Condiții de bază ale ciclului apei în natură. Ciclul apei în natură
Rolul apei în procesele care au loc în biosferă este enorm. Fără apă, metabolismul în organismele vii este imposibil. Odată cu apariția vieții pe Pământ, ciclul apei a devenit relativ complex, deoarece fenomenul simplu de evaporare fiziologică a fost completat de procesul mai complex de evaporare biologică (transpirație), asociat cu viața plantelor și animalelor.
Pe scurt, ciclul apei în natură poate fi descris după cum urmează. Apa ajunge la suprafața Pământului sub formă de precipitații, care se formează în principal din vaporii de apă care intră în atmosferă ca urmare a evaporării fizice și a evaporării apei de către plante. O parte din această apă se evaporă direct de la suprafața corpurilor de apă sau indirect prin plante și animale, în timp ce cealaltă hrănește apele subterane.
Natura evaporării depinde de mulți factori. Astfel, dintr-o unitate de suprafață dintr-o zonă de pădure se evaporă semnificativ mai multă apă decât de pe suprafața unui corp de apă. Odată cu scăderea acoperirii vegetale, scade și transpirația și, în consecință, cantitatea de precipitații.
Debitul de apă în ciclul hidrologic este determinat de evaporare, nu de precipitații. Capacitatea atmosferei de a reține vaporii de apă este limitată. O creștere a ratelor de evaporare duce la o creștere corespunzătoare a precipitațiilor. Apa continuta in aer sub forma de vapori in orice moment corespunde unui strat mediu de 2,5 cm grosime, distribuit uniform pe suprafata Pamantului. Cantitatea de precipitații care cad pe an este în medie de 65 cm. În consecință, vaporii de apă din frontul atmosferic circulă de aproximativ 25 de ori anual (o dată la două săptămâni).
Conținutul de apă din corpurile de apă și din sol este de sute de ori mai mare decât în atmosferă, dar curge prin primele două fonduri cu aceeași viteză. Timpul mediu de transport al apei în faza sa lichidă pe suprafața Pământului este de aproximativ 3650 de ani, de 10.000 de ori mai lung decât timpul de transport al acesteia în atmosferă. Oamenii în procesul de activitate economică au un impact puternic pe baza ciclului hidrologic - evaporarea apei.
Poluarea corpurilor de apă și, în primul rând, a mărilor și oceanelor cu produse petroliere agravează brusc procesul de evaporare fizică și scăderea suprafeței pădurii - transpirație. Acest lucru nu poate decât să afecteze natura ciclului apei în natură.
Ciclurile globale de nutrienți de importanță vitală se despart în biosferă în multe cicluri mici limitate la habitatele locale ale diferitelor comunități biologice. Ele pot fi mai mult sau mai puțin complexe și, în grade diferite, sensibile la diferite tipuri de influențe externe. Dar natura a decretat că, în condiții naturale, aceste cicluri biochimice sunt „tehnologii exemplare fără deșeuri”. Ciclicitatea acoperă 98-99% din nutrienți și doar 1-2% se duce nici măcar la risipă, ci la rezerva geologică.
Spre deosebire de transferul simplu - mișcarea elementelor minerale în ciclul mare - în ciclul mic cele mai importante momente sunt sinteza și distrugerea compușilor organici. Aceste două procese care stau la baza vieții se află într-o anumită relație, ceea ce constituie una dintre trăsăturile sale principale.
Proprietățile unice ale materiei vii și funcțiile sale biogeochimice, manifestate în capacitatea de a transforma gaze și de a concentra elemente chimice, explică capacitatea sa de a efectua lucrări geochimice pe planetă, care sunt grandioase ca amploare și consecințe.
După cum sa menționat mai sus, baza funcționării sistemului natural (NS) sunt conexiunile energetice și materiale. Substanța din PS se mișcă într-un cerc vicios, formând un ciclu biogeochimic .
Pe drumul de la autotrofe la heterotrofe, nutrienții pot intra în așa-numitele fonduri de rezerva, fel de rezervoare de decantare. Substanțele de aici sunt inactive și suferă doar transformări minerale care nu sunt asociate cu materia vie. Astfel de fonduri de rezervă sunt, de exemplu, zăcămintele de cărbune și depozitele de roci carbonatice de pe fundul mării. Fondurile de rezervă mai pot fi considerate rezerve de lemn în ecosistemele forestiere, zăcăminte de turbă, gunoi forestier, humus, rezerve de carbon sub formă de dioxid de carbon din atmosferă, hidrosferă, sol, elemente chimice dizolvate în ape și apele în sine.
