§ 37. Круговорот воды

Определения и обозначения

Круговорот воды — непрерывное перемещение воды между поверхностью Земли, атмосферой и водоёмами. Вода при этом не исчезает: она меняет место и состояние, например становится паром или снова превращается в жидкость. Это понятие помогает увидеть, как связаны океаны, суша, воздух и живые организмы.

Испарение — переход жидкой воды в водяной пар. Оно происходит не только с поверхности морей и озёр, но и с рек, влажной почвы и организмов. Благодаря испарению вода может подняться с поверхности Земли в атмосферу.

Конденсация — превращение водяного пара в мельчайшие капельки жидкой воды. Когда пар охлаждается, капли собираются в облака; при низкой температуре могут появиться и кристаллики льда. Конденсация объясняет, как из невидимого пара возникают облака.

Осадки — вода, выпадающая из облаков на Землю в виде дождя, снега или града. Их вид зависит, в частности, от температуры воздуха. Осадки возвращают воду из атмосферы на поверхность Земли.

Как это устроено

Солнце нагревает поверхность Земли, поэтому вода с океанов, морей, рек и озёр постепенно испаряется. Влажная почва тоже отдаёт воду в виде пара: часть тепла от солнечных лучей помогает воде перейти в газообразное состояние. Растения получают воду корнями, а затем отдают часть её в атмосферу при испарении. Поэтому водяной пар появляется не только над большими водоёмами, но и над сушей.

Тёплый водяной пар поднимается вверх вместе с воздухом. Выше воздух обычно холоднее, и при охлаждении пар превращается в крошечные капли воды или кристаллики льда — это конденсация. Множество таких капель и кристалликов образует облака. Так вода, испарившаяся с поверхности, оказывается в атмосфере и переносится воздушными потоками.

Капли воды и кристаллики льда в облаках сталкиваются и объединяются, поэтому постепенно становятся крупнее. Когда они уже не могут удерживаться в воздухе, то падают на Землю. Это и есть осадки: дождь, снег или град. Какими будут осадки, зависит, в частности, от температуры воздуха по пути от облака до поверхности.

Выпавшая вода не вся сразу попадает в реки. Часть дождя или талой воды течёт по поверхности склонов, собирается в ручьи и затем попадает в реки и водоёмы; это называют поверхностным стоком. Другая часть просачивается между частицами почвы и пополняет подземные воды. Доля каждого пути зависит от особенностей поверхности и почвы.

Вода из ручьёв, рек и подземных источников может попасть в озёра, моря и океаны. Оттуда, а также с почвы и поверхности организмов, она вновь испаряется благодаря солнечному теплу. Затем пар охлаждается, образует облака, а осадки возвращают воду на сушу и в водоёмы. Так повторяющиеся этапы связывают атмосферу, сушу и водоёмы в единый круговорот.

Основные процессы круговорота воды

Читайте таблицу как последовательность возможных путей воды: сначала она может испариться, а после осадков — стечь или просочиться в почву. Не вся вода проходит все этапы одновременно или одним и тем же путём. По столбцу «Где или как проявляется» удобно находить примеры каждого процесса в природе.

Разбор задач

Задача 1. Расположи события в правильном порядке: образование облаков, выпадение дождя, испарение воды из озера. Чтобы решить, проследим путь воды от поверхности водоёма вверх, а затем обратно к Земле. Каждый следующий этап должен объяснять, откуда берётся вода для предыдущего события.

1. Вода из озера сначала испаряется и превращается в водяной пар.
2. Пар поднимается, охлаждается и конденсируется; образуются облака.
3. Капли в облаках увеличиваются, и вода выпадает дождём.

Ответ: испарение воды из озера → образование облаков → выпадение дождя. Здесь важен переход от жидкой воды к пару, а затем от пара к каплям.

Задача 2. Как вода из лужи после солнечного дня может оказаться в облаке, а затем выпасть дождём? Свяжем нагрев поверхности с изменением состояния воды. Потом проследим, что происходит с паром в более холодном воздухе.

1. Солнечное тепло нагревает воду в луже, и часть её испаряется.
2. Водяной пар поднимается в атмосферу, где воздух холоднее, и конденсируется в капельки воды.
3. Капельки образуют облако, становятся крупнее и выпадают на землю дождём.

Ответ: вода из лужи может попасть в дождевое облако после испарения и конденсации. Она не переносится в облако готовой лужицей: сначала превращается в пар, а затем — в капли.

Задача 3. После сильного дождя часть воды побежала по склону в реку, а часть впиталась в почву. Объясни, как оба пути связаны с круговоротом воды и куда вода может попасть дальше. Сначала различим движение по поверхности и уход воды в грунт. Затем проследим, как каждый путь может привести к новому испарению.

1. Вода, которая течёт по склону, