- •190000, Санкт-Петербург, б. Морская ул., 67
- •6. Метеорология и климатология
- •6.1. Содержание метеорологии и климатологии
- •6.1.1. Погода и климат
- •6.1.2. Атмосфера и Солнце. Климатообразующие процессы
- •6.1.3. Метеорологические наблюдения, метеорологическая сеть и метеорологическая служба
- •6.2. Солнечная радиация в атмосфере
- •6.2.1. Радиация вообще
- •6.2.2. Лучистое и тепловое равновесие Земли
- •6.2.3. Спектральный состав солнечной радиации
- •6.2.4. Прямая солнечная радиация
- •6.2.5. Солнечная постоянная и общий приток солнечной радиации к Земле
- •6.2.6. Изменения солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.1. Рассеяние солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.2. Поглощение солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.3. Суммарная радиация
- •6.2.7. Отражение солнечной радиации. Поглощенная радиация. Альбедо Земли
- •6.2.7.1. Излучение земной поверхности
- •6.2.7.2. Встречное излучение
- •6.2.7.3. Эффективное излучение
- •6.2.7.4. Радиационный баланс земной поверхности
- •6.2.7.5. Тепловой баланс земной поверхности
- •6.3. Свойства воздуха
- •6.3.1. Водяной пар в воздухе
- •6.3.2. Уравнение состояния газа
- •6.3.3. Температура воздуха
- •6.3.4. Плотность воздуха
- •6.3.5. Атмосферное давление
- •6.5. Облака
- •6.5.1. Адиабатические изменения состояния в атмосфере
- •6.5.2. Конденсация в атмосфере
- •6.5.3. Классификация облаков
- •6.5.4. Наблюдения за облаками
- •6.4. Географическое распределение основных характеристик атмосферы
- •6.4.1. Географическое распределение температуры воздуха
- •6.4.2. Географическое распределение приземного атмосферного давления
- •6.4.3. Географическое распределение испарения и влажности
- •6.4.4. Географическое распределение облачности
- •6.6. Барическое поле. Атмосферные фронты. Ветер.
- •6.6.1. Барическое поле. Карты барической топографии
- •6.6.2. Воздушные массы и атмосферные фронты
- •6.6.3. Циклоны и антициклоны
- •6.6.4. Ветер
- •6.6.4.1. Ускорение воздуха под действием барического градиента
- •6.6.4.2. Геострофический ветер
- •6.6.4.3. Градиентный ветер в циклоне и антициклоне
- •6.6.4.4. Сила трения и ветер
- •6.6.4.5. Скорость и направление приземного ветра
- •6.6.4.6. Струйное течение
- •1) Изолинии скорости, м/с; 2) тропопауза в теплом (слева) и холодном (справа) воздухе; 3) фронтальная зона
- •6.6.5. Общая циркуляция атмосферы
- •6.6.5.1. Зональные и меридиональные составляющие общей циркуляции атмосферы
- •6.7. Прогноз погоды
- •6.8. Изменения климата
- •6.9. Микроклимат
- •6.9.1. Методы исследования микроклимата
- •6.9.2. Микроклиматы характерных типов ландшафтов
- •7. Гидрогеология
- •7.1. Происхождение и состав подземных вод
- •7.2. Залегание подземных вод и их классификация.
- •7.3. Взаимодействие подземных и поверхностных вод
- •7.4. Пополнение подземных вод
- •5. Гидрология суши
- •5.1. Содержание гидрологии суши
- •5.2. Круговорот воды на земном шаре
- •5.2.1. Запасы воды на Земле и водообмен
- •5.2.2. Общий круговорот воды
- •5.2.3. Внутриматериковый влагооборот
- •5.2.4. Речная фаза влагооборота
- •5.3. Морфология речных бассейнов
- •5.3.1. Водосборы и водоразделы
- •5.3.2. Морфология речных бассейнов
- •5.3.3. Речная сеть
- •5.3.4. Долина реки
- •5.3.5. Русло реки
- •5.3.6. Продольный профиль реки. Средний уклон русла.
