Кругообіг води

Кругообіг води або колообіг води — безперервний замкнутий процес переміщення води на земній кулі, що відбувається під впливом сонячної радіації і дії сили тяжіння.

Діаграма, що зображає глобальний кругообіг води.

Загальна характеристика

Три чверті поверхні земної кулі вкриті водою. Водну оболонку землі називають гідросферою. Більшу її частину становить солона вода морів і океанів, а меншу — прісна вода озер, річок, льодовиків, підземних вод та водяної пари. Вся вода гідросфери у широкому розумінні є водними ресурсами земної кулі.

Колообіг води складається з кількох ланок: випаровування води, перенесення водяної пари повітряними потоками, конденсація в атмосфері та утворення хмар, випадання опадів, поверхневе та підземне стікання вод суходолу в океани та моря.

Види

Кругообіг води

Вирізняють такі види кругообігу води (вологообігу) в природі:

• Великий, або світовий, кругообіг — водяна пара, що утворилася над поверхнею океанів, переноситься вітрами на материки, випадає там у вигляді атмосферних опадів і повертається в океан у вигляді поверхневого та підземного стоку з суходолу. Під час цього процесу змінюється якість води: при випаровуванні солона морська вода перетворюється в прісну, а забруднена — очищається.
• Малий, або океанічний, кругообіг — водяна пара, що утворилася над поверхнею океану, конденсується в атмосфері та випадає у вигляді опадів знову в океан.
• Внутрішньоконтинентальний кругообіг — вода, що випарувалася над поверхнею суходолу, знову випадає на суходіл у вигляді атмосферних опадів.

В цілому, такі процеси кругообігу води в природі — лише спрощені схеми. На ділі все набагато складніше. Так, частина води витрачається на гідратацію гірських порід і на довгий час виключається з кругообігу. Певна кількість вологи, навпаки, виходить з глибоких земних надр на поверхню і поповнює водні маси. Не вся вода, що стікає по земній поверхні досягає океанів і морів — пов'язано це з тим, що суша ділиться на дві частини: стічні області — річковий стік досягає океанів і морів; безстічні області — ізольовані від стікання в океан, води їх річок або надходять у безстічні озера, або витрачаються на випаровування. Частка від загальної площі земної кулі: Світовий океан — 71 %; стічні області — 23 %; безстічні області — 6 %.

Світовий водний баланс
Поверхня	Площа, млн км²	Елементи водного балансу	Кількість, тис. км³
Земна куля	510	опади / випаровування	577 / 577
Світовий океан	361	опади / випаровування / приплив	458 / 505 / 47
Суходіл	149	опади / випаровування / стік	119 / 72 / 47
Стічні області	119	опади / випаровування / стік	110 / 63 / 47
Безстічні області	30	опади / випаровування	9 / 9

Фізичні процеси

Важливі фізичні процеси що протікають при кругообігу води включають наступне:

