какую роль круговорот воды играет в природе
Круговорот воды в природе
Что такое круговорот воды?
Круговорот воды на Земле – природный процесс, представляющий собой беспрерывный водный обмен между атмосферой, литосферой и Мировым океаном. В процессе этого обмена водная масса меняет агрегатное состояние: из жидкой или твердой превращается в газообразную, и обратно. Она в ходе своего перемещения забирает и переносит огромное количество органических соединений и минеральных элементов, необходимых для поддержания жизни на планете.
Наибольший объем водной массы сосредоточен в океанах (97,5%), поэтому большая часть природной жидкости имеет в составе соли. Остальные 2,5% – пресные источники, из них:
Вода пребывает в беспрерывном движении, причем ее объем на планете – величина постоянная. Однако нахождение ее в различных агрегатных состояниях меняется в течение истории Земли. Много веков назад водных источников на планете было гораздо меньше, поскольку основная водная масса была сосредоточена в ледниках. Еще 20 тысячелетий назад по ледниковому покрову, разделявшему Берингов пролив, из Аляски можно было свободно перебраться в Азию.
Как происходит круговорот воды?
Процесс сложный, состоит из нескольких этапов. Движущий фактор – солнечное излучение.
В теплый сезон нагретая Солнцем вода принимает газообразное состояние – становится паром. Из испаряющейся водной массы отфильтровываются соли. То есть накапливающийся в атмосфере пар является пресным. По мере поднятия в атмосферные слои пар сталкивается с холодными воздушными потоками, в результате формируются облака. Выпадающие из них осадки наполняют океан.
То есть этапы круговорота воды, если говорить упрощенно, следующие:
Такой процесс наблюдается обычно над океанической поверхностью. Но он сложнее, если облака скапливаются над сушей, и осадки проливаются не в океан, а на земную поверхность. Сточные воды, наполняющие поверхностные и подземные источники, проходят длительный путь к океану. В процессе движения происходит процесс, обратный опреснению пара в атмосфере: реки и подземные водотоки забирают с грунта минеральные частицы, выносят их в моря и океаны. Там вода испаряется, а соли остаются. Так реки поддерживают соленость Мирового океана.
Планетарная циркуляция воды включает несколько процессов, являющихся ее звеньями. Следует подробнее рассмотреть схему мирового круговорота воды:
Основными элементами круговорота воды являются:
Жидкость, постоянно меняясь, выделяет и поглощает энергию. Живые организмы, в том числе люди, тоже участвуют в круговороте воды, употребляя и выделяя ее, используя для своих нужд. Влияние человека на процесс усиливается, причем имеет преимущественно негативный характер. Круговорот нарушается промышленным использованием воды, сооружением водохранилищ и плотин, осушением болот, введением оросительных систем.
В верхних грунтовых слоях корневая система растений всасывает часть воды, необходимой для метаболизма. Незначительное количество накопившейся в растительных тканях жидкости переходит в организм растительноядных животных и человека. Но большая часть жидкости участвует в процессе транспирации: поступает из почвы в корни, перемещается по каналам в тканях растения, испаряется через листья.
Часть воды, не поглощенная растениями, поступает дальше в почвенные слои, становится частью системы грунтовых вод, протекающих сквозь песок, гравий и прочие слагающие породы. На грунтовые источники приходится значимая часть запасов пресных вод на планете. Грунтовый источник рано или поздно соединяется с реками, озерами, другими поверхностными водными объектами. Незначительная часть грунтовых вод опускается в глубоко лежащие минеральные породы, где замуровывается на тысячи лет.
Движется природная вода с неодинаковой скоростью. Поверхностные водные массы перемещаются быстро, а подземные, находящиеся в зоне вечной мерзлоты и в глубинных океанических слоях – медленно. Период полной смены воды в разных природных объектах следующий:
Виды круговорота воды
Различают следующие типы процесса:
Значение круговорота воды в природе
Круговорот воды – один из самых значимых природных процессов, он связывает все планетарные оболочки, позволяет им полноценно функционировать. Без распределения воды по земному шару невозможно было бы существование жизни. Благодаря круговороту воды в биосфере переносятся важные для живых организмов минеральные элементы и органические вещества, формируются оптимальные климатические условия.
Роль циркуляции воды на планете заключается в:
Научные исследования показывают, что скорость круговорота с каждым годом увеличивается. Это ускорение отрицательно влияет на климатические условия на всей планете. Территории, находящиеся в жарком и сухом климате, становятся еще более засушливыми, а в регионах с влажным климатом растет количество осадков.
Круговорот воды в природе: информация для детей и взрослых
Вода находится в постоянном движении. В природе она находится в трёх агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Вода постоянно совершает круговорот. Она испаряется с поверхности водоёмов, почвы, растений. Затем накапливается в атмосфере, образуя облака. В виде осадков она возвращается на Землю.
Таким образом, количество воды на Земле не меняется, она меняет свои формы – так происходит круговорот воды в природе.
Что такое круговорот воды в природе
Круговорот воды – это природный процесс, который представляет собой беспрерывный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере и выпадения осадков.
Этот цикл предполагает изменение агрегатного состояния воды: она меняет жидкую или твёрдую форму на газообразную, а затем через какое-то время возвращается к прежнему состоянию. В ходе этого изменения она забирает и перемещает огромное количество различных органических и минеральных соединений, которые и поддерживают жизнь на Земле.
Как известно, самыми объёмными источниками воды являются океаны. В них сосредоточено около 97,5% всех водных запасов планеты. Именно по этой причине большая часть природных жидкостей содержит в составе различные соли. На пресные источники воды приходится 2,5% всего водного запаса Земли. Если принять эти 2,5% за 100%, то:
Определение для детей
При температуре 0°C вода превращается в лёд. Это происходит в реке, озере, луже и т. д
Крошечные льдинки образуются и высоко в облаках. Там они увеличиваются, преобразуются в снежинки, затем падают на землю. Так образуется снег. Лёд и снег – это вода в твердом состоянии.
Мы протёрли классную доску мокрой тряпкой. Спустя несколько минут доска стала сухой. Вода с её поверхности испарилась (превратилась в пар – прозрачный, бесцветный газ. Водяной пар – это вода в газообразном состоянии. В природе вода испаряется с поверхности морей, почвы и т. д. В воздухе всегда содержится невидимый водяной пар. Невидимый пар поднимается. Воздух высоко над землёй всегда холодный. Пар охлаждается и образует множество водяных капелек или крошечных льдинок. Из этих капелек образуются облака. Из них вода возвращается в виде дождя и снега. Так происходит круговорот воды в природе.
Для подготовки материала для детей был использован учебник по окружающему миру, часть 1, автор Плешаков А. А.
Как происходит
Круговорот воды в природе является процессом сложным, состоящим из нескольких этапов. Главным движущим фактором для водных масс является солнечный свет. При высокой температуре вода начинает испаряться из водоёмов, преображаясь из жидкой формы в газообразную. Одновременно с этим превращением отфильтровываются и многочисленные соли.
В атмосфере накапливается пресный пар, который поднимается всё выше и выше в слои атмосферы, где сталкивается с холодными воздушными массами. В течение этого процесса формируются облака и тучи. Затем тучи проливаются осадками, которые наполняют океан.
В случае с сушей уместно говорить об образующихся сточных водах. Именно эти источники наполняют поверхностные и подземные водоёмы, а также проходят тернистый путь на пути к океану. На этом пути происходит процесс, который считается обратным опреснению пара. Реки, подземные воды вбирают в себя из грунта минеральные соединения, которые в дальнейшем выносятся в океаны и моря. Там-то как раз вода начинает испаряться вновь, а вот соли остаются, что поддерживает солёность Мирового океана.
Основными составляющими зацикленного круговорота воды являются:
В список выше не был включён пункт с испарением влаги с растительных поверхностей, поскольку в данном случае он объединён с обычным испарением, которое относится к нагреву поверхностей водных объектов.
Временные показатели водного обновления для разных объектов:
Разновидности цикла
У цикла существует несколько подвидов, каждый из которых обладает определёнными характерными признаками:
Значение круговорота воды в природе
Это один из важнейших циклов на Земле. Именно он связывает все оболочки планеты воедино, позволяя им гармонично функционировать. Без перемещения и распределения воды по всей планете невозможно было бы существование той Земли, которую мы знаем.