- •5.3.7. Дельты и эстуарии
- •5.4. Источники питания рек. Формирование поверхностных вод суши
- •5.4.1. Атмосферные осадки
- •5.4.2. Снежный покров
- •5.4.3. Ледники
- •5.4.4. Подземные воды
- •5.5. Расходование воды в бассейне рек
- •5.5.1. Испарение
- •5.5.2. Инфильтрация атмосферных осадков
- •5.5.3. Подземные воды
- •5.6. Режим рек
- •5.6.1. Главнейшие характеристики речного стока
- •5.6.2. Основные фазы водного режима рек
- •5.6.3. Наблюдения за режимом рек и использование их на практике
- •5.7. Влияние хозяйственной деятельности на водный режим
- •5.7.1. Орошение
- •5.7.2. Осушение
- •5.7.3. Регулирование стока водохранилищами
- •5.8. Сток речных наносов
- •5.8.1. Взвешенные и влекомые наносы
- •5.8.2. Сток растворенных веществ и химический состав речных вод
- •5.9. Водоемы
- •5.9.1. Озерные котловины и системы. Формирование котловин.
- •5.9.2. Строение озерных систем
- •5.9.3. Водный баланс водоемов
- •5.9.4. Внешний водообмен водоемов
- •5.9.5. Химический состав вод озер и водохранилищ
- •5.9.6. Трофический статус водоемов
- •5.9.7. Донные отложения и заиление водоемов
5.5.2. Инфильтрация атмосферных осадков
Осадки не всегда формируют поверхностный сток. Часть их испаряется, часть просачивается в почву и питает грунтовые воды, часть же теряется из зоны водообмена, попадая в глубокие слои грунта. Инфильтрация – это проникновение атмосферных осадков с поверхности в почву. Этот процесс характеризуется несколькими этапами, на каждом из которых преобладают разные силы.
В начальный период, когда влажность почвы еще невелика, осадки под действием молекулярных и капиллярных сил задерживаются в верхнем слое почвы - стадия впитывания, когда сила тяжести оказывает минимум влияния. Далее адсорбирующая способность грунта снижается до минимума, капилляры заполняются водой, начинается движение жидкости вниз под действием капиллярных сил и силы тяжести. Влажность почвы приближается к полной влагоемкости, но пока не достигает ее. Это стадия просачивания. Последняя стадия – фильтрация, наступает при заполнении всех пор водой. При этом действие силы тяжести преобладает. Совокупность этих трех стадий и составляет единый процесс инфильтрации.
Инфильтровавшаяся вода может частью глубоко проникать в грунт и выйти за пределы дренирования водотоками. В этом случае она рассматривается как потери стока. К потерям относится и испарение, которое происходит из почвы, насытившейся в процессе инфильтрации. Значительная же часть воды пополняет запасы водоносных горизонтов и затем поступает в реки.
Колебания влажности почвы сказываются на скорости инфильтрации осадков, которая также изменяется во времени. Большую роль при этом играет количество и интенсивность осадков. С увеличением интенсивности дождя интенсивность впитывания и просачивания возрастает. В течение дождя постоянной интенсивности скорость инфильтрации убывает и стремится к некоторому пределу, определяемому механическими свойствами почвогрунта.
Растительность также способствует увеличению поглощения воды почвой. Травяной покров замедляет стекание по поверхности, что приводит к нарастанию слоя воды и повышению скорости просачивания. Особенно сильное влияние оказывает лес благодаря рыхлению почвы корневой системой, а также лесной подстилке, она способствует повышению структурности почвы и одновременно является фильтром, очищающим воду от мелкозема. Поглотительная способность лесных почв с подстилкой выше, чем таких же почв без подстилки.
Большие различия в инфильтрации связаны с физико-механическими свойствами почвогрунта: механическим составом, скважностью, структурой почвенного слоя. В песках вода просачивается хорошо благодаря крупным порам. В глины с очень малыми порами она впитывается в десятки и сотни раз медленнее, нежели в пески. Различия в скважности приводят к неравномерной по площади инфильтрации. На площадях больших речных бассейнов эта неравномерность еще более возрастает.
Процесс инфильтрации талой воды в мерзлую почву имеет свои особенности. В начале часть ее замерзает в порах почвы и образует ледяную корку на поверхности. В результате этого впитывание падает. После оттаивания почвы просачивание резко усиливается. В промерзших почвах с большим количеством трещин и некапиллярных полостей просачивание имеет место и при увлажнении значительно выше полной влагоемкости.
Потери атмосферных осадков на испарение и инфильтрацию, как было показано, зависят от многих климатических и физико-географических факторов, большинство из которых подчиняется закону географической зональности. Обычно суммарную величину потерь выражают коэффициентом стока. Коэффициент годового стока в общем уменьшается с севера на юг. В пустынях сток воды вообще ничтожен.