→ → Что такое круговорот воды в природе определение. Круговорот воды в природе. Взаимодействие человека с природой. В местах антициклона – ясная спокойная погода. В местах циклона – дождливая ненастная погода

Что такое круговорот воды в природе определение. Круговорот воды в природе. Взаимодействие человека с природой. В местах антициклона – ясная спокойная погода. В местах циклона – дождливая ненастная погода

Круговорот воды - это очень важный природный процесс, благодаря которому возможна жизнь на нашей планете. Окружающую среду невозможно представить без воды, поскольку только при ее участии происходят многие физические, химические и биологические процессы. Чтобы не чувствовалось недостатка чистых водных ресурсов на Земле, постоянно происходит превращение и круговорот воды в природе.

Значение и свойства воды

Земля на 70% покрыта водной оболочкой, которая составляет важнейшую часть биосферы - гидросферу. В нее входят все существующие на планете океаны, моря, реки, озера, болота, подземные воды, искусственные водные бассейны, а также водяные пары и ледники.

Рис. 1. Ледники

Как известно, вода может пребывать в трех различных состояниях:

  • газообразном (облака, тучи);
  • жидком (реки, океаны и пр.);
  • твердом (ледники).

Гидросфера состоит из воды, которая находится на земном шаре во всех трех своих состояниях. Вода - это уникальный и единственный компонент в природе, который может иметь три различные формы. Больше ни одно вещество на планете на такое не способно.

Процесс круговорота

Водообмен - это постоянный процесс, в ходе которого влага «путешествует» через Мировой океан, твердую земную оболочку и атмосферу. Кратко это выглядит так:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

  • Поначалу влага испаряется с поверхности водных бассейнов и в виде пара попадает в воздушные массы, где начинает активно участвовать в различных реакциях.
  • Далее происходит формирование облаков и туч, благодаря которым на землю выпадают осадки в виде тумана, града, снега или дождя.
  • Достигнув земли, атмосферные осадки восполняют недостаток влаги в водных бассейнах. Также дожди увлажняют землю, которая питает все растения. В результате все живые существа на планете насыщаются кислородом.
  • Затем опять происходит испарение влаги в атмосферу, и процесс начинается по новому кругу.

Рис. 2. Схема круговорота воды в природе

Следует помнить, что основной двигатель водного обмена - это энергия Солнца.

Больше всего влаги испаряет Мировой океан. Как известно, вода в нем соленая, однако та влага, что испаряется с поверхности, является пресной. Таким образом, океанические воды являются самой настоящей фабрикой по производству пресной воды, без которой жизнь на земном шаре была бы невозможной.

Ученые установили, что на планете ежесекундно выпадает порядка 16 млн. тонн различных осадков, и в тот же миг такое же количество воды возвращается обратно в воздух. Масштабы водного обмена на Земле просто поражают!

Для детей можно провести интересный опыт, чтобы наглядно продемонстрировать испарение влаги под воздействием солнечных лучей. Необходимо взять стакан, наполнить его водой, плотно укрыть полиэтиленовым пакетом и поставить на подоконник в солнечную погоду. В результате получится простейшая имитация Мирового океана и атмосферы. Спустя некоторое время на стенке пакета появятся капельки - так происходит испарение влаги под воздействием солнечного тепла.

Виды круговорота воды

Различают большой и малый круговорот воды.

  • Большой круговорот. Испарения Мирового океана поднимаются в воздух, а затем ветрами переносятся на континент и выпадают в виде различных атмосферных осадков. Далее это же количество влаги обратно попадает в океанические воды вместе с реками и грунтовыми водами.

Рис. 3. Воды Мирового океана

  • Малый круговорот. Пар, образующийся над океаном, попадает обратно в его же воды в виде осадков.

Выделяют также континентальный круговорот влаги , который происходит на территории материка. Вода с местных водоемов и земной поверхности выветривается, а затем, спустя какое-то время, вновь возвращается из атмосферы в виде снега, тумана или дождя.

В результате многолетних исследований ученые пришли к выводу, что круговорот влаги в последнее время стал значительно ускоряться. Это негативно сказывается на климате во всем мире. Жаркие районы станут еще жарче и суше, а в дождливых местностях будет выпадать еще больше осадков.

Что мы узнали?

Одной из важных тем окружающего мира за 3 класс является круговорот воды. Мы узнали, что из себя представляет этот процесс, как происходит круговорот воды в природе, от чего он зависит и какую роль играет на планете. Благодаря полученной информации, школьники без труда смогут написать доклад или составить сообщение к уроку.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7 . Всего получено оценок: 436.

Вода – одна из основ появления органической жизни во Вселенной. Это один из важных элементов на нашей планете. Вода играет немаловажную роль в развитии человека, являясь основой его жизнедеятельности. В школе на уроках естествознания нам рассказывали о круговороте воды на планете.

Схема этого процесса очень проста (Рис. 1). Вода испаряется с поверхности океанов и суши, молекулы пара поднимаются вверх, там вода конденсируется в виде облаков и выпадает в виде осадков на землю. В горах снег тает и образуются ручейки, которые сливаясь вместе создают реку… Задумывались ли вы над тем сколько должно постоянно таять снега в горах, а ведь там снег лежит круглогодично и не тает, чтобы поддерживать течение даже одной реки?

Рис. 1. Схема круговорота воды в природе

Приведённая выше схема даёт правильное объяснение только некоторым природным явлениям и далека от реальных процессов, происходящих с водой на планете. Эта схема не объясняет почему образуются облака зимой, при 30 градусном морозе вода испаряться не может. Нам говорят, что на середину континента облака приносит с морей и океанов ветер, но в безветренную погоду облака так же образуются над сушей. Эта схема не может объяснить разницу между суммарным количеством осадков и количеством испаряющейся воды. Ещё большей загадкой служит количество воды, переносимой реками.