În ceea ce privește viteza de mișcare a materiei și stabilitatea, fondurile de rezervă sunt eterogene. În limitele fondului de rezervă, se poate identifica o masă de materie care este ușor accesibilă organismelor vii. O astfel de materie, de regulă, este concentrată în geosfere foarte mobile, în care fluxurile de materie se mișcă mult mai energetic decât în restul fondurilor de rezervă. Această substanță are șanse mult mai mari de a fi implicată în lanțurile trofice biologice. Această masă de substanță se numește fond de schimb.
Fondurile de rezervă ale atmosferei, hidrosferei și biosferei sunt de obicei ușor accesibile, materia este ușor extrasă din ele și la fel de ușor returnată la ele, prin urmare procesele care au loc aici sunt relativ stabile. Este mult mai dificil să extragi materie din fondul ciclului sedimentar (din litosferă). Prin urmare, procesele care au loc cu participarea acestui fond sunt mai puțin active și instabile. Aici, intrarea în rezervă se desfășoară într-un ritm mai rapid decât extragerea din aceasta. Procesul de extragere și returnare a unei substanțe în fondurile de rezervă face parte din ciclurile biogeochimice.
În procesul de evoluție, ciclurile biogeochimice au căpătat un caracter aproape închis, circular. Datorită acestui fapt, se menține o anumită constanță, echilibru dinamic al compoziției, cantității și concentrației substanțelor implicate în ciclu. În același timp, din cauza închiderii incomplete a ciclului biologic, azotul și oxigenul se acumulează în atmosferă, compușii de carbon (petrol, cărbune, gaz) se acumulează în scoarța terestră și diverse săruri se acumulează în ocean.
Datorită mobilității mari a atmosferei și a prezenței unui mare fond de schimb în ea, unele cicluri (oxigen, carbon, azot) au capacitatea de a se autoregla rapid. De exemplu, concentrațiile locale rezultate de dioxid de carbon se disipează rapid și sunt absorbite mai repede de vegetație.
Ciclurile care au loc în modul ciclurilor sedimentare (turnurile de sulf, fosfor, fier) sunt mai puțin active și puțin reglate. Cea mai mare parte a acestor substanțe este concentrată în litosfera sedentară.
Atât ciclurile geologice, cât și cele biologice sunt caracterizate de ireversibilitate. În ele sunt introduse neapărat elemente noi, condiții noi, ritmuri diferite și legături de cicluri. Acumulându-se constant, aceste diferențe cu fiecare nou ciclu duc la schimbări vizibile chiar și în sistemele biologice. Unele elemente ies periodic din ciclu și persistă o dată sau alta în fundături, ceea ce duce la dezvoltarea biosferei.
Întrebări de control
Apa este cea mai comună substanță din biosferă. Ciclul apei în natură este un proces închis continuu de mișcare a apei între hidrosferă, atmosferă și litosferă de pe Pământ. Acest lucru devine posibil datorită capacității apei de a-și schimba starea. Pe planeta noastră, apa există în trei stări de agregare - solidă, lichidă și gazoasă.
Principalele rezerve de apă sunt apele sărate ale mărilor și oceanelor (97%). Doar 3% din apa totală din hidrosferă este proaspătă. Mai mult, 70% din apa dulce se află în stare solidă în ghețari (2,24%). Apele subterane reprezintă 0,61% din apa dulce, iar apele lacurilor, râurilor și, respectiv, umiditatea atmosferică reprezintă 0,016%, 0,0001% și 0,001%. Datorită circulației continue a apei pe glob, cantitatea ei totală rămâne constantă.
