса на воду. Основными видами использования воды в мире являются орошение (68%), коммунальное водоснабжение (21%) и промышленность (11%).

Атрибуция

Основы науки об окружающей среде Камалы Доршнер имеет лицензию CC BY 4.0. Изменено по сравнению с оригиналом Мэтью Р. Фишером.