• Адвекція — рух води через атмосферу^[1]. Без адвекції вода, яка випаровувалася над океанами, не змогла би випадати на сушу. Прикладом адвекції є атмосферні потоки, які переміщують великі об'єми водяної пари на великі відстані^[2].
• Конденсація — перетворення водяної пари у рідкі краплі води у повітрі, утворюючи хмари та туман.
• Випаровування — перетворення води з рідкої фази в газоподібну, коли вона рухається від землі або водойм у верхню атмосферу. Джерелом енергії для випаровування є насамперед сонячне випромінювання. Випаровування часто непрямо включає і транспірацію з рослин, хоча разом вони називаються евапотранспірацією. Загальне річне випаровування становить приблизно 505 000 км³ води, 434 000 км³ з яких випаровується з океанів. 86 % глобального випаровування відбувається над океаном.
• Інфільтрація — потік води з поверхні землі у землю. Після проникнення вода стає ґрунтовою вологою або ґрунтовою водою. Нещодавнє глобальне дослідження з використанням водно-стабільних ізотопів, однак, показує, що не вся волога ґрунту однаково доступна для поповнення ґрунтових вод або для транспірації рослин.
• Перколяція — вода тече вертикально через ґрунт і гірські породи під дією сили тяжіння.
• Опади — конденсована водяна пара, яка випадає на поверхню Землі. Більшість опадів відбувається у вигляді дощу, але також включає сніг, град, крапельний туман, крупу та мокрий сніг^[3]. Приблизно 505 000 км³ води випадає щороку у вигляді опадів, 398 000 км³ з них над океанами^[4]. Дощ на суші містить 107 000 км³ води на рік, а сніг — лише 1000 км³. 78 % глобальних опадів випадає над океаном^[5].
• Стік — різноманітність шляхів, якими вода рухається по суші. Це включає як поверхневий, так і русловий стік. Під час течії вода може просочуватися в землю, випаровуватися у повітря, накопичуватися в озерах чи водосховищах або видобуватися людиною для сільськогосподарських чи інших потреб.
• Підповерхневий потік — потік води під землею, у зоні аерації та водоносних горизонтах. Підповерхневі води можуть повертатися на поверхню (наприклад, у вигляді джерела або шляхом закачування) або просочуватися в океани. Вода повертається на поверхню землі на нижчій висоті, ніж там, де вона проникла, під дією сили тяжіння або тиску, викликаного гравітацією. Ґрунтові води рухаються повільно й повільно поповнюються, тому вони можуть залишатися у водоносних горизонтах протягом тисяч років.
• Транспірація: виділення водяної пари з рослин і ґрунту в повітря.

Тривалість оновлення маси води у різних об'єктах

Тривалість оновлення маси води у різних об'єктах надзвичайно різноманітна. Вона змінюється від кількох годин (у живих організмах) до кількох тисячоліть. Запаси ґрунтової вологи мають приблизно річний період оновлення. Атмосферна волога, що утворюється при випаровуванні води з океанів, морів та суходолу й існує у вигляді хмар, оновлюється в середньому через 8 днів. Вода у річках оновлюється протягом 16 днів.

Тривалість оновлення маси води[6]
Об'єкт	Тривалість
Полярні льодовики, постійний сніговий покрив, підземні льоди	Близько 10 000 років
Світовий океан	2500 років
Гірські льодовики	1600 років
Підземні води (глибокі)	1400 років
Озера у середньому	17 років
Болота	5 років
Волога в ґрунті	1 рік
Вода в річищах	16 днів
Вода в атмосфері	8 днів
Біологічна вода (в живих організмах)	Кілька годин

Води, що входять до складу живих організмів, оновлюються протягом декількох годин. Це найактивніша форма водообміну.

Період оновлення запасів води в гірських льодовиках становить близько 1 600 років, у льодовиках полярних країн значно більше — близько 10 000 років.

Повне поновлення вод Світового океану відбудеться приблизно через 2 500 років.

Література

• Загальна гідрологія [Архівовано 7 березня 2017 у Wayback Machine.] / За ред. В. К. Хільчевського і О. Г. Ободовського — 2-ге вид., доповнене.  — К.: ВПЦ «Київський університет», 2008. — 399 с. — ISBN 978-966-439-016-0

Примітки

1. advection. National Snow and Ice Data Center. Архів оригіналу за 16 січня 2018. Процитовано 15 січня 2018.(англ.)
2. Atmospheric River Information Page. NOAA Earth System Research Laboratory.(англ.)
3. precipitation. National Snow and Ice Data Center. Архів оригіналу за 16 січня 2018. Процитовано 15 січня 2018.(англ.)
4. The Water Cycle. Dr. Art's Guide to Planet Earth. Архів оригіналу за 26 грудня 2011. Процитовано 24 жовтня 2006.{{cite web}}: Обслуговування CS1:Сторінки з посиланнями на джерела, що мають непридатні URL (посилання)(англ.)
5. Estimated Flows of Water in the Global Water Cycle. www3.geosc.psu.edu. Архів оригіналу за 7 листопада 2017. Процитовано 15 січня 2018.(англ.)
6. Архівована копія. Архів оригіналу за 12 листопада 2013. Процитовано 20 листопада 2019.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)

Посилання

• Кругообіг води // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 114.