Ciclul apei se realizează datorită evaporării, mișcării vaporilor de apă în atmosferă, condensării acestuia, precipitațiilor și prezenței apelor uzate. Ciclul începe cu evaporarea apei de pe suprafața subiacentă a rezervoarelor. Cu curenții de aer, vaporii de apă se deplasează dintr-o zonă în alta. Cea mai mare parte a apei se evaporă de la suprafața Oceanului Mondial și se întoarce înapoi prin condensare sub formă de precipitații. O proporție mai mică de apă evaporată este transferată pe pământ de curenții de aer. Volumul de apă care se evaporă pe uscat și este transportat de curenții de aer în ocean este nesemnificativ. Astfel, în timpul evaporării, mările și oceanele pierd semnificativ mai multă apă decât primesc din precipitații pe uscat, este invers. Dar apa râului curge constant în mările și oceanele de pe continente. Acest lucru asigură un volum constant de apă pe planetă.
Datorită proceselor de condensare a umezelii, au loc precipitații. O parte din umiditatea din precipitațiile atmosferice se evaporă, în timp ce unele formează scurgeri și rezervoare temporare sau permanente. O anumită fracțiune de masă de umiditate din precipitațiile atmosferice se infiltrează în sol, formând apele subterane.
În natură, există mai multe tipuri de cicluri ale apei în funcție de locul unde umiditatea s-a evaporat și de unde au căzut precipitațiile. Există cicluri mari (globale) și mici (oceanice și continentale). Cu un ciclu mare, vaporii de apă formați peste mări și oceane sunt transportați de curenții de aer către continente, se condensează acolo cu precipitații, iar umiditatea intră din nou în ocean sub formă de scurgere. Acest tip de ciclu este însoțit de o schimbare a calității apei, deoarece prin evaporare, apa sărată devine proaspătă, iar apa murdară este purificată.
În procesul micului ciclu oceanic, vaporii de apă formați peste ocean suferă condensare și revin în ocean sub formă de precipitații. Micul gir intracontinental este condensarea apei evaporate pe suprafața pământului și precipitațiile ulterioare pe continente. Etapa finală a micului gir continental este și Oceanul Mondial.
Viteza de transport a apei în diferite state este diferită, la fel ca intervalele de timp ale consumului de apă și timpul de reînnoire a acesteia sunt diferite. Cea mai mare rată de schimb de apă este în organismele vii (câteva ore). În ghețarii din regiunile polare, ciclul apei continuă de mii de ani. Apele Oceanului Mondial sunt complet reînnoite în 2,7 mii de ani.
Importanța ciclului apei
Rolul său în natură este foarte este greu de supraestimat. La urma urmei, nu numai că conectează toate părțile hidrosferei, dar combină și celelalte învelișuri ale planetei noastre: biosfera, litosfera și hidrosfera însăși. În timpul circulației, apa există în trei stări principale: lichid, gazos și solid.
În plus, apa, după cum se știe, transportă o mare varietate de substanțe, fără de care viata este imposibila. La urma urmei, fără apă, nimic nu ar exista pur și simplu pe Pământ.
Datorită ciclului apei, corpurile de apă ale planetei nu vor fi niciodată nu deveni superficial, echilibrul de apă din ele este întotdeauna stabil.
![](https://i0.wp.com/s2.travelask.ru/system/images/files/000/362/695/wysiwyg/boss-fight-stock-images-photos-free-water-calm-lake.jpg)
Etapele ciclului apei
Mările pierd mai multă apă prin evaporare decât primesc prin precipitații. Dar pe uscat situația este inversă. În același timp, ciclul de circulație a apei nu se oprește și se menține cantitatea totală a acesteia. neschimbat.
![](https://i1.wp.com/s2.travelask.ru/system/images/files/000/362/696/wysiwyg/Emerald-landscape.jpg)
Ciclul în sine constă din următoarele procese principale:
- totul începe cu evaporarea apei. Soarele încălzește încet apa din mări și oceane. Se evaporă și devine BAC. Același lucru se întâmplă și pe uscat;
- vapor de apă se deplasează cu masele de aer până ajunge într-o zonă cu suficientă temperatura scazuta;
- rezultatul este condensarea umezelii in nori. Acești nori se mișcă, iar picăturile de apă din ei se amestecă și încep crește;
- in cele din urma, cade precipitatii.
Precipitațiile în sine pot fi variate (ploaie, zăpadă, grindină...). Apa căzută din nou umple rezervoarele pământului, hrănește plantele și susține viața. Apoi procesul repetă din nou.
