какую роль играет деятельность человека в круговороте воды
Круговорот воды в природе — виды круговорота и его значение для нашей планеты
Круговорот воды в природе — жизнь, может быть и есть, только там где есть вода …
Круговорот воды в природе — что это …
Круговорот воды в природе — это непрерывное циклическое движение воды в гидросфере Земли. В течении этого движения вода переходит из одного агрегатного состояния в другое. Двигателем — донором энергии круговорота воды является Солнце, а главным «поглотителем» — акцептором энергии и поставщиком водяного пара в атмосферу Мировой океан.
Про гидросферу Земли подробно читайте в нашем материале Гидросфера — водная оболочка Земли.
Гидрологический цикл …
Уникальная способность воды быть в естественных природных условиях в трех состояниях — твердом, жидком и парообразном, является одним из главных факторов благодаря которому и существует Круговорот воды в природе.
Какие водные ресурсы участвуют в круговороте воды
В круговороте воды участвуют все водные ресурсы Земли, за исключением вод связанных в кристаллических решетках минералов и вод, погребенных в глубинах крупных ледников, но и это исключение лишь временное.
В круговороте воды, в то числе, активное участие принимают ледники, которые концертируют в себе значительные объемы воды в твердом состоянии (лед). В дальнейшем, какая то часть этих «запасов» вновь возвращается в жидкое состояний.
Приведем для Круговорота воды ещё одно определение из авторитетного источника.
Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
Круговорот воды в природе (влагооборот) — непрерывный замкнутый процесс циркуляции воды на земном шаре, обусловленный поступлением солнечник энергии и действием силы тяжести: вода испаряется с поверхности мирового океана и с суши, водяные пары переносятся воздушными течениями, конденсируются и возвращаются в виде атмосферных осадков в океан (малый, или океанический круговорот) или на сушу, где часть их стекает через реки обратно в океан (большой круговорот). Кроме того, различают местный, или внутриматериковый, круговорот, при котором принимается во внимание вода, испарившаяся с поверхности суши и вновь выпавшая на сушу в виде атмосферных осадков.
Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии. — М.: Гостоптехиздат. Составитель: А. А. Маккавеев, редактор О. К. Ланге. 1961
Виды круговорота воды в природе
Основные виды круговорота воды в природе.
Обновление водных ресурсов в результате круговорота воды
В природе происходит постоянное обновление всех водных ресурсов и «круговорот воды» принимает в этом процессе самое, что ни на есть активное участие.
В разных источниках указываются несколько различные значения среднего времени обновления водных ресурсов, поэтому, автор рекомендует читателю, при необходимости, более тщательно изучить этот вопрос. Ниже указаны опорные значения, которые могут стать для вас отправной точкой:
Круговорот воды в природе является жизненно важным для всей нашей планеты. К большому сожалению, деятельность человека оказывает существенное влияние на отдельные звенья этого процесса, что приводит к катастрофическим последствиям, таким как наводнения, паводки, засухи…
Значение Круговорота воды в природе
Значение Круговорота воды в природе для всей нашей планеты трудно переоценить.
Заключение
И в заключение отметим, что в результате своей хозяйственной деятельности человек изымает из круговорота часть воды, чем изменяет его естественный ток. Это может нанести непоправимый вред циклу в целом и нарушить его. Необходимо не забывать про это и подходить к использованию водных ресурсов с умом.
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. Взаимодействие человека с природой
О глобальном значении воды немало сказано и написано. Она является пристальным предметом наблюдения, исследования и споров. Сходятся только в одном – в ее бесценности и незаменимости. Голубыми артериями она проникает во все процессы и организмы на планете, делая их живыми. Тем более, все сферы деятельности, биомеханизмы и существа на Земле переплетаются и взаимодействуют друг с другом. Ничто и никто не существует просто так, без причины. Всё — цепочки жизни, и исключение одного звена, может привести к катастрофическому дисбалансу. Как говорят приверженцы теории хаоса: «взмах крыльев бабочки в одном конце земли, может привести к урагану на другом».
Как зародилась вода
Так, откуда же живительная влага появилась на Земле. Здесь также нет единого мнения. Мир разделился на два лагеря противоположных теорий – «космической холодной» и «земной горячей». Первая, описывает возникновения воды из куска льда. Миллиарды лет назад на нашу планету активно падали метеориты, кометы, осколки различных космических тел, принося с собой влагу и различные органические соединения. А на месте, где сейчас находится Тихий океан, приземлился гигантский ледяной астероид. Он постепенно таял, распространяясь по Земле и заполняя впадины, двигался в ее глубь.
Многие за космическую теорию происхождения воды
Однако, противники считают эту теорию несовместимой с жизнью. Моря и океаны, в отличии от пресных водоемов, содержат дейтерий, так называемый «тяжелый водород». Космические тела, также содержат это вещество, но в гораздо больших количествах.
