4. Круговорот воды на земном шаре

Круговорот воды на земном шаре — замечательная особенность гидросферы Земли и природных условий планеты в целом. Круго­ворот воды создает основной механизм перераспределения на Зем­ле вещества и энергии, объединяет в единое целое не только вод­ные объекты, но и разные части планеты. Круговорот воды на Земле — основа возобновляемости водных ресурсов.

В последнее время в России вместо термина «круговорот воды» стали применять широко распространенный в западных странах термин «гидрологический цикл». Будем считать эти два понятия синонимами.

В круговороте воды на земном шаре (глобальном гидрологиче­ском цикле) проявляется единство природных вод Земли и их связь с атмосферой, литосферой, биосферой. В. И. Вернадский писал: «Любое проявление природной воды — глетчерный лед, безмерный океан, река, почвенный раствор, гейзер, минеральный источник — составляют единое целое, прямо или косвенно, но глубоко связаны между собой, с земной атмосферой и с живым веществом» ’.

Физической причиной круговорота воды на земном шаре слу­жат солнечная энергия и сила тяжести. Солнечная энергия, как было

Вернадский В. И. Избр. соч.— М., 1960. Т. IV. Кн. 2. С. 24.

показано выше (разд. 3.3),— это причина нагревания и последую­щего испарения воды. Неравномерное распределение по Земле солнечной энергии приводит к неравномерному распределению атмосферного давления, вызывает воздушные потоки — ветры, пе­реносящие испарившуюся влагу (водяной пар) и создающие ветро­вые течения в океане. Неравномерное распределение солнечной энергии приводит также к неравномерному распределению плотно­сти воды в океане и, как следствие, к возникновению плотностных течений.

Сила тяжести вынуждает сконденсировавшуюся в атмосфере при благоприятных условиях влагу выпадать в виде атмосферных осадков, а также все поверхностные и подземные воды стекать сначала к дренирующим местность рекам, а в конечном счете к океану. Естественно, что стекание вод под действием силы тяже­сти объясняется наклоном поверхности Земли и слоев в земной коре, что, в свою очередь, создается тектоническими и геоморфо­логическими процессами.

В круговороте воды на земном шаре проявляются закономерно­сти сохранения вещества и водного баланса (табл. 3.4). В таблице приведены годовые величины переноса вод в объемных едини­цах (км³), а также выраженные в миллиметрах слоя. В уравнениях водного баланса Земли в целом и океана и суши, в частности, не учитывались ничтожные объемы водообмена Земли с космическим пространством, а также затраты воды в процессе фотосинтеза и не­существенное поступление воды вследствие дегазации мантии (см. разд. 3.1). Эти величины заведомо во много раз меньше воз­можных ошибок расчета других составляющих мирового водного баланса. Заметим попутно, что наибольшую точность имеют дан­ные об атмосферных осадках на территории суши, о речном стоке, подтверждаемые прямыми наблюдениями. Наименьшую точность имеют данные об испарении и осадках в Мировом океане.

Глобальный круговорот воды (гидрологический цикл). В глобаль­ном круговороте воды (рис. 3.3) выделяют два звена: океаническое звено, представляющее собой многократно повторяющийся цикл: испарение с поверхности океана — перенос водяного пара над оке­аном — осадки на поверхность океана — океанические течения — испарение и т. д. (А на рис. 3.3); материковое звено, представляю­щее собой многократно повторяющийся цикл: испарение с поверх­ности суши — перенос водяного пара — осадки на поверхность су­ши — поверхностный и подземный сток — испарение и т. д. (Б и Б' на рис. 3.3). Оба звена связаны между собой переносом водяного пара с океана на сушу и, наоборот, поверхностным и подземным стоком с суши в океан.

С океана ежегодно испаряется в среднем 505 тыс. км³, возвра­щается в океан в виде атмосферных осадков 458 тыс. км³. Испаря­ется с океана, таким образом, больше, чем возвращается с осадками.