Й свойства воды и водный баланс
Все тела при переходе из жидкой фазы в твердую уплотняются, и только лед легче воды, так как при охлаждении ниже + 4°С плотность воды уменьшается, а объем увеличивается. Эта аномалия воды играет в природе очень большую роль. При замерзании водоемов лед остается на поверхности, предохраняя толщу воды от промерзания, а жизнь в ней от – гибели. Будь лед тяжелее воды, образование его начиналось бы со дна и все озера и полярные моря были бы многолетнемерзлыми. Весенняя солнечная радиация не могла бы их растопить, влияние водоемов на климат умеренных и полярных поясов оказалось бы не согревающим, а охлаждающим.
Вода – сильнейший растворитель. Природные воды не бывают химически чистыми, содержат почти все известные химические элементы и их изотопы и характеризуются определенным химическим составом и соленостью
У воды высокая удельная теплоемкость – 4186,8 Дж/кг·град (1 кал/г·град.). Она обеспечивает поглощение большого количества тепла водоемами и их утепляющее действие на климат. При охлаждении 1 м3 воды на 1°С нагревается свыше 3000 м3 воздуха. Стометровая толща воды при остывании на 1°С способна повысить температуру всей тропосферы на 6°С.
Из всех жидкостей (кроме ртути) у воды самое большое поверхностное натяжение. Именно поэтому вода движется вверх в растениях и может подниматься по капиллярам, пронизывающим почву и многие породы. Этим обеспечивается сильное смачивающее действие воды, в том числе на грунты и почву.
|
|
|
Вода самоочищается при фильтрации при прохождении через грунт, при испарении (испаряется только чистая вода, все примеси остаются на месте). Вода очищается в процессе течения в реках, динамики в озерах и морях. Но самоочищение возможно только до известного предела. Загрязнение воды, особенно промышленными отходами, нередко переходит предел самоочищения.
Пребывание одновременно в газообразном, жидком и твердом состояниях и абсолютная подвижность определили вездесущность воды, она пронизывает всю географическую оболочку, производит в ней разнообразную работу. На Земле нет таких мест, где бы не было воды в той или иной форме.
Вода – уникальное вещество на нашей планете, она является основной движущей силой глобальных процессов, происходящих на Земле.
Водный баланс Земли – это соотношение между количеством испаряющейся воды с поверхности Мирового океана и суши и количеством воды, которая поступает на поверхность Земли в виде осадков за определенный промежуток времени.
Водный баланс Земли – количественное выражение влагооборота на Земле.
Водный баланс Земли тесно связан с тепловым балансом и на уровне с ним является одним из важных показателей для характеристики природных зон.
|
|
|
Однако реки, несмотря на их маленький объем воды, играют очень важную роль: они, так же как и подземные воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения, сельского хозяйства и промышленности.
Исходя из вышесказанного, можно сказать, что с водным балансом Земли все в порядке, осадков выпадает больше чем испаряется
ЙОсновные физико-химические свойства океанской (морской) воды
Океанская вода – универсальный однородный ионизированный раствор, в состав которого входят все химические элементы. В растворе находятся твердые минеральные вещества (соли) и газы, а также взвеси органического и неорганического происхождения.
Соленость морской воды. По массе растворенные соли составляют всего 3,5%, но они придают воде горько-соленый вкус и другие свойства. Состав морской воды и содержание в ней разных групп солей видны из таблицы 8. Морская вода по составу резко отличается от речной воды, ибо в ней преобладают хлориды. Интересно отметить, что состав солей плазмы крови близок к составу солей морской воды, в которой, как считают многие ученые, зародилась жизнь.
Газовый состав океанов. В морской воде, кроме солей, растворены газы азот, кислород, диоксид углерода, сероводород и др. И хотя содержание газов в воде крайне незначительно и заметно изменяется в пространстве и во времени, их достаточно для развития органической жизни и биогеохимических процессов.
|
|
|
Кислорода в морской воде больше, чем в атмосфере, особенно в верхнем слое (35% при температуре 0 °С).
Поскольку растворимость газов интенсивнее при низких температурах, воды высоких широт содержат их больше, в том числе важнейшего для жизни газа – кислорода. Поверхностные воды там даже перенасыщены кислородом и биологическая продуктивность вод выше, чем в низких широтах, хотя видовое разнообразие животных и растений беднее. В холодное время года Океан поглощает газы из атмосферы, в теплое время он выделяет их.