Данный цикл – это то, что позволяет жизни оставаться на Земле в течение всех этих долгих тысячелетий. И речь не только о людях и животных, но и о растениях, бактериях, простейших и т.д. Вода, проходя через все указанные этапы алгоритма, несёт за собой ещё и различные органические и минеральные соединения, которые служат для существ пищей, для почвы источником питания и плодородия, для водоёмов – источником солей и т.д.
Обязательно стоит сказать, что и тем климатическим разделением, которое мы имеем на сегодняшний день, мы также обязаны круговороту воды, ведь весь тот замкнутый цикл позволяет поддерживать оптимальные температурные показатели и показатели влажности в разных районах планеты, которые, в свою очередь, позволяют сохранять разнообразие видов.
Значение круговорота воды в природе:
Заключение
Цикл перемещения водных масс в природе (он же всем известный круговорот воды) – это процесс сложный. Он предполагает непрерывный процесс циркуляции водных масс в изменённом агрегатном состоянии, поддерживающий жизнь на планете Земля.
Круговорот воды в природе
Планета ежедневно потребляет 14 триллионов литров воды, и если бы запасы воды не возобновлялись, прекрасная голубая планета превратилась бы в безжизненную пустыню, как ближайший к нам сосед – кроваво-красный Марс.
Круговорот воды в природе позволяет жить, расти, размножаться биологическому разнообразию флоры и фауны, включая человека. Значение воды сложно переоценить. Она участвует в химических, физических, биологических процессах, происходящих в живой клетке.
Кочевники пустынь повторяют: «Вода дороже золота». И это правда. Странствующий путник без воды не проживет больше недели. Ведь тело человека примерно на 70%, а новорожденного младенца – на 85% – состоит из воды.
Полный гидрологический цикл включает в себя несколько этапов:
Испарение — преобразование воды из жидкой в газообразную благодаря энергии солнечного света.Такой процесс встречается ежедневно: на поверхностях рек и океанов, морей и озер, в результате потения человека или животного.
Конденсация пара. Соприкасаясь с потоками холодного воздуха, пар выделяет тепло, после чего преобразуется в жидкость. Капли росы на траве ранним утром, осенний туман в низине, или облака на голубом небе — видимый результат конденсации.
Выпадение осадков на землю. Сталкиваясь между собой и проходя процессы конденсации, капли воды, находящиеся в облаках, становятся тяжелее и падают на поверхность планеты. Из-за большой скорости они не успевают испариться. И результатом становятся дождь, снег или град.
Прохождение воды через слои почвы. Падая на землю, часть воды просачивается сквозь почвенный грунт, питая корни деревьев, а затем попадает в подземные потоки. Часть воды в виде осадков выпадает непосредственно в море. Остальная жидкость скапливается и доставляется в воды Мирового океана с помощью стоков.
Участие в реакциях обмена веществ в клетках человека и животных, а также в процессах фотосинтеза у растений.
В упрощенном варианте представить, как происходит круговорот воды в природе, помогут три основных этапа:
испарение воды с поверхности земли;
конденсация и концентрация в атмосферных слоях;
выпадение осадков в виде дождя, снега или пара обратно на землю.
В учебнике «География 5-6 класс» под редакцией Климановой О. А. поднимается серьезный вопрос, над которым предлагаем подумать и вам. Если вода никуда не исчезает и участвует в бесконечном круговороте, почему возникают проблемы с запасами пресной воды?
Схема круговорота воды представлена на иллюстрации:
Различают несколько видов гидрологических циклов в природе:
1. Мировой, или большой круговорот.
С поверхности океана испаряется вода, превращаясь в водяной пар, и воздушными потоками переносится на материки. В виде дождя, снега и других атмосферных осадков выпадает на землю и стоковыми водами возвращается в океан. При большом круговороте меняется состав и качество воды. Испаряясь, загрязненная вода очищается, а соленая лишается солей и превращается в пресную.
2. Океанический, или малый круговорот. Вода, которая испарилась над поверхностью океана, выпадает в виде осадков снова в океан.
3. Внутриконтинентальный круговорот. Испарившаяся над поверхностью суши вода конденсируется и опять выпадает на сушу в виде дождя, тумана или снега.