Учёные подсчитали количество воды на планете – 1 386 000 млрд. литров. Однако такая огромная цифра только путает, ведь оценка осадков, пара в атмосфере, годовых стоков вод производится в разных единицах измерения. Поэтому многие не могут связать очевидные вещи в единое целое. Мы попробуем провести анализ цифр в привычных всем единицах измерения жидкости – литрах.

Если брать во внимание всю планету, то за год выпадает в среднем примерно 1000 миллиметров осадков . В метеорологии один миллиметр осадков эквивалентен одному литру воды на квадратный метр.

Площадь поверхности Земли примерно 510 072 000 квадратных километров. Значит осадков выпадает примерно 510 072 млрд. литров над всей площадью. Это составляет треть от всех водных запасов планеты.

Исходя из основ круговорота воды в природе должно испаряться воды столько же сколько выпадает осадков. Однако, испарения с поверхности океанов составляют по разным данным примерно 355 млрд. литров в год. Выпадает осадков на несколько порядков больше нежели испаряется с водной поверхности. Парадокс!

При таком круговороте планету должно затопить уже давно. Возникает и другой вопрос – откуда берётся лишняя вода? Изучив справочные материалы, можно найти ответ – вода содержится в огромном количестве в атмосфере. Это 12 700 000 млрд. кг водяного пара .

Литр воды при испарении даёт килограмм пара, то есть в парообразном виде 12 700 000 млрд. литров распределено в атмосфере. Казалось бы, найдено недостающее звено, но снова имеем противоречие. Наличие воды в атмосфере величина приблизительно постоянная и если бы вода безвозвратно проливалась на землю в таком количестве из атмосферы, то за несколько лет на планете жизнь стала бы невозможной.

Подсчёт расхода воды в реках так же даёт противоречивые данные. Например, по данным Википедии со ссылкой на официальные источники объём падающей воды только одного Ниагарского водопада составляет 5700 кубических метров в секунду. В пересчёте на литры это составит 179 755 млрд. литров в год.

Но отвлечёмся от расчётов, чтобы полюбоваться красотами Венесуэлы. Как видно на (Рис.2) вершина горы представляет собой плоское плато, где нет снега или озёр для достаточного поддержания водопадов. Тем не менее у подножия этой горы берут свои начала реки бассейнов Амазонки, Ориноко и Эссекибо.

И объяснить наличие истока водопадов на горе Рорайма согласно школьной схеме круговорота воды в природе невозможно.

Рис. 2. Фото водопада Кукенана, Гора Рорайма, парк Канаима, Венесуэла, Бразилия и Гайана.

Из истории науки известно, что ещё В.И. Вернадский предполагал наличие газового обмена между Землёй и космосом. Вернадский предполагал, что в земной коре происходит распад одних и синтез других веществ. В 1911 году он выступил с докладом "О газовом обмене земной коры" в Петербурге на Втором Менделеевском съезде. Сейчас это считается научным фактом.

Намного позже ирландские, канадские и китайские геофизики смоделировали условия, которые характерны для недр Земли и показали, что вода возникла в результате её синтеза в недрах планеты. Материалы исследований были опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters .

Привычную нам росу можно встретить только утром на траве, но земледельцам хорошо известно, что существует подземная роса, а также дневная, осаждающаяся внутри пашни. Так Овсинский И.Е. в своей книге «Новая система земледелия» рассказывает об этих явлениях. Подтверждением синтеза воды в природе стали случаи «ледяного цунами» (Рис. 3), снятые на видео в 2013 году в штате Миннесота США и в Канаде. Снег синтезировался весной в мае, и такие случаи не единичны.

Рис. 3 Фото ледяного цунами 2013 год, штат Миннесота, США. Источник: www.wptv.com

Учёными установлен факт, что при своём движении в космосе Земля теряет часть вещества атмосферы. Тем не менее атмосфера у планеты остаётся, а это означает, что потерянное вещество восстанавливается. Это верно и для других веществ образующих нашу планету.

Такими фактами синтеза веществ, стало восстановление нефти в выработанных скважинах. Оказалось, что в давно открытых месторождениях добыто 150% нефти от ранее подсчитанных запасов. И таких мест оказалось очень много: граница Грузии и Азербайджана (два месторождения, дающие нефть более 100 лет), Карпаты, Южная Америка и др. Месторождение «Белый тигр» во Вьетнаме выдаёт нефть из толщи фундаментальных пород, где нефти быть не должно.

В России Ромашкинское нефтяное месторождение, открытое более 70 лет назад, входит в десятку супергигантских по международной классификации. Оно считалось выработанным на 80%, но каждый год запасы в нём пополняются на 1,5–2 млн. тонн. По новым расчётам, нефть можно будет добывать до 2200 года и это не предел.

На Старых промыслах Грозного первая скважина была пробурена в конце 19 века, а к середине прошлого выкачано 100 млн. тонн нефти. Позднее месторождение сочли истощённым, а спустя 50 лет запасы стали восстанавливаться .

Исходя из этих фактов можно сделать вывод, что синтез элементов на планете не является чудом или аномалией – это закономерное явление. Вода синтезируется при определённых условиях и в определённых областях неоднородности нашей планеты. Круговорот воды в природе несомненно существует, но это процесс преобразования материи, который связан с процессом возникновения нашей планеты Земля.

Для понимания почему происходит синтез веществ на планете, необходимо знать, как сформировалась наша планета. Ответ на эти вопросы мы находим в книгах русского учёного .

Наша вселенная образована семью первичными материями, обладающими конкретными свойствами и качествами. Сливаясь друг с другом первичные материи образуют гибридные формы материй. Из них образуются вещества нашей планеты.

Слияние первичных материй возможно только при определённых условиях. Таким условием является изменение мерности пространства.

Мерность – это квантование (разделение) пространства в соответствии со свойствами и качествами первичных материй. Изменение мерности достаточное для образования гибридных форм (вещества) возникает при взрыве сверхновой звезды. При этом от эпицентра взрыва распространяются концентрические волны возмущения мерности пространства, которые создают зоны неоднородности пространства, в которых формируются планеты. Подробнее об образовании планетарных систем можно прочитать в .

Когда в эти зоны попадают первичные материи, они начинают сливаться и образовывать гибридные формы материи, в том числе и физически плотное вещество. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока вся зона неоднородности не заполнится. В результате процесса синтеза вещества происходит постепенное восстановление мерности в зоне неоднородности до уровня, который был до взрыва сверхновой звезды.

В результате процесса синтеза физически плотного вещества и других гибридных форм из первичных материй, в зоне неоднородности мерности образуются шесть материальных сфер, которые вложены друг в друга. Эти сферы созданы из гибридных форм первичных материй, различаются количеством первичных материй, входящих в состав каждой из этих шести сфер. Именно такую структуру имеет наша планета Земля (Рис. 4.)

Физически плотная сфера (1 ) Земли, состоит из 7 первичных материй, вещество этой сферы имеет четыре агрегатных состояния - твёрдое, жидкое, газообразное и плазменное. Разные агрегатные состояния возникают, как результат колебания мерности на небольшую величину.

Рис. 4. Планета Земля в зоне неоднородности пространства. (Источник: Левашов Н.В. Сущность и Разум. Том 1. 1999. Гава 1. Качественная структура планеты Земля. Рис. 6.)

Каждое вещество имеет свой уровень мерности, в котором данное вещество устойчиво и распределяется согласно перепаду мерности от центра образования планеты. Тяжёлые элементы имеют максимальную, а лёгкие элементы – минимальную мерность внутри зоны неоднородности.

Вода образована синтезом лёгких элементов – кислорода и водорода и представляет собой жидкий кристалл. Атмосфера на 20% состоит из кислорода. Водород самый лёгкий среди газов, однако в атмосфере его количество незначительное – 0,000055% . Тем не менее на нашей планете идут дожди – молекулы воды из газообразного состояния (пар в атмосфере) переходят в жидкое (Рис. 5).

Если колебания мерности произошли на уровне границы твёрдого вещества и атмосферы, выпадает роса, если на уровне облачности, процесс каплеобразования приобретает цепной характер, идёт дождь. Атмосфера теряет своё вещество. Неоднородность пространства остаётся некомпенсированной. После завершения формирования планеты, создавшие её формы материи продолжают своё движение через нашу планетарную неоднородность уже не сливаясь друг с другом. Но при возникновении соответствующих условий первичные материи вновь образуют вещество. Вода в виде пара в атмосфере восстанавливается.

Многие учёные склоняются к теории о том, что водород и другие газы поступают из недр Земли . Это предположил ещё в 1902 г. Э. Зюсс. Он считал, что вода связана с магматическими очагами, откуда она в составе газообразных продуктов выделяется в верхние участки земной коры .

Условия, достаточные для синтеза сложных молекул возникают в недрах планеты, так как первичные материи, проходя через планетарную неоднородность, увлекают за собой лёгкие элементы, синтез которых возможен в пределах всей неоднородности. В состав магмы действительно входит вода в виде пара, а ещё магма содержит в себе практически все элементы таблицы Менделеева.

Стремясь занять свой уровень мерности, молекулы водорода и кислорода попадают в зоны неоднородности, где возможен синтез воды. Пар, поднимаясь из недр, достигает границ твёрдой поверхности, где из-за незначительных перепадов мерности молекулы воды из газообразного состояния переходят в жидкое. Так образуются реки.

Границы диапазонов устойчивости вещества являются уровнями разделения между атмосферой, океанами и твёрдой поверхностью планеты. Граница устойчивости кристаллической структуры планеты повторяет форму неоднородности, поэтому поверхность твёрдой коры имеет впадины и выступы.

Рис. 5. Распределение веществ на планете.

Вода находится в беспрерывном движении. Она постоянно переходит из одного состояния в другое, перемещается в пространстве. Эти изменения называются круговоротом воды в природе. На этом уроке мы повторим те свойства воды, которые необходимы для осуществления круговорота, узнаем, как испаряется вода с различных поверхностей, как образуются облака и тучи, почему идет снег, град и дождь, куда исчезает вода под землей и почему общее количество воды на Земле остается неизменным. Поговорим о роли воды в природе.

Тема: Неживая природа

Урок: Круговорот воды в природе

Вода - самое большое богатство на Земле, ведь она - непременное условие жизни.

Рис. 1. Большой Барьерный риф. Кораллы, рыбы ()

Вода - талантливый художник природы, потому что именно водяной пар, рассеянный в воздухе позволяет нам воспринимать великолепие красок заката и восхода солнца.

Вода - искусный строитель, постоянно меняющий облик Земли.

Вода - главное вещество в природе, одно из ее чудес.

Обычно твердые вещества тяжелее, чем те же вещества в жидком состоянии. Например, кусочек железа тонет в расплавленном железе, а свинцовый кубик тонет в расплавленном свинце. Лед не тонет в воде. Если бросить кусочек льда в емкость с водой, он не утонет, а будет плавать на поверхности. При замерзании вода занимает больший объем, чем прежде; она расширяется, поэтому лед легче воды. Уже одного этого свойства достаточно, чтобы выделить лед, твердое состояние воды, из ряда твердых веществ как исключение.