![](https://i1.wp.com/s1.travelask.ru/system/images/files/000/362/698/wysiwyg/clouds-2085112_1920.jpg)
Recent, apa a început să joace un rol important în ciclul apei. activitati umane. Dezvoltarea industriei, defrișările, arătura suprafețelor excesiv de mari, drenarea terenurilor, construcția de baraje și rezervoare, utilizarea neînțeleaptă a apei - toate acestea au afectat funcționarea proceselor hidrologice ale Pământului.
Cu toții ar trebui tratează apa cu mare atenție și o folosește corect, altfel lipsa de apă și poluarea sunt inevitabile.
Ciclul apei este cel mai important proces care are loc pe planeta noastră, care oferă viață tuturor ființelor vii, de la animale mici și plante până la oameni. Apa este necesară pentru existența tuturor organismelor fără excepție. Ia parte la multe procese chimice, fizice și biologice. Apa acoperă 70,8% din suprafața Pământului și alcătuiește hidrosfera - parte a biosferei. Învelișul de apă este format din mări și oceane, râuri și lacuri, mlaștini și apă subterană, rezervoare artificiale, precum și permafrost și ghețari, gaze și vapori, adică hidrosfera include toate corpurile de apă care se află în toate cele trei stări (gazoasă, lichidă). sau solidă).
Sensul ciclului
Importanța ciclului apei în natură este foarte mare, deoarece datorită acestui proces are loc interacțiunea și funcționarea deplină a atmosferei, hidrosferei, biosferei și litosferei. Apa este sursa vieții, dând tuturor ființelor vii șansa de a exista. Transportă elemente esențiale pe tot Pământul și asigură funcționarea deplină a tuturor organismelor.
În sezonul cald și sub influența radiației solare, apa începe să se transforme în abur, transformându-se în a doua stare (gazoasă). Lichidul care intră în aer sub formă de abur este proaspăt, motiv pentru care apele Oceanului Mondial sunt numite „fabrica de apă dulce”. Ridicându-se mai sus, aburul întâlnește curenți de aer rece, din care se transformă în nori. Destul de des, lichidul evaporat se întoarce în ocean sub formă de sediment.
Oamenii de știință au introdus conceptul „Marele Ciclu al Apei în Natură” unii numesc acest proces Ciclul Mondial. Concluzia este aceasta: lichidul se adună peste apele oceanului sub formă de precipitații, după care unele se deplasează pe continente. Acolo, precipitațiile cad pe pământ și, cu ajutorul apelor uzate, revin în oceane. Conform acestei scheme, apa este transformată din sare în proaspătă și invers. Un fel de „livrare” de apă poate fi efectuată în prezența unor procese precum evaporarea, condensarea, precipitarea și scurgerea apei. Să aruncăm o privire mai atentă asupra fiecărei etape a ciclului apei din natură:
- Evaporare - acest proces implică transformarea apei dintr-o stare lichidă în stare gazoasă. Acest lucru se întâmplă atunci când un lichid este încălzit, după care se ridică în aer sub formă de vapori (se evaporă). Acest proces are loc în fiecare zi: pe suprafețele râurilor și oceanelor, mărilor și lacurilor, ca urmare a transpirației unei persoane sau a unui animal. Apa se evaporă în mod constant, dar o poți vedea doar când este caldă.
- Condensul este un proces unic care face ca aburul să se transforme înapoi într-un lichid. În contact cu curenții de aer rece, aburul eliberează căldură și apoi se transformă în lichid. Rezultatul procesului poate fi văzut sub formă de rouă, ceață și nori.
- Precipitații - ciocnind între ele și trecând prin procese de condensare, picăturile de apă din nori devin mai grele și cad pe pământ sau în apă. Datorită vitezei lor mari, nu au timp să se evapore, așa că vedem adesea precipitații sub formă de ploaie, zăpadă sau grindină.
- Scurgerea apei - căzând pe pământ, unele precipitații sunt absorbite în sol, altele se varsă în mare, iar altele hrănesc plante și copaci. Restul lichidului se acumulează și este livrat în apele Oceanului Mondial folosind apele uzate.