В результате ученые не на шутку обеспокоены тем, что изменения климата приведут к еще большей засухе в засушливых районах, а в болотистых и влажных местностях количество осадков увеличится.
Круговорот воды – это не изолированный процесс, а часть глобального биологического круговорота веществ и энергии, о котором можно почитать на странице 123 в учебнике «География 5-6 класс» под редакцией Климановой О. А.
Чтобы наглядно представить круговорот воды, проведите элементарный опыт: стакан с водой плотно накройте пищевой пленкой и в солнечный день поставьте на подоконник. Через некоторое время заметите, как на пленке происходит конденсация жидкости, а затем тяжелые капли, отрываясь от пленки, падают в стакан, напоминая дождь.
Круговорот воды в природе
Окружающий мир невозможно представить без воды. Все живое на планете, будь то человек, растение или простейший организм, содержит в себе не менее 65% влаги. В год население земного шара потребляет 4000 млрд. м³ воды, но благодаря ее круговороту запасы ресурса не уменьшаются.
Что такое круговорот воды в природе
Круговорот водных ресурсов играет роль в поддержании всего живого на плане, ведь вода участвует в биохимических, метаболических процессах клеток всех живых организмов. Древнегреческие мыслители считали, что вода дороже золота, так как она жизненно необходима. Ни один человек не выживет без нее больше 7 дней.
Исследовательские центры изучают космос на наличие планеты с признаками жидкости, потому что там, где находится влага, есть жизнь.
Круговорот воды – это циклический процесс перемещения данного вещества между четырьмя оболочками Земли, в которых природный ресурс принимает различные агрегатные состояния: жидкое, твердое, газообразное.
Оболочки геосферы, в которых циркулирует основа жизни:
Процесс и схема круговорота воды
Способность изменять свое агрегатное состояние является основным элементом в схеме круговорота воды. В любом процессе необходима энергия, в данном случае источником энергии является Солнце.
Этапы гидрологического цикла:
Классификация
Различают большой, малый и континентальный круговороты воды в природе.
Большой (мировой)
В некоторых источниках его называют глобальным круговоротом. Начальное звено – мировой океан, на поверхности которого испаряется влага. Далее идет конденсация пара в облака, тучи. Воздушные массы движут скопления водяного пара на материк, попутно конденсат увеличивается в массе. Когда достигается критическое значение веса молекул, выпадают осадки, которые попадают в стоковые воды и направляются в океан.
Малый (океанический)
Ограничивается океаном, так как испарившаяся вода попадает обратно в мировой океан, не достигнув материка. Характерно, что количество выпавших осадков при этом типе значительно ниже, чем испарившейся влаги. На суше наблюдается обратная ситуация. На материке осадков выпадает больше, чем испаряется, но влага в конечном итоге уходит в океан.
Внутриконтинентальный
Характеризуется перемещением жидкости в пределах суши, когда испарившаяся влага выпадает в виде росы и дождя.
Скорость и время круговорота воды
Атмосферная влага в виде облаков и испарения обновляется каждые 8 дней. В живых организмах процесс обновления жидкости происходит еще быстрее: в организме человека каждые 5 часов, что считается самой быстрой формой водообмена. Обновление проходит через почки, которые являются своеобразным фильтром, избавляющим от лишней влаги.
Горные ледники обновляются с интервалом в 1500 лет, однако в связи с глобальным потеплением с каждым годом этот процесс ускоряется. Полярному льду для обновления требуется 10000 лет. Мировой океан проходит гидролитический цикл за 2400 лет.
Влияние круговорота воды на живую и неживую природу
Перемещение влаги между сферами Земли является связующим звеном, без которого невозможно существование жизни. Отсутствие приведет к дегидратации живых существ и их гибели. Не стоит забывать, что именно первый этап круговорота воды – испарение, обеспечивает человека питьевой водой.
В процессе круговорота переносятся необходимые микроэлементы, способствующие нормальному функционированию метаболических процессов организмов.
Круговорот влияет и на особенности климата определенной географической местности. Если бы водные ресурсы не перемещались по земному шару, то многие отдаленные от океана районы стали бы непригодными для существования живых организмов.
Человек также оказывает влияние на цикличное перемещение водных ресурсов. Из-за создания искусственных водоемов, водохранилищ, часть воды на долгое время выпадает из естественного круговорота.
Круговорот воды в природе — Окружающий мир
Объем гидросферы и свойства воды
Внешняя оболочка Земли представляет собой биосферу, включающую в себя воздушную часть (атмосферу), твердую (литосферу) и водную (гидросферу) части. В гидросферу входят все водные ресурсы планеты. Она занимает промежуточное положение между литосферой и атмосферой и постоянно взаимодействует с ними.
С точки зрения физики, чистая вода — это бесцветная и безвкусная жидкость, состоящая из водорода и кислорода. В гидросфере пребывает в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном.
Она способна:
Планета Земля на три четверти покрыта водой, из-за этого ее часто называют голубой. Вся ее совокупность составляет примерно полтора миллиарда кубических километров. Основная часть воды в жидком состоянии (более 96%) сосредоточена в морях и океанах и является горько-соленой. Общая площадь Мирового океана в 2,5 раза превышает территорию всей суши.
На долю пресной поверхностной жидкости озер, рек, болот и других водоемов приходится меньше 3%, что составляет 90 млн кубометров. Грунтовые воды и так называемых подземные моря в глубине земли могут быть как пресными, так и солеными (минеральными).
Хранилищами льда и снега являются ледники. Огромные запасы пресной воды в твердом состоянии находятся в труднодоступных местах. В основном они сосредоточены в Антарктиде и Гренландии в виде ледниковых природных образований и айсбергов в Арктике. Ледники содержат более 24 млн м3 воды. Для сравнения — это объем жидкости, который будет иметь сток всех рек Земли за 500 лет. Если этот лед в воображении распределить по всей поверхности планеты, то получится слой толщиной в 53 метра.
Распределение по объему гидросферы всех водных запасов (в кубических километрах):
В газообразном состоянии вода находится в виде облаков, имеющих разную форму в зависимости от высоты, на которой образовались. Облака образуются при охлаждении водяного пара, который растекается и формирует рыхлую массу, насыщенную капельками жидкости. В самых высоких облаках могут быть кристаллики льда.
Круговорот как гидрологический цикл
Благодаря уникальной способности воды легко превращаться в любую форму (газообразную, твердую или жидкую) стало возможным непрерывное перемещение водных масс через атмосферу из океана на сушу и обратно. Этот процесс получил название мирового круговорота воды. Основная роль в его механизме отводится тепловой энергии Солнца и силе тяжести.
При нагревании океана под воздействием солнечного тепла со всей его поверхности испаряется и поднимается в атмосферу влага. Там происходит охлаждение и превращение ее в жидкость, капельки которой формируют облака и тучи. Под действием силы притяжения одна часть сконденсированных в атмосфере водяных паров возвращается в океан разными видами осадков.
Другая часть передвижением воздуха (ветрами) относится на сушу, пополняет запасы грунтовых жидкостей и увлажняет почву. Жидкость из почвы частично стекает в водоемы, а частично поглощается растениями, которые потом испаряют ее поверхностью листьев. Реки постепенно переносят полученную из атмосферы воду в Мировой океан. Это очень важный этап, регулирующий речной сток. Если бы его не было, то реки наполнялись бы только на короткое время выпадения дождей или при таянии горных снегов. В итоге процесс замыкается и повторяется, т. е. является цикличным.
Можно сказать, что круговорот воды в природе происходит как гидрологический цикл по схеме: океан — атмосфера — суша — океан. Он представляет собой замкнутую цепь, каждое из звеньев которой имеет свои особенности. Речное, озерное и океаническое характеризуется испарением жидкости с поверхности водоемов. Почвенному присуще не только испарение, но и перемещение водных пластов. Роль атмосферного звена сводится к накоплению и переносу водяных паров.
Доля биологического звена невелика, но оно отличается сложностью и многообразием происходящих в нем процессов. Вся жидкость, потребляемая людьми в процессе хозяйственной и бытовой деятельности, в итоге возвращается в общую схему круговорота воды в природе. Самым значительным звеном является океаническое, на его долю приходится ¾ всех осадков на планете.