Рис. 6. Лед плавает на поверхности воды ()

Еще одно замечательное свойство воды - это возможность пребывать одновременно во всех трех состояниях и переходить из одного в другое (из твердого - в жидкое, из жидкого - в газообразное и твердое и т.д.).

Рис. 7. Облако - водяной пар, капли воды и льдинки ()

В этом можно убедиться даже в бытовых условиях: на крышке кастрюли с кипящей водой есть капли воды - это водяной пар, который испарился с поверхности нагретой воды и охладился в воздухе, снова превратившись в воду. Если стряхнуть эти капельки в воду, со временем они снова превратятся в пар, а потом - опять в воду. Это - круговорот воды в кастрюле, стоящей на плите.

Рис. 8. Кастрюля с кипящей водой ()

В природе тоже происходит круговорот воды. Движущая сила перемещений воды - это солнечное тепло. Солнце нагревает воду, которая в природе находится повсюду - в реках, озерах, морях, океанах, почве, под землей; роса, туман и облака - это тоже туман. Вода есть во всех живых организмах. Солнце нагревает воду, и она испаряется с поверхности водоемов, почвы, растений. Например, летом лес испаряет влаги больше, чем озеро той же площади. Большую часть пара испаряет мировой океан. Вода в нем соленая, а та, которая испаряется с его поверхности - пресная. Таким образом, океан - мировая фабрика пресной воды, без которой жизнь на Земле невозможна.

Рис. 9. Круговорот воды в природе ()

Теплый водяной пар поднимается вверх, где температура воздуха значительно холоднее, 0 градусов, поэтому горные вершины всегда покрыты снегом и льдом. Вверху водяной пар охлаждается, превращаясь в мельчайшие капельки воды и льдинки.

Рис. 10. Круговорот воды в природе ()

Из них образуются облака,

которые ветер несет по небу, постепенно влаги становится все больше и больше, облака превращаются в тучи,

и вода возвращается на поверхность земли в виде дождя, снега и града.

Осадки выпадают далеко от того места, где испарилась эта вода.

На этом путешествие воды не заканчивается, она стекает с холмов и возвышенностей, образуя ручьи, которые питают реки, а реки впадают в моря и океаны, восполняя потери при испарении, откуда вода снова испаряется и все повторяется снова и снова.

Некоторая часть воды, выпавшей в виде осадков, просачивается сквозь почву до водоупорного слоя глины и выходит на поверхность в виде родников. Подземные (грунтовые) воды тоже стекают в реки и мировой океан. Это очень важная часть круговорота воды в природе. Если бы не было грунтовых вод, реки пересыхали бы и наполнялись водой лишь после дождя и таяния снега.

Рис. 16. Круговорот воды в природе ()

Не вся вода возвращается с суши в океан одновременно. Дольше всего она задерживается в ледниках (на сотни тысяч лет) и глубоко залегающих подземных водах.

Корни деревьев впитывают капли воды с растворенными в ней минералами и полезными веществами, питая ствол и листья. Солнце нагревает листья, и влага испаряется с их поверхности.

Рис. 17. Капли воды на листьях ()

Так совершается беспрерывный круговорот воды в природе. Вода постоянно «путешествует», но при этом ее общее количество остается неизменным.

Назовем свойства воды, без которых круговорот воды в природе был бы невозможным:

1. Переход воды в газообразное состояние - испарение.

2. Переход воды из газообразного состояния в жидкое (конденсация) и твердое.

3. Текучесть воды.

Дождевая воды и снег - чистая природная вода, но, попадая на землю, она загрязняется веществами с ее поверхности.

Сброс сточных вод в водоемы - очень серьезная проблема загрязнения окружающей среды.

На следующем уроке мы подробнее поговорим об осадках, тумане и облаках.

  1. Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир 3. М.: Баллас.
  2. Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Окружающий мир 3. М.: ИД «Федоров».
  3. Плешаков А.А.Окружающий мир 3. М.: Просвещение.
  1. Элементы ().
  2. Изучаем и сохраняем водоёмы ().
  3. Знания - сила ().
  1. Составьте короткий тест (4 вопроса с тремя вариантами ответа) на тему «Вода вокруг нас».
  2. Проведите небольшой опыт: в кастрюлю с прозрачной крышкой налейте полстакана воды и оставьте на подоконнике так, чтобы ее нагревало солнечное тепло. Опишите, что будет происходить, объясните, почему.
  3. *Нарисуйте движение воды в природе. Если нужно, сделайте подписи на своем рисунке.

Министерство по образованию и науки Федеральное государственное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

«Чернушинский политехнический колледж»

Специальность: 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»

Реферат

Круговорот воды в природе

Выполнил: Студент

Группы № 15

Самиев Влас

Проверил: Преподаватель

Горбунова Л.М.

Введение 4

1. Состояния воды 5

Круговорот воды в природе 6

3. Круговорот других веществ 10

Заключение 17

Список литературы 18

Введение

Известно, что человеческий организм почти на 65% состоит из воды. Вода входит в состав тканей, без нее невозможно нормальное функционирование организма, осуществление процесса обмена, поддержание теплового баланса, удаление продуктов метаболизма и т.д.
Потеря организмом большого количества воды опасна для жизни человека. В жарких районах без воды человек может погибнуть через 5-7 суток, а без пищи при наличии воды человек может жить длительное время. Даже в холодных поясах для сохранения нормальной работоспособности человеку нужно около 1,5-2,5 литров воды в сутки.

Если количество воды, которое теряет человек, достигает 10% массы тела в сутки, наступает значительное снижение работоспособности, а если оно возрастает до 25%, то это обычно приводит к смерти. Однако даже при большой потере воды все нарушенные процессы в организме быстро восстанавливаются, если организм пополнится водой до нормы.

