3. ВЛАГООБОРОТ И ЕГО РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ КЛИМАТА

3.1. Составляющие водного баланса

Важнейшим климатическим показателем является режим увлажнения. Вода находится в постоянном круговороте, при этом скорость обмена между различными геосферами различна. Так, на масштабах, соответствующих времени возникновения планеты, и на принципиальных этапах ее эволюции важнейшую роль играет баланс между поступлением воды к поверхности мантии, возвращением в глубины Земли, потерями в космическое пространство (табл. 3.1). На гораздо меньших временных масштабах наибольшую роль в формировании текущего состояния климата играет кругооборот, в котором участвуют воды атмосферы, океана и поверхностных слоев материков (Кислов А.В., 2011).

 

Таблица 3.1. Масса различных резервуаров воды, осредненная по поверхности Земли, и соответствующее время жизни (Кислов А.В., 2011)

 

Все водные ресурсы Земли – поверхностные, подземные, почвенные воды и атмосферная влага – теснейшим образом взаимосвязаны в ходе кругооборота воды. Основными силами, влияющими на кругооборот воды, являются тепловая энергия и сила тяжести. Под влиянием тепла происходят испарение, конденсация водяного пара, а под влиянием силы тяжести – выпадение атмосферных осадков, течение рек, движение почвенных и подземных вод (Климатология, 1989).

Влагооборот – непрерывный взаимообмен влагой между атмосферой и подстилающей поверхностью, перенос её реками, воздушными и морскими течениями из одних районов в другие. Отдельные составные элементы влагооборота (адвекция влаги в атмосфере, испарение, осадки, речной сток), так же как и влагооборот в целом, тесно связаны с характером радиационного баланса, атмосферной циркуляцией и свойствами подстилающей поверхности. Так, количество испаряющейся влаги зависит от имеющихся в данном районе энергетических ресурсов испарения, главным образом от значения радиационного баланса. Адвекция влаги тесно связана с атмосферной циркуляцией, являющейся транспортирующим механизмом. От характера атмосферной циркуляции в значительной степени зависит количество выпадающих осадков.

В свою очередь, влагооборот оказывает существенное влияние на радиационный баланс, циркуляцию атмосферы и свойства подстилающей поверхности. Влагосодержание атмосферы, облачность и осадки заметно влияют на радиационный и тепловой баланс подстилающей поверхности. Перенос водяного пара благодаря атмосферной циркуляции есть в то же время перенос значительной части находящейся в скрытом состоянии энергии самой атмосферной циркуляции. Самостоятельное климатообразующее значение влагооборота проявляется в процессах взаимодействия атмосферной влаги с осадками и стоком. Особенно важна климатообразующая роль влагооборота в засушливых районах, где исследование динамики увлажнения особенно актуально. Изучение влияния влагооборота на климат макрорайонов сводится к исследованию отдельных составляющих водного баланса (Климат России, 2001).

Уравнения водного баланса могут быть составлены для всей Земли, Мирового океана, суши, отдельных континентов и стран, речных бассейнов, озер и других водоемов и в принципе для любой территории, ограниченной произвольным контуром. Под мировым водным балансом понимают определение соотношения различных видов воды в процессе их кругооборота на Земле. В нем могут быть рассмотрены частные водные балансы: для океана – между испарением, осадками и притоком речных и подземных вод; для суши – между осадками, испарением, инфильтрацией и стоком; для атмосферы – между испарением, осадками и переносом влаги (Климатология, 1989).

Водный баланс для различных частей поверхности можно представить следующими уравнениями:

для периферийной части суши:

E _c= r_c - f_c,

для областей, лишенных выхода речной воды в океан:

E_c = r_c,

для Мирового океана:

E_о= r_о + f_c,

для всего земного шара:

E_c + E_о = r

где E_c, r_c и f_c – испарение, осадки и речной сток для суши; E_о и r_о – испарение и осадки для океана; r – осадки для земного шара.