Основные понятия
О глобальном значении воды написано очень много научных трудов. И по сей день она остается предметом наблюдений, исследований, изучений и даже споров. Но все ученые сходятся в едином мнении – вода бесценный и незаменимый ресурс. Она проникает во все процессы и организмы, существующие на планете, тем самым обеспечивая их полноценное функционирование и делает их живыми.
О происхождении живительной влаги спорят до сих пор. Ученые разделились на два лагеря, придерживающихся двух противоположных теорий – земной горячей и космической холодной. Последняя описывает процесс происхождения воды из куска льда. Несколько миллиардов лет назад на поверхность планеты падали метеориты и кометы, которые принесли с собой органические соединения и влагу. По мнению приверженцев теории, в том месте, где сейчас находится Тихий океан, упал огромный ледяной астероид. Постепенно он таял, и влага из него распространялась по поверхности Земли.
Земная горячая теория основывается на том, что все началось с огромного по размерам газопылевого облака. В нем влага удерживалась с помощью пылевых частиц при высокой температуре – свыше 600 градусов по Цельсию. Затем начался процесс остывания этого облака, и вода стала выделяться и в дальнейшем испаряться.
Гидрологический цикл или круговорот воды в природе – это процесс регулярного перемещения жидкости в мировом пространстве, а его изучение позволило понять механизм действия: энергия Солнца воздействует на поверхность земли и океана, влага, нагреваясь, преобразуется в пар, молекулы которого поднимаются в атмосферу и концентрируются в виде облаков. Попадая в зоны с холодной температурой, молекулы конденсируются и выпадают вниз в виде осадков. Так под влиянием солнечной энергии и охлаждения процесс бесконечно повторяется.
Виды явления
Все составляющие водообмена на планете объединяются глобальным или большим кругооборотом воды. Он обеспечивает поступление воды буквально в каждую частичку земного шара и ее непрерывное обновление, т. е. полную смену за фиксированный отрезок времени. Этот параметр варьируется от 12 дней у рек до 10 тыс. лет у полярных ледников. Быстрее всего процесс происходит в живых организмах, например, в организме человека полный водообмен совершается за 8 часов.
Цикл большого круга не замкнут, так как часть жидкости теряется навсегда в верхних слоях атмосферы. Под воздействием солнечных лучей молекулы воды распадаются на водород и кислород и уходят в космос. В то же время объем гидросферы не уменьшается за счет дополнительного притока воды из недр земли через тектонические трещины.
Большой и малый круг
Большой круг разделяется на два малых: океанический и континентальный. Океаны — основные поглотители солнечного тепла и поставщики водяного пара, именно над ними происходит океанический водообмен. На сегодня его объем сопоставим с шестью такими водоемами, как Каспийское море. Количество жидкости в океанах меняется в процессе развития планеты. Остается неизменным только тот факт, что не вся испарившаяся с их поверхности жидкость возвращается.
Часть ее переносится на континенты и выпадает в виде осадков на сушу. Так возникает континентальный круговорот. Его начальный объем зависит от характеристик материка, над которым он происходит. Чем больше размер территории и выше горные массивы, тем больше океанической влаги оседает на континенте. Максимальный размер у водооборота Евразии, минимальный — у Австралии. За время своего существования малый кругооборот менялся, иногда значительно и скачкообразно.
Геологический водообмен
Отдельное явление — геологический круговорот. Он происходит при непрерывном водообмене между сушей, океаном и недрами планеты в зонах тектонических сдвигов, рифтовых трещин и желобов. В одной из таких трещин находится самое глубокое континентальное озеро на земном шаре — Байкал, в нем сосредоточено 50% всех мировых запасов пресной воды. Другая пересекает весь Атлантический океан.
Желоба располагаются в Тихом океане на всем протяжении от Камчатки до Индонезии. В них находится очень горячая жидкость из глубин земли, которая может вступать в реакции с холодными придонными слоями. В результате содержащиеся в воде примеси выпадают в осадок. Он образует конусы высотой в десятки метров. Сильно нагретая вода из глубоководных источников, вырываясь на поверхность, похожа на извержение маленьких вулканов с белым или черным дымом над ними. В итоге жидкость, ушедшая в глубину вместе с горными породами из-за различных геологических процессов, восполняется.