Плотность – важное физическое свойство морской воды. Морская вода плотнее пресной воды. Чем выше соленость и ниже температура воды, тем плотность ее больше. Плотность поверхностных вод увеличивается от экватора к тропикам благодаря нарастанию солености и от умеренных широт к полярным кругам в результате понижения температуры, а зимой еще и за счет увеличения солености. Это приводит к интенсивному опусканию полярных вод в холодный сезон, который продолжается 8 – 9 месяцев. В придонных слоях полярные воды движутся к экватору, вследствие чего глубинные воды Мирового океана в целом холодные (2 – 4°С), но обогащенные кислородом.
|
|
|
Цвет и прозрачность зависят от отражения, поглощения и рассеяния солнечного света, а также от взвешенных в воде веществ органического и минерального происхождения. Синий цвет присущ воде в открытой части Океана, где нет взвесей. У побережий, где много взвесей, приносимых реками и временными водотоками с суши, а также за счет взмучивания прибрежного грунта при волнении, цвет воды зеленоватый, желтый, коричневый и др. При обилии планктона цвет воды синевато-зеленый.
Для визуальных наблюдений цвета морской воды используется шкала цветности, состоящая из 21 пробирки с цветными растворами – от синего до коричневого цвета. Цвет воды нельзя отождествлять с цветом поверхности моря. Он зависит от погодных условий, особенно от облачности, а также от ветра и волнения.
Прозрачность лучше в открытой части Океана, например в Саргассовом море, – 67 м, хуже – у побережий, где много взвесей. Прозрачность уменьшается в период массового развития планктона.
Свечение моря (биолюминесценция) – это свечение в морской воде живых организмов, содержащих фосфор и испускающих «живой» свет. Светятся прежде всего простейшие низшие организмы (ночесветка и др.), некоторые бактерии, медузы, черви, рыбы во всех слоях воды. Поэтому мрачные глубины Океана не совсем лишены света. Свечение усили-
вается при волнении, поэтому судам ночью сопутствует настоящая иллюминация. Среди биологов нет единого мнения о назначении свечения. Предполагают, что оно служит либо для отпугивания хищников, либо для поисков пищи, либо для привлечения особей противоположного пола в темноте. Холодное свечение морских рыб позволяет находить их косяки рыболовным судам.
Звукопроводимость – акустическое свойство морской воды. Распространение звука в морской воде зависит от температуры, солености, давления, содержания газов и взвесей. В среднем скорость звука в Мировом океане колеблется в пределах 1400–1550 м/с. С повышением температуры, увеличением солености и давления она увеличивается, при уменьшении – убывает. В океанах обнаружены слои с разной проводимостью звука: зву-корассеивающий слой и слой, обладающий звуковой сверхпроводимостью, – подводный
Электропроводность морской воды высокая. Она прямо пропорциональна солености и температуре.
Естественная радиоактивность морских вод мала, но многие растения и животные способны концентрировать радиоактивные изотопы. Поэтому в настоящее время улов рыбы и других морепродуктов проходит спецпроверку на радиоактивность.
Движение вод океана
Вся масса океанских вод непрерывно движется. Это обеспечивает постоянное перемешивание воды, перераспределение тепла, солей и газов. Различают 3 вида движения: колебательные –волны, поступательные – океанические течения, смешанные – приливы и отливы.
Волны. Главная причина возникновения волн на поверхности Мирового океана – ветер. В отдельных случаях волны достигают высоты 18 м и длины до 1 км. С глубиной волны затухают.
Океанические течения. Поступательные движения огромных масс воды называются течениями. Это горизонтальное перемещение воды на большие расстояния. Течения бывают ветровыми (или дрейфовыми), когда причиной является ветер, дующий в одном направлении. Сточные течения возникают в случае постоянного поднятия уровня воды, вызванного ее притоком или обильными атмосферными осадками. Например, Течение Гольфстрим вызвано повышением уровня воды в связи с притоком из соседнего Карибского моря. Компенсационныетечения возмещают убыль воды в какой-либо части океана. Когда ветер постоянно дует с суши на море, он отгоняет поверхностные воды, на место которых поднимаются холодные воды из глубин. Плотностныетечения – результат различной плотности воды на одной глубине. Их можно наблюдать в проливах, соединяющих моря с различной соленостью. Например, по проливу Босфор по дну из Средиземного моря в Черное идет более соленая и плотная вода, а навстречу этому потоку оп поверхности – более пресная.
Смешанные течения – приливы и отливы, возникающие в результате осевого вращения Земли и притяжения планеты Солнцем и Луной. В каждой точке поверхности Океана 2 раза в сутки наблюдается прилив и 2 раза – отлив. Высота приливной волны в открытом океане – около 1,5 м, а у берегов – зависит от их конфигурации. Самый высокий прилив в заливе Фанди у берегов Северной Америки в Атлантическом океане – 18 м.
34 Океан как среда жизни
В Мировом океане жизнь существует повсюду – в разных формах и разных проявлениях. По условиям существования в Океане выделяются две различные области: толща воды (пелагиаль) и дно (бенталь).Бенталь разделяется на прибрежную – литораль, имеющую глубины до 200 м, и глубинную – абиссаль. Абиссальная область представлена своеобразными организмами, приспособленными к обитанию в условиях низкой температуры, высокого давления, отсутствия света и относительно малого содержания кислорода.
Органический мир Океана состоит из трех групп: бентоса, планктона, нектона. Бентос – обитатели дна (растения, черви, моллюски), неспособные надолго подниматься в толщу воды. Планктон – обитатели водной толщи (бактерии, грибки, водоросли, простейшие и т. д.), не обладающие способностью активно перемещаться на большие расстояния. Нектон – обитатели вод, свободно проплывающие большие расстояния (киты, дельфины, рыбы).
Зеленые растения могут развиваться только там, где освещение достаточно для фотосинтеза (до глубины не более 200 м). Большую часть массы живого вещества в Океане составляет фитопланктон, населяющий верхний 100-метровый слой воды. Средняя масса фитопланктона 1,7 млрд. т, годовая продукция 550 млрд. т. Самая распространенная форма фитопланктона – диатомовые водоросли
Распределение жизни в Океане очень неравномерно и имеет отчетливо выраженный зональный характер. В высоких широтах северного, полушария условия развития фитопланктона неблагоприятные – сплошной ледяной покров, полярная ночь, низкое положение Солнца над горизонтом летом, холодная (ниже 0°С) вода, слабая вертикальная циркуляция (следствие опресненности верхнего слоя воды), не обеспечивающая выноса питательных веществ с глубин. Летом появляются в полыньях некоторые холодолюбивые рыбы и питающиеся рыбой тюлени.
35-й Реки см лекции. Типы рек:
Реки экваториального типа имеют обильное дождевое питание, большой и относительно равномерный сток в течение всего года, увеличение его наблюдается осенью соответствующего полушария. Реки: Амазонка, Конго и др.
Реки тропического типа. Сток этих рек формируется за счет муссонных летних дождей в субэкваториальном климатическом поясе и преимущественно летних дождей на восточных побережьях тропического пояса, поэтому половодье летнее. Реки: Замбези, Ориноко и др.
Реки субтропического типа в целом имеют преимущественно дождевое питание, но по сезонному распределению стока выделяются два подтипа: на западных побережьях материков в средиземноморском климате основной сток зимний (Гвадиана, Гвадалквивир, Дуэро, Тахо и др.), на восточных побережьях в муссонном климате сток летний (притоки Янцзы, Хуанхэ).
Реки умеренного типа. В пределах умеренного климатического пояса выделяются четыре подтипа рек по источникам питания и сезонному распределению стока. На западных побережьях в морском климате у рек преимущественно дождевое питание с равномерным распределением стока в течение года с некоторым увеличением зимой за счет сокращения испарения (Сена, Темза и др.); районах с переходным климатом от морского к континентальному у рек смешанное питание с преобладанием дождевого над снеговым, с невысоким весенним половодьем (Эльба, Одер, Висла и др.); в районах континентального климата у рек преимущественно снеговое питание и весеннее половодье (Волга, Обь, Енисей, Лена и др.); на восточных побережьях с муссонным климатом у рек в основном дождевое питание и летнее половодье (Амур).
Реки субарктического типа имеют преимущественно снеговое питание при почти полном отсутствии подземного из-за многолетней мерзлоты. Поэтому многие небольшие реки зимой промерзают до дна и не имеют стока. Половодье на реках в основном летнее, так как они вскрываются в конце мая – начале июня (Яна, Индигирка, Хатанга и др.).
Реки полярного типа в короткий период лета имеют ледниковое питание и сток, большую же часть года они замерзшие.
Подобные типы и подтипы водного режима характерны для равнинных рек, сток которых формируется в более или менее однотипных климатических условиях. Режим крупных транзитных рек, пересекающих несколько природно-климатических зон, сложнее.
Й см лекции и тетр Озёра.
37-й Грунтовые воды. См в лекции. Значение:
подземная вода питает весь растительный покров
она является почти универсальным и часто очень энергичным растворителем. Растворяя’ минеральные массы земной коры в одном месте, вода, передвигаясь, уносит их в другие области земной коры,
38-й болота см в лекции. Виды:
Типы болот и их характеристика По формам и условиям питания различают низинные (по-другому эвтрофные), переходные (мезотрофные) и верховые (олиготрофные), соответственно имеющие вогнутую, плоскую и выпуклую формы поверхности.
Под низинными (эвтрофными) подразумеваются болота, находящиеся в понижениях, с увлажненной поверхностными и грунтовыми водами почвой, богатой минеральными солями. Верховые преимущественно питаются осадками из атмосферы, которые не очень богаты минеральными солями. Болота переходные относятся к промежуточной группе.
По растительности, преобладающей в местности, различают лесные, травяные, кустарничковые и моховые типы болот. По микрорельефу – бугристые, плоские, выпуклые. Топи – это самые переувлажненные территории болот
Самые заболоченные регионы мира:
Национальный парк Какаду
Васюганские болота — одни из самых больших болот в мире, расположены в междуречье Оби и Иртыша, на территории Васюганской равнины, находящейся в пределах Томской, Новосибирской и Омской областей.
Пантана́л (в переводе на русский язык — «заболоченная низменность» ) — обширная заболоченная тектоническая впадина в Бразилии
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 376; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!