Использование в быту. Еда и напитки: Вода, используемая для питья, приготовления пищи, льда, напитков, консервов, и многих других пищевых продуктов, только маленькая часть обширного спектра ее применения. Однако это требует соблюдения стандарта качества на питьевую воду

Промышленное применение. Использование воды в промышленности зависит от характера и объема промышленности конкретного региона. Это могут быть системы охлаждения и отопления, производство пищевых продуктов, переработка отходов производства и т.д.

Недостаток влаги служит ограничивающим фактором, определяющим границы жизни и ее зональное распределение. При недостатке воды у животных и растений вырабатываются приспособления к ее добыванию и сохранению.

1. Состояния воды

Вода в природе может встречаться в трёх состояниях: твёрдом, жидком и газообразном. Вода способна переходить из одного состояния в другое- из твердого в жидкое (таять) , из жидкого в твёрдое (замерзать), из жидкого в газообразное (испаряться), из газообразного в жидкое, превращаясь в капельки воды.

Рис 1. Состояния воды: твердое, жидкое, газообразное.

Жидкая вода на поверхности планеты бывает двух видов: соленая и пресная. Соленая вода находится в морях и океанах, пресная - в реках, озерах, ручьях, водохранилищах, болотах. Подземные воды могут быть как пресными, так и солеными. В таком случае последние называются минеральными водами.

Площадь морей и океанов на Земле во много раз превосходит площадь всех рек, озер, болот и водохранилищ вместе взятых. Поэтому, соленой воды на нашей планете во много раз больше, чем пресной.

Вода в твёрдом состоянии может быть представлена в виде снега и льда. Лед на Земле находится в ледниках.Ледники могут быть горными и покровными. Горные ледники находятся на наиболее высоких горных вершинах, где из-за низких температур в течение всего года выпавший снег не успевает таять. Наиболее крупные ледники находятся в горах Кавказа, Гималаев, Тянь-Шаня, Памира 1 .

Газообразная вода - это водяной пар в атмосфере, который мы видим с земли в виде облаков. Облака образуются на разных высотах, и поэтому имеют разный вид и форму. В зависимости от этого облака делят на слоистые, перистые, кучевые и т.д.

Круговорот воды в природе

Круговорот воды в природе.

Вода находится в постоянном движении. Испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растений, вода накапливается в атмосфере и, рано или поздно, выпадает в виде осадков, пополняя запасы в океанах, реках, озерах и т.п. Таким образом, количество воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы - это и есть круговорот воды в природе. Из всех выпадающих осадков 80% попадает непосредственно в океан. Для нас же наибольший интерес представляют оставшиеся 20%, выпадающие на суше, так как большинство используемых человеком источников воды пополняется именно за счет этого вида осадков. Упрощенно говоря, у воды, выпавшей на суше, есть два пути. Либо она, собираясь в ручейки, речушки и реки, попадает в результате в озера и водохранилища - так называемые открытые (или поверхностные) источники водозабора. Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод. Поверхностные и грунтовые воды и составляют два основных источника водоснабжения. Оба этих водных ресурса взаимосвязаны и имеют как свои преимущества, так и недостатки в качестве источника питьевой воды.

Круговорот воды является одним из грандиозных процессов на поверхности земного шара. Он играет главную роль в связывании геологического и биотического круговоротов. В биосфере вода, непрерывно переходя из одного состояния в другое, совершает малый и большой круговороты. Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков на поверхность океана образуют малый круговорот. Если же водяной пар переносится воздушными течениями на сушу, круговорот становится значительно сложнее.

В этом случае часть осадков испаряется и поступает обратно в атмосферу, другая - питает реки и водоемы, но в итоге вновь возвращается в океан речным и подземным стоком, завершая тем самым большой круговорот. Важное свойство круговорота воды заключается в том, что он, взаимодействуя с литосферой, атмосферой и живым веществом, связывает воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу, подземные воды и атмосферную влагу. Вода - важнейший компонент всего живого. Грунтовые воды, проникая сквозь ткани растения в процессе транспирации, привносят минеральные соли, необходимые для жизнедеятельности самих растений 2 .

Наиболее замедленной частью круговорота воды является деятельность полярных ледников, что отражают медленное движение и скорейшее таяние ледниковых масс. Наибольшей активностью обмена после атмосферной влаги отличаются речные воды, которые сменяются в среднем каждые 11 дней. Чрезвычайно быстрая возобновляемость основных источников пресных вод и опреснение вод в процессе круговорота являются отражением глобального процесса динамики вод на земном шаре.

Круговорот воды на поверхности Земли складывается из 520 тыс. км выпадающей и такой же массы испаряющейся воды. При этом на континентах выпадает в год 109000 км, а испаряется 72000км. Разница в 37000 км и есть цифровое значение полного речного стока. С поверхности Мирового океана испаряется воды больше (448000 км), чем выпадает осадков (441000 км). Разность покрывается стоком речных вод.

Огромный круговорот воды сопровождает процесс созидания органического вещества. Выделяемый растениями кислород образуется при реакции фотосинтеза за счет расщепления воды. Однако на фотосинтез расходуется всего около 1% воды, проходящей из почвы через растения в атмосферу. Чтобы вырастить 1 ц пшеницы, растения должны пропустить через себя не менее 10000 кг воды. По расчетам, при формировании общепланетарной биомассы всех ныне существующих живых организмов в результате фотосинтеза было расщеплено такое количество воды, которое в 3,5 раза больше количества, находящегося во всех реках мира.

Время, необходимое для прохождения всей воды нашей планеты через систему биологического круговорота, можно определить следующим образом. Общая масса воды в наружных оболочках Земли - земной коре, гидросфере и атмосфере составляет 160000000 млрд. т. Масса воды, захватываемая годовой продукцией фотосинтезирующих организмов, около 800 млрд.т/г. Период полного оборота всей воды в процессе образования живого вещества примерно 2 млн. лет. Таким образом, вся огромная масса гидросферы Земли за 2 млн. лет проходит через растительные организмы, масса которых ничтожно мала по сравнению с водной оболочкой.