Виды круговорота воды
Различают следующие типы процесса:
Схема большого и малого круговоротов воды
Описание темы для детей
Откуда берутся дождевые тучи, почему реки не пересыхают, может ли человек прожить без воды — все эти вопросы рано или поздно возникают у любого ребенка. Дошкольникам такую сложную вещь, как водообмен, нужно объяснять кратко, лучше в игровой форме. Обязательно обратить внимание, что правильное название — именно круговорот, а не водоворот воды в природе. Чтобы было понятнее, сначала желательно рассказать о каждой стадии явления и познакомить с такими определениями: конденсация, испарение, перенос воды, осадки.
Форму подачи информации можно выбрать соответственно характеру и интересам ребенка. Например, придумать или найти в интернете сказку о приключениях принца Капитошки и его подружек капелек. Если ребенок хорошо воспринимает наглядную картинку, можно нарисовать или распечатать схематический лэпбук по этой теме или сделать своими руками макет из подручных материалов.
А еще лучше вместе поставить интересный эксперимент. Чтобы создать элементарную модель круговорота понадобятся: большой полиэтиленовый пакет на застежке или стеклянная банка, цветные водостойкие маркеры, скотч и собственно вода. Для красоты в нее можно добавить акварельной краски или пищевого красителя. Можно приступать к опыту:
С банкой опыт можно продолжить, понаблюдав за изменением уровня воды в ней при закрытой или открытой крышке. Ребенку постарше можно рассказать, что мир в закрытой банке — простейшая модель замкнутой системы, каковой, собственно, и является наша планета.
Влияние человека
Круговорот воды является исключительно важным свойством гидросферы, так как только благодаря ему общее количество этой жидкости на Земле почти не уменьшается, делая ее возобновимым ресурсом. За последние пару сотен лет существенно возросло значение хозяйственной деятельности человека в круговороте воды. Динамичное развитие промышленности, бесконтрольная вырубка лесов, орошение и осушение земель, освоение обширных участков земли для сельскохозяйственных нужд, возведение огромных плотин, затопление больших территорий водохранилищами — все это мало повлияло на общий объем гидросферы, но сильно затронуло отдельные гидрологические процессы.
Изменился сток рек, значительная часть воды надолго выпадает из общего круговорота. Даже появился термин — безвозвратно изъятая вода. Она, конечно, не исключается полностью из водообмена, но может возвращаться с большой задержкой и на совершенно другое место. Сбрасывание в водоемы даже небольшого количества сточных вод приводит к загрязнению огромных объемов. Поэтому сейчас самым важным является вопрос водной экологии, а не ее физической нехватки.
Круговорот воды в природе
– это непрерывное перемещение воды под воздействием солнечной энергии и силы тяжести. Значение круговорота воды велико, так как он не только объединяет все части гидросферы, но и связывает между собой все оболочки Земли (атмосферу, литосферу, биосферу и гидросферу).
Вода во время круговорота может быть в трех состояниях: жидком, твердом, газообразном. Она переносит огромное количество веществ, необходимых для жизни на Земле.
Под действием солнечных лучей Мировой океан и суша нагреваются. В результате этого вода переходит из жидкого состояния в газообразное (пар) и поднимается вверх. Океан поставляет 86 % влаги в атмосферу, и лишь 14 % парообразной влаги образуется за счет испарений с суши. Вода, испаряющаяся с поверхности океана, является пресной. Таким образом, океан можно считать колоссальной фабрикой пресной воды, без которой невозможно существовать жизни на Земле. Известно, что с высотой температура в атмосфере понижается. Пары воды, встречаясь со всеми более холодными слоями воздуха, начинают остывать и образовывать облака. На суше испарение воды идет не только с поверхности ручьев, рек и озер. Пары воды попадают в атмосферу и в результате вулканической деятельности, и испаряются поверхностью растений.
Часто воды, испарившиеся с океана, возвращаются в него в виде осадков, которые выпадают из облаков, расположенных над морями и океанами. Так происходит малый круговорот воды
в природе (рисунок 1).
Рис. 1. Схема малого круговорота воды
При большом круговороте воды
в природе часть облаков под воздействием ветра переносится на материк (рисунок 2).
Там из них тоже могут выпадать осадки в жидком или твердом виде. Часть атмосферных осадков попадает в реки. Они, впадая друг в друга, в конечном счете, несут воды в моря Мирового океана или в замкнутые водоемы типа Каспийского или Аральского морей, восполняя их потери при испарении. Другая часть воды, выпавшая на землю в виде атмосферных осадков, просачивается вниз с поверхности суши и с подземными водами стекает опять в Мировой океан или реки. Это очень важный этап в круговороте воды, так как он регулирует речной сток во времени. Если бы его не было, вода в реках была бы лишь в кратковременные периоды выпадения осадков или таяния снегов.
Третья часть воды, выпавшая на землю в виде осадков, может проникать в почву, а оттуда подниматься по корням растения и испаряться через листья. Этот этап круговорота очень важен для растений, так как с водой из почвы через корни поступают растворенные минеральные вещества, необходимые для жизнедеятельности растений.
Рис. 2. Схема большого круговорота воды
На приведенных схемах (рис. 1, 2):
z – слой испарения (индекс «о» – относится к океану, индекс «с» – относится к суше), представляющий собой отношение полного объема испарившейся воды ( ) к площади земного шара ( ), мм.
х, y – обозначают, соответственно, слои осадков и стока, которые рассчитываются также через отношение объемов к площади земного шара.
Уравнение водного баланса для океана:
Уравнение водного баланса для суши:
Решая совместно уравнения 2 и 3 можно получить уравнение мирового водного баланса
При исследованиях гидрологических процессов на суше важно учитывать, что суша подразделяется на две области:
— область внешнего стока (80 % суши), откуда осадки поступают в Мировой океан и которая дренируется крупнейшими реками мира.
— область внутреннего стока (20 %), являющаяся бессточной, не дающей стока в Мировой океан, например: бассейны Каспия, Арала, Балхаша, пустыни Гоби, Сахара, Калахари, и т.д. Есть там и крупные реки: Волга, Амударья [1].
Главный водораздел земного шара делит всю сушу на два склона:
1) со стоком в Атлантический и Северный Ледовитый океаны (60% суши) и
2) со стоком в Тихий и Индийский океаны.
Водораздел проходит по Америке от мыса Горн по Андам до Берингова пролива, затем по восточному нагорью Азии в широтном направлении и продолжается вдоль восточной окраины Африки и её южной оконечности [1].
Не вся вода возвращается с суши в океан одновременно. В процессе круговорота воды в природе происходит постепенное обновление вод во всех частях географической оболочки:
— подземные воды обновляются за сотни, тысячи и миллионы лет;
— покровные ледники – за несколько тысяч лет (в Антарктиде – за десятки миллионов лет);
— воды Мирового океана – за 2,5-3 тыс. лет;
— замкнутые бессточные озера – за 200-300 лет;
— проточные озера – за несколько лет;
— реки – за 12-15 суток;
— водяной пар атмосферы – за 8 суток;
— вода в организмах – за несколько часов.
Существенную роль в круговороте воды в природе с недавних пор стала играть деятельность человека. Уничтожение лесов, осушение и орошение земель, создание водохранилищ и плотин, расходование воды на хозяйственные нужды – все это в значительной мере изменило гидрологические процессы на Земле. И хотя хозяйственная деятельность мало повлияла на общий объем гидросферы, она заметно влияет на отдельные ее части. Сток одних рек уменьшился, других – увеличился, изменилось внутригодовое распределение стока.
В результате изъятия воды из вод суши во многих районах мира возросло испарение, потому что именно на испарение идет значительная часть воды, изымаемой человеком из источников. Часть воды, которую потребляет человек и которая входит в состав производимой им продукции, надолго выпадает из всеобщего круговорота, поэтому ее называют «безвозвратно изъятой». Этот термин, конечно, достаточно условен, так как эта вода не исключается полностью, но ее возвращение может произойти с большой задержкой во времени и на совершенно другой территории.
Другой проблемой является загрязнение большого объема вод в результате хозяйственной деятельности человека. Именно угроза загрязнения водных масс представляет сейчас главную опасность, гораздо большую, чем угроза физической нехватки воды. Загрязненная вода, поступающая в ходе круговорота воды в Мировой океан ведет к гибели живых организмов и нарушению биологического равновесия.