«Горячая» теория предлагает рассмотреть третью планету от Солнца, как горящий шар. Считают, что всё началось с огромного газопылевого облака, где жидкость удерживалась частичками пыли при температуре выше 600 градусов Цельсия. А когда начался процесс остывания, вода начала выделяться и испаряться, как пот на поверхности Земли. Не надо путать морскую воду с пресной, она возникла благодаря природному круговороту.
Круговорот воды
Круговоротом воды в природе называют ее циклическое перемещение в биосфере. Другими словами, жидкость испаряется с поверхности земли, пресных, соленых водоемов и переносится воздушными потоками. Также, составляющими этого процесса являются атмосферные осадки и подземные воды.
В чем суть
Давайте рассмотрим особенности уникального явления природы.
Для визуализации видео с Ютуба:
Значение воды в жизни человека
Н2О — важнейший элемент для правильной жизнедеятельности, а содержание ее в органах поражает:
И как после приведенных цифр не верить фразе, что «человек – водное существо». Конечно, люди и животные могут выделять «первичную жидкость» из пищевых продуктов и тканей тела. Однако, чтобы быть здоровыми, помогите организму – пейте чистую воду в правильном количестве. Поделите Ваш на вес на 8 и узнаете сколько стаканов в день нужно выпить – это самый простой способ.
Потеря 50% крови приводит к летальному исходу. К тем же ужасающим последствиям приведет обезвоживание на 20-30%. Из-за глобальной важности этих биологических объектов их постоянно сравнивают. А химический состав плазмы и вод Мирового океана очень схож.
| Вещество | Состав крови | Состав океанов |
| Cl | 49,3 | 55 |
| Na | 30 | 30,6 |
| K | 1,8 | 1,1 |
| Ca | 0,8 | 1,2 |
| O2 | 9,9 | 5,6 |
Существенную роль в круговороте воды играет антропогенные факторы. Другими словами, всё к чему касается рука человека. Много уже сказано, о необходимых, но иногда опрометчивых шагах общества в погоне за технологиями и улучшением качества жизни. Беспрерывный рост промышленности и сельского хозяйства, вырубка лесов, орошение почвы, искусственные водоемы и плотины – это лишь немногие факторы изменяющие естественный ход процессов. Баланс нарушается, возвращение жидкости происходит с задержкой и совсем на другой территории, а порядка 10% — изъято безвозвратно. Еще одной проблемой является возврат воды в виде стоков, загрязняющих водоемы и окружающую среду.
Человек постоянно вмешивается в природные процессы
Не удивительно, ведь человечество использует водные ресурсы с прогрессирующим рвением. Номинально, сферы пользования можно поделить на личную, бытовую и производственную.
Личное потребление
В век вседоступных знаний, люди избирательны в выборе товара. В личной сфере важнее чистота и безопасность — плохой продукт моментально отобразится на организме. Нужно знать, что именно мы пьем и давать ли воду маленьким детям. Немаловажно и в чем купают новорожденных, ведь доказано, что излишек солей жесткости приводит к аллергиям и астме.
В быту
Качество в быту тоже необходимо – мы стираем, убираем, поливаем цветы, заливаем воду в оборудование (пылесосы, стиральные машинки, утюги). Это может негативно отобразиться и укоротить срок службы одежде и бытовым приборам. Однако, важнейшим аспектом в этом направлении является, именно, количество потребляемых ресурсов. Часто эти процессы бесконтрольны и бездумны. К примеру, бачок унитаза, который течет, расходует более 260 литров за день!
Как сэкономить воду в быту
Если среднестатистическая семья сократит бытовое потребление воды на 20%, через год с этого количества может образоваться озеро с глубиной 2 метра и 200 в диаметре.
Промышленные нужды
В среднем, 90% воды отводится в производственную сферу: 20% промышленности и 70% — сельскому хозяйству. Масштабы действительно поражают. Развитая агропромышленность в прямом смысле кормит страну, поэтому постоянно расширяется количество оросительных каналов, скважин, колодцев, родников и водохранилищ. В основном, ресурсы потребляются для следующих нужд:
Загрязнение
Проблемы загрязнения и нехватки чистой питьевой воды, самые актуальные в мире. Можно вспомнить рассказы бабушки, что раньше дождевую воду пили и купались в ней, а сейчас никого не удивить кислотными осадками и пенящимися лужами. На гребне волны развития промышленности, загрязнение сточных вод достигло пика. С ними, в водоемы и почву попадают поверхностно активные вещества (ответственные за образования пены), перекисные соединения, пестициды, гербициды и множество других опасных элементов. Это приводит к «цветению», плохому кислородному обмену и как следствии к истреблению фауны и флоры, не говор уже о здоровье самого населения.
Устранение проблемы одно – уменьшение выбросов в водоемы и постоянное усовершенствование технологий производства, очистки и утилизации.
Нехватка воды
С одной, вытекает другая трудность – растущая нехватка чистой воды. Даже развитые страны (Голландия, Япония) покупают ее за рубежом, что тогда говорить про Африку, где дефицит стал ужасающей нормой жизни. Люди тысячами мрут от обезвоживания или инфекций из грязных источников.
Увы, виной, как сам человек, потребляющий ресурсы до того, как они возобновятся, так и неравномерное распределение пресных водоемов. Растущее количество население планеты и изменение климата, также внесли лепту в это дело.
Население планеты растет, а ресурсы уменьшаются
Над решением задачи трудятся во всем мире.
Все сказанное ведет к одному — к сохранению богатств данных человечеству природой. Чистых ресурсов осталось критически мало, и они продолжают загрязняться и расходоваться нашими же действиями. Цивилизаций в разных уголках мира это коснулось по разному. В Украине, и во многих европейских странах обычно заказывают доставку питьевой воды. В Сингапуре, к примеру, почти всё водоснабжение оснащено системами обратного осмоса и там пьют из-под крана. А в странах Африки гибнут люди, в процессе добычи и употребления некачественной жидкости. Природа, на примере круговорота воды, говорит нам — что отдадите, то и вернется. Может быть пришло время прислушаться. Ведь, благополучие отдельного человека и планеты в целом, творится руками каждого — начни с себя, и сделай это сегодня!
Вопрос 1. В чем заключается главная функция биосферы?
Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговоротов химических элементов. Глобальный биотический круговорот осуществляется при участии всех населяющих планету организмов. Он заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Благодаря биотическому круговороту возможно длительное существование и развитие жизни при ограниченном запасе доступных химических элементов. Используя неорганические вещества, зеленые растения за счет энергии Солнца создают органическое вещество, которое другими живыми существами (гетеротрофами-потребителями и деструкторами) разрушается, с тем чтобы продукты этого разрушения могли быть использованы растениями для новых органических синтезов.
Вопрос 2. Расскажите о круговороте воды в природе.
Важная роль в глобальном круговороте веществ принадлежит циркуляции воды между океаном, атмосферой и верхними слоями литосферы. Вода испаряется и воздушными течениями переносится на многие километры. Выпадая на поверхность суши в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делая их доступными для растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и уходит вместе с растворенными в ней химическими соединениями и взвешенными органическими частицами в океаны и моря. Подсчитано, что с поверхности Земли за 1 мин испаряется около 1 млрд. т воды (на образование 1 г водяного пара затрачивается 2,248 кДж). Энергия, затрачиваемая на испарение воды, возвращается в атмосферу (рис. 4.). Циркуляция воды между мировым океаном и сушей представляет собой важнейшее звено в поддержании жизни на Земле и основное условие взаимодействия растений и животных с неживой природой. Благодаря этому процессу происходит постепенное разрушение литосферы, перенос ее компонентов в глубины морей и океанов.
Рис. 4. Круговорот воды в биосфере
Рис. 5. Круговорот углерода в биосфере
Таким образом, замыкается круговорот азота, и запасы этого важнейшего биогенного элемента в живых системах не истощаются (Рис.6.).
Рис. 6. Круговорот азота в биосфере
Вопрос 6. Какую роль играют микроорганизмы в круговороте серы?
Сера попадает в почву в результате естественного разложения некоторых горных пород (серный колчедан FeS2, медный колчедан CuFeS2), а также как продукт разложения органических веществ (главным образом растительного происхождения). Через корневые системы сера поступает в растения, в организме которых синтезируются содержащие этот элемент аминокислоты цистин, цистеин, метионин. В организме животных сера содержится в очень малых количествах и попадает в них с кормом.
Сера из органических соединений попадает в почву благодаря разложению мертвых органических остатков микроорганизмами. В этом процессе органическая сера может быть восстановлена в S8 и минеральную серу или же окислена в сульфаты, которые поглощаются корнями растений, т.е. вновь вступают в круговорот. В наше время в круговорот вовлекается и сера промышленного происхождения (дымы), переносимая с дождевой водой.
Вопрос 7. Как деятельность человека влияет на круговорот серы, фосфора?
Процесс естественного круговорота фосфора в современных условиях интенсифицируется применением в сельском хозяйстве фосфорных удобрений, источником которых служат залежи минеральных фосфатов.В наше время в круговорот вовлекается и сера промышленного происхождения (дымы), переносимая с дождевой водой.