Круговые движения воды не ограничиваются поверхностью Земли. Значительное количество воды присутствует в горных породах в виде пленочных и поровых вод, еще больше входит ее в состав минералов, образующихся в зоне гипергенеза. Все глинистые минералы, оксиды железа и другие распространенные в этой зоне соединения содержат в своем составе воду. Подсчитано, что в 16-ти километровом слое земной коры содержится примерно 200 млн. км воды. Поступая в глубинные зоны земной коры, связанные формы воды постепенно освобождаются и включаются в метаморфические, магматические и гидротермические процессы. С вулканическими газами и горячими источниками глубинные воды поступают на поверхность.

3. Круговорот других веществ

Круговорот углерода

Углерод в биосфере часто представлен наиболее подвижной формой - углекислым газом. Источником первичной углекислоты биосферы является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних горизонтов земной коры.

Миграция углекислого газа в биосфере Земли протекает двумя путями. Первый путь заключается в поглощении его в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и в последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горных сланцев, рассеянной органики, осадочных горных пород.

Так, в далекие геологические эпохи сотни миллионов лет назад значительная часть фотосинтезируемого органического вещества не использовалась ни консументами, ни редуцентами, а накапливалась и постепенно погребалась под различными минеральными осадками. Находясь в породах миллионы лет, этот детрит под действием высоких температур и давления (процесс метаморфизации) превращался в нефть, природный газ и уголь, во что именно - зависело от исходного материала, продолжительности и условий пребывания в породах. Теперь мы в огромных количествах добываем это ископаемое топливо для обеспечения потребностей в энергии, а сжигая его, в определенном смысле завершаем круговорот углерода. Если бы ни этот процесс в истории планеты, вероятно, человечество имело бы сейчас совсем другие источники энергии, а может быть и совсем другое направление развития цивилизации 3 .

По второму пути миграция углерода осуществляется созданием карбонатной системы в различных водоемах, где CO2 переходит в H3CO3, HCO31-, CO32-. Затем с помощью растворенного в воде кальция (реже магния) происходит осаждение карбонатов CaCO3 биогенным и абиогенным путями. Возникают мощные толщи известняков. Наряду с этим большим круговоротом углерода существует еще ряд малых его круговоротов на поверхности суши и в океане.

В пределах суши, где имеется растительность, углекислый газ атмосферы поглощается в процессе фотосинтеза в дневное время. В ночное время часть его выделяется растениями во внешнюю среду. С гибелью растений и животных на поверхности происходит окисление органических веществ с образованием CO2. Особое место в современном круговороте веществ занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание содержания углекислого газа в атмосфере, связанное с ростом промышленного производства и транспорта.


Рис 3. Круговорот углерода.

Круговорот кислорода

Кислород - наиболее активный газ. В пределах биосферы происходит быстрый обмен кислорода среды с живыми организмами или их остатками после гибели.

В составе земной атмосферы кислород занимает второе место после азота. Господствующей формой нахождения кислорода в атмосфере является молекула О2. Круговорот кислорода в биосфере весьма сложен, поскольку он вступает во множество химических соединений минерального и органического миров.

Свободный кислород современной земной атмосферы является побочным продуктом процесса фотосинтеза зеленых растений и его общее количество отражает баланс между продуцированием кислорода и процессами окисления и гниения различных веществ. В истории биосферы Земли наступило такое время, когда количество свободного кислорода достигло определенного уровня и оказалось сбалансированным таким образом, что количество выделяемого кислорода стало равным количеству поглощаемого кислорода 4 .

Круговорот азота

При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превра­щается в аммиак, который под влиянием живущих в почве трифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кис­лоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты:

2HN0з + СаСОз = Са(NОз)2 + СОС + Н0Н

Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при.недо­статочном доступе воздуха могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих де ни трифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) пере­ходит в недоступную (свободный азот). Таким образом, далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву; часть его постепенно выделяется в свободном виде.

Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе не существовали процессы, возмещаю­щие потери азота. К таким процессам относятся, прежде всего про­исходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотную кислоту, превращающуюся в почве в ни­траты. Другим источником пополнения азотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бак­терий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, вы­зывая образование характерных вздутий - «клубеньков», почему они и получили название клубеньковых бактерий. Усваи­вая атмосферный азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества.

Таким образом, в природе совершается непрерывный круговорот азота. Однако ежегодно с урожаем с полей убираются наиболее богатые белками части растений, например зерно. Поэтому в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие убыль в ней важнейших элементов питания растений.

Рис 4. Круговорот азота.

Круговорот фосфора и серы

Фосфор входит в состав генов и молекул, переносящих энергию внутрь клеток. В различных минералах фосфор содержится в виде неорганического фосфатиона (PO43-). Фосфаты растворимы в воде, но не летучи.

Растения поглощают PO43- из водного раствора и включают фосфор в состав различных органических соединений, где он выступает в форме так называемого органического фосфата. По пищевым цепям фосфор переходит от растений ко всем прочим организмам экосистемы.

При каждом переходе велика вероятность окисления содержащего фосфор соединения в процессе клеточного дыхания для получения организмом энергии. Когда это происходит, фосфат в составе мочи или ее аналога вновь поступает в окружающую среду, после чего снова может поглощаться растениями и начинать новый цикл.

В отличие, например, от углекислого газа, который, где бы он ни выделялся в атмосферу, свободно переносится в ней воздушными потоками пока снова не усвоится растениями, у фосфора нет газовой фазы и, следовательно, нет "свободного возврата" в атмосферу. Попадая в водоемы, фосфор насыщает, а иногда и перенасыщает экосистемы.