Luate împreună, etapele de mai sus constituie ciclul apei în natură. Starea lichidului este în continuă schimbare, iar energia termică este eliberată și absorbită. Oamenii și animalele participă și ei la un proces atât de complex prin absorbția apei. Impactul negativ al umanității este cauzat de dezvoltarea diferitelor domenii ale industriei, crearea de baraje, lacuri de acumulare, precum și distrugerea pădurilor, drenarea și irigarea terenurilor.
Există și cicluri mici ale apei în natură: continentală și oceanică. Esența acestui din urmă proces este evaporarea, condensarea și precipitarea direct în ocean. Un proces similar poate avea loc pe suprafața pământului, numit în mod obișnuit ciclul mic al apei continentale. Într-un fel sau altul, toate precipitațiile, indiferent de locul în care cad, cu siguranță revin în apele oceanului.
Deoarece apa poate fi lichidă, solidă și gazoasă, viteza de mișcare depinde de starea ei de agregare.
Tipuri de ciclu al apei
În mod convențional, putem numi trei tipuri de ciclu al apei:
- Circulația mondială. Peste Oceanul Mondial se formează aburi mari. Ridicându-se în sus, este transportat către continent de curenții de aer, unde cade sub formă de ploaie sau zăpadă. După aceasta, se întoarce din nou în ocean prin râuri și apele subterane.
- Mic. În acest caz, aburul se formează peste ocean și cade direct în el ca precipitații după ceva timp.
- Continental. Acest ciclu se formează chiar în interiorul continentului. Apa din pământ și din rezervoarele interioare se evaporă în atmosferă, apoi după un timp revine pe pământ sub formă de ploaie și zăpadă
Astfel, ciclul apei este un proces în urma căruia apa își schimbă starea, este purificată și este saturată cu noi substanțe. Ciclul permite funcționarea tuturor formelor de viață. Datorită faptului că apa este în continuă mișcare, ea acoperă întreaga suprafață a planetei.
Diagrama ciclului apei în natură
Video educațional despre ciclul apei în natură
Ciclul apei în natură pentru copii - aventura unei picături
Care este semnificația ciclului global al apei în natură, veți afla din acest articol.
Importanța ciclului apei în natură
Cum are loc ciclul apei?
Pământul și oceanele sunt încălzite de razele soarelui. Ca rezultat, apa trece de la o stare lichidă la o stare gazoasă, adică abur, și se ridică în sus. Oceanul furnizează până la 86% din umiditate atmosferei și doar 14% din umiditatea vaporoasă este obținută prin evaporarea de pe uscat. Apa care se evaporă de la suprafață este proaspătă. Se poate argumenta că oceanul este o fabrică colosală de apă dulce. Și fără el, viața pe planetă ar fi imposibilă. Odată cu altitudinea în atmosferă, temperatura scade și vaporii de apă, întâlnind straturile reci de aer, se răcesc și încep să formeze nori. Rețineți că pe uscat, apa se evaporă din râuri, lacuri, pâraie și suprafața plantelor. Adesea, apa care s-a evaporat din ocean este returnată prin precipitațiile care cad din nori peste oceane și mări. Alți nori sunt transportați de vânt pe continent. Acolo, precipitațiile pot cădea sub formă solidă sau lichidă. O particulă de precipitații atmosferice cade în râuri, care, într-un fel sau altul, își duc apele către Oceanul Mondial, sau către Marea Aral sau Marea Caspică. O altă apă care cade pe pământ sub formă de precipitații atmosferice se scurge de la suprafața pământului și curge din nou prin apele subterane în Oceanul Mondial. Aici ciclul începe iar și iar. Într-un alt caz, precipitațiile care cade în sol intră în corpul plantei prin sistemul radicular. De acolo se evaporă prin frunze în atmosferă.
Care este importanța ciclului apei în natură?
În natură, importanța ciclului apei este foarte mare. Nu numai că unește părți ale hidrosferei, dar conectează toate învelișurile planetei între ele: hidrosfera, litosfera, atmosfera și biosfera. În timpul ciclului, apa apare în 3 stări: solidă, lichidă, gazoasă. Transportă un număr mare de substanțe care sunt necesare vieții pe planetă. Ciclul apei reglează debitul râului în timp. Fără el, râurile ar avea apă doar în perioadele de topire a zăpezii sau precipitații. Acest proces este important și pentru plante, deoarece substanțele minerale dizolvate și vitaminele le sunt furnizate din sol și apă.