В результате деятельности человека биогенная миграция атомов резко ускоряется. При этом в одних местах возникает недостаток, а в других — избыток каких-то веществ. Примером служит повышенный выброс сернистого газа SО2 в атмосферу при сжигании топлива. В окрестностях медеплавильных заводов избыток SO2 в воздухе вызывает гибель растительности вследствие нарушений процессов фотосинтеза. В процессах круговорота фосфора около 60 тыс. тонн фосфора возвращается ежегодно на сушу в связи с выловом рыбы в океане. Для изготовления фосфорных удобрений ежегодно добывают 1—2 млн тонн фосфорсодержащих пород.
Глава 1. Структура и функции биосферы
О.А. Барабанова, И.Н. Безкоровайная, Е.Б. Бухарова [и др.]
Экология: курс лекций
Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010. – 325 с.
Глава 1. Структура и функции биосферы
Лекция 6. Круговороты веществ в экосистемах
6.1. Круговорот воды
Круговорот воды – один из главных компонентов абиотической циркуляции веществ, включает переход воды из жидкого в газообразное и твердое состояние и обратно (рис. 9). Он обладает всеми основными чертами других круговоротов – также примерно сбалансирован в масштабе всего земного шара и приводится в движение энергией. Круговорот воды – самый значительный по переносимым массам и затратам энергии круговорот на Земле. Каждую секунду в него вовлекается 16,5 млн м 3 воды и тратится на это более 40 млрд МВт солнечной энергии.
Рис. 9. Круговорот воды в природе
Основные процессы, обеспечивающие круговорот воды, – инфильтрация, испарение, сток:
1. Инфильтрация – испарение – транспирация: вода впитывается почвой, удерживается в качестве капиллярной воды, а затем возвращается в атмосферу, испаряясь с поверхности земли, или же поглощается растениями и выделяется в виде паров при транспирации;
2. Поверхностный и внутрипочвенный сток: вода становится частью поверхностных вод. Движение грунтовых вод: вода попадает под землю и движется сквозь нее, питая колодцы и родники, вновь попадает в систему поверхностных вод.
Таким образом, круговорот воды можно представить в виде двух энергетических путей: верхний путь (испарение) приводится в движение солнечной энергией, нижний (выпадение осадков) – отдает энергию озерам, рекам, заболоченным землям, другим экосистемам и непосредственно человеку, например на ГЭС. Деятельность человека оказывает огромное влияние на глобальный круговорот воды, что может изменять погоду и климат. В результате покрытия земной поверхности непроницаемыми для воды материалами, строительства оросительных систем, уплотнения пахотных земель, уничтожения лесов и т. п. сток воды в океан увеличивается и пополнение фонда грунтовых вод сокращается. Во многих сухих областях эти резервуары выкачиваются человеком быстрее, чем заполняются. В России для водоснабжения и орошения земель разведано 3 367 месторождений подземных вод. Эксплуатационные запасы разведанных месторождений составляют 28,5 км 3 /год. Степень освоения этих запасов составляет в РФ не более 33 %, а в эксплуатации находится 1 610 месторождений.
Особенность круговорота в том, что из океана испаряется воды больше (примерно 3,8·10 14 т), чем возвращается с осадками (примерно 3,4·10 14 т). На суше, наоборот, осадков выпадает больше (примерно 1,0·10 14 т), чем испаряется (суммарно около 0,6·10 14 т). В связи с тем, что из океана воды испаряется больше, чем возвращается, значительная часть осадков, используемых экосистемами суши, в том числе и агроэкосистемами, производящими пищу для человека, состоит из воды, испаряющейся из моря. Излишки воды с суши стекают в озера и реки, а оттуда снова в океан. По существующим оценкам, в пресных водоемах (озерах и реках) содержится 0,25·10 14 т воды, а годовой сток составляет 0,2·10 14 тонн. Таким образом, время оборота пресных вод составляет примерно один год. Разность между количеством осадков, выпадающих на сушу за год (1,0·10 14 т), и стоком (0,2·10 14 т) составляет 0,8·10 14 т, которые испаряются и поступают в подпочвенные водоносные горизонты. Поверхностный сток частично пополняет резервуары грунтовых вод и сам пополняется от них.
Атмосферные осадки являются основным звеном влагооборота и во многом определяют гидрологический режим экосистем суши. Их распределение по территории, особенно в горах, неравномерно, что связано с особенностями атмосферных процессов и подстилающей поверхности. Так, например, для лесотундровых редколесий Путоранской лесорастительной провинции Средней Сибири годовая сумма осадков составляет 617 мм, для северотаежных лесов Нижне-Тунгусского лесорастительного округа – 548, а для южнотаежных лесов Приангарья она уменьшается до 465 мм (табл. 2).
Эвапотранспирация лесных экосистем Енисейского меридиана