Обратного пути, по сути дела, нет. Что-то может вернуться на сушу с помощью рыбоядных птиц, но это очень небольшая часть общего количества, оказывающаяся к тому же вблизи побережья. Океанические отложения фосфата со временем поднимаются над поверхностью воды в результате геологических процессов, но это происходит в течение миллионов лет.

Следовательно, фосфат и другие минеральные биогены почвы циркулируют в экосистеме лишь в том случае, если содержащие их "отходы" жизнедеятельности откладываются в местах поглощения данного элемента. В естественных экосистемах так в основном и происходит. Когда же в их функционирование вмешивается человек, он нарушает естественный круговорот, перевозя, например, урожай вместе с накопленными из почвы биогенами на большие расстояния к потребителям.


Рис 5. Круговорот фосфора.

Сера встречается в природе как в свободном состоянии (самородная сера), так и в различных соединениях. Очень распространены соединения серы с различными металлами. Из соединений серы в природе распространены также сульфаты, главным образом, кальция и магния. Наконец, соединения серы содержаться в организмах растений и животных.

Сера широко используется в народном хозяйстве. В виде серного цвета серу используют для уничтожения некоторых вредителей растений. Она применяется также для приготовления спичек, ультрамарина (синяя краска), сероуглерода и ряда других веществ.

Круговорот серы происходит в атмосфере и литосфере. Поступление серы в атмосферу происходит в виде сульфатов, серного ангидрида и серы из литосферы при вулканических извержениях, в виде сероводорода за счет распада пирита (FeS2) и органических соединений. Антропогенным источником поступления серы в атмосферу являются тепловые электростанции и другие объекты, где происходит сжигание угля, нефти и других углеводородов, а поступление серы в литосферу, в частности в почву, происходит с удобрениями и органическими соединениями 5 .

Перенос соединений серы в атмосфере осуществляется воздушными потоками, а выпадение на земную поверхность либо в виде пыли, либо с атмосферными осадками в виде дождя (кислотные дожди) и снега.

На поверхности Земли в почве и водоемах происходит связывание сульфатных и сульфитных соединений серы кальцием с образованием гипса (CaSO4). Помимо этого происходит захоронение серы в осадочных породах с органическими остатками растительного и животного происхождения, из которых в дальнейшем происходит образование угля и нефти.

В почве изменение соединений серы происходит с участием сульфобактерий использующих сульфатные соединения и выделяющих сероводород, который поступая в атмосферу и окисляясь снова переходит в сульфаты. Кроме этого сероводород в почве может восстанавливаться до серы, которая денитрифицирующими бактериями окисляется до сульфатов.

Заключение

Одно из замечательных открытий геохимии заключается в установлении того, что движение многих химических элементов осуществляется в виде круговых процессов - круговоротов. Именно эти элементы слагают земную кору, жидкую и газовую оболочки нашей планеты. Их круговороты могут происходить на ограниченном пространстве и на протяжении небольших отрезков времени, а может охватывать всю наружную часть планеты и огромные периоды. При этом малые круговороты входят в более крупные, которые в своей совокупности складываются в колоссальные биогеохимические круговороты. Они тесно связаны с окружающей средой.

В биосфере, как и в каждой экосистеме, постоянно осуществляется круговорот углерода, азота, кислорода, фосфора, серы и других химических элементов. Энергия поступает в экосистемы во время фотосинтеза, а рассеивается главным образом в виде тепла, когда организмы используют ее для своей жизнедеятельности. Вследствие непрерывно происходящих потерь энергии необходимо, чтобы она столь же непрерывно поступала в экосистемы в виде энергии солнечного света. В отличие от этого вода и элементы питания совершают непрерывный круговорот.

Рассмотренная мною тема является очень актуальной в свете современной экологической ситуации. Вода – это источник жизни на земле. Но, как выясняется не бесконечный. Дело в том, что загрязнение водных ресурсов земли имеет в настоящий момент глобальный характер.

Очень важно обеспечить «природе» нормальное функционирование ее базовых циклов обмена веществ.

Список литературы

    Захаров Е.И., Качурин Н.М., Панферова И.В. Основы общей экологии: Учеб. пособие. - Тула: ТулГТУ, 2002.

    Мирасов О.Б. Физика вокруг нас. - М., 2006.

    Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2 т. - М.:Мир, 2006.

    Одум Ю. Экология: В 2 т. - М.: Мир, 2003.

    Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека Среды. – М., 2004.

    Семенов В.П. Кашина О.М. Физические процессы в природе. - М., 2006.

    Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология. - М.: Высш. шк., 2006.

    Фазилов Н.Р. Физика природы. - М., 2000.

    Вода находится в постоянном движении. Испаряясь с...

  1. Круговорот веществ в природе (2)

    Реферат >> Экология

    Круговорот воды в природе . Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) - процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из... осадков и стока, получил название круговорота воды в природе . Атмосферные осадки частично испаряются, частично...

  2. Круговорот воды (2)

    Реферат >> География

    Звено Литогенное звено круговорота воды , другими словами, уча­стие подземных вод в круговороте воды , весьма разнообразно. ... в круговороте воды выражено весьма слабо. Глубинные подземные воды , если срав­нивать с круговоротом воды - явлением природы весьма...

  3. Круговорот воды (1)

    Доклад >> Экология

    Конца не изученным "странностям" воды и возможно существование жизни. Круговорот воды в природе Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) - процесс...

  4. Вода чудо природы

    Учебное пособие >> Экология

    Преподавания Конспект внеклассного урока «Вода чудо природы» Выполнила: Студентка 3 курса... и состояния? Как происходит круговорот воды в природе ? Каковы её запасы на... замечательных свойствах воды и говорит: « Вода действительно является чудом природы : без неё ...

В биосфере Земли водяные массы постоянно перемещаются, образуя замкнутый цикл. Данный процесс получил название круговорот воды в природе, схема которого часто встречается в учебниках по естествознанию. Если вам необходимо написать доклад на тему «Гидрологический цикл в природе», то данный материал будет вам полезен, поможет глубже познать природу и ее свойства.

Вконтакте

Основные понятия

Гидрологический цикл – это процесс регулярного перемещения жидкости в мировом пространстве, а его изучение позволило понять механизм действия: энергия 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.

Главные этапы и процессы

Как происходит круговорот воды в природе? Полный гидрологический цикл включает в себя несколько важных этапов:

  • испарение;
  • конденсация пара в атмосферных слоях;
  • выпадение его же в виде осадков на землю;
  • фильтрация через почву;
  • попадание жидкости в подземные потоки;
  • всасывание растениями жидкости из почвы;
  • участие в биохимических реакциях живых организмов.

Этапы круговорота иногда сводятся к минимуму:

  • вода испаряется;
  • концентрируется в атмосферных слоях;
  • выпадает в виде жидкой, твердой или парообразной субстанции.

Такой круговорот часто бывает над поверхностью большого водоема, например, океана. Гидрологический цикл кругообразный – это означает, что все этапы постоянно повторяются, обеспечивая таким образом непрерывное движение жидкости в природе.

Для него также характерны следующие процессы:

  • осадки – это выпадение воды на землю в виде дождя, снега, града и тумана;
  • перехват осадков – это процесс выпадения осадков не в почву или водоемы, а на деревья и другие растения. Такая влага сразу испаряется, не попадая в почву;
  • сток – это способ, с помощью которого вода передвигается по земле;
  • инфильтрация – это попадание жидкости внутрь почвы и ее фильтрация;
  • подземные потоки — это потоки под землей, которые располагаются в зоне аэрации;
  • испарения воды – это переход молекул из жидкого состояния в парообразное;
  • сублимация — переход молекул из твердого состояния в парообразное;
  • отложение – переход молекул из парообразного состояния в твердое;
  • адвекция – это перемещение водяных молекул (в любом состоянии) сквозь ;
  • конденсация – формирование пара в тучи и облака;
  • испарение – перемещение паров под воздействием солнечной энергии из почвы и растений в атмосферу;
  • просачивание – перемещение воды сквозь почву под действием .

Гидрологический цикл – это сложный процесс, который занимает от нескольких суток до нескольких лет. Океан полностью обновляется за 3200 лет – это значит, что вся вода в нем испаряется и возвращается обратно за тот же срок.

Интересно! Если всю воду, которая ежегодно испаряется, распределить равномерным слоем по всей поверхности , получится слой толщиной в метр!

Гидрологический цикл

Разновидности циклов

Ученые разделяют гидрологический цикл на несколько типов, по их масштабу и территории. Существует 5 основных типов:

  1. Мировой круговорот воды – жидкость из океанов испаряется и выпадает в форме осадков над материковой сушей, а позже с помощью рек и стоков возвращается в океан;
  2. Малый – жидкость с поверхности моря, испарившаяся под действием солнца, возвращается обратно осадками;
  3. Внутриконтинентальный цикл — происходит только над сушей;
  4. Геологический цикл осуществляется внутри суши, когда океан сообщается с подземными потоками;
  5. Глобальный –открытый, включающий в себя все типы круговоротов.

Как происходит круговорот воды в природе и каковы особенности каждого цикла. Это уникальное природное явление, благодаря которому все живое на Земле имеет доступ к питательным веществам.

Интересно! За год с поверхности Земли испаряется до 520 000 жидкости и выпадает обратно в виде осадков.

Мировой круговорот в природе

Значение

Почему знать гидрологический цикл и его принципы действия действительно важно? Значение круговорота в природе сложно недооценить, потому что он:

  • является связующим звеном для всей гидросферы;
  • жизненно важные вещества все время перемещаются по Земле, достигая нужных мест, питают почву, растения и микроорганизмы;
  • очищает и фильтрует мировой океан;
  • регулирует климат.

Нерациональное использование воды может привести к нарушению гидрологического цикла и стать причиной возникновения непоправимых последствий для всей Земли и ее жителей.

Как объяснить данное понятие детям

Для детей объяснить несложно, используя простые понятия или преподнося все в виде сказки. Можно показать им простой схематический рисунок и рассказать в доступной форме о каждом изображенном процессе:

  1. Вода, которую мы пьем, употребляют также растения с животными, ведь она содержит в себе много полезных веществ;
  2. Вода живет в океане и реках, а также под землей;
  3. Солнце сильно греет океан, и он начинает сердиться. Когда вода в чайнике долго стоит на огне, она тоже сердится и выходит через носик. Так и часть жидкости в океане превращается в пар;
  4. В небе пар чувствует себя одиноко и сбивается в кучки. И получаются облака и тучи, которые летают над землей, гонимые ветром;
  5. Солнышко ночью не греет, поэтому пар перестает сердиться и снова превращается в жидкость, которая выпадает из тучи на землю, где пополняет реки, впадающие в океан;
  6. Все повторяется сначала.

Вывод

Объясняя круговорот воды в природе для детей, не стоит забывать о наглядных пособиях и использовать кипящий чайник, кубики льда и пар. Самое важное – показать, что жидкость — важный ресурс, и к ней необходимо относится бережно. В итоге, чтобы понять, усвоили дети урок или нет, стоит задать им вопрос «Что такое круговорот воды в мире?» и послушать их ответы. Если вы все хорошо объяснили, то получите правильный ответ.

 

 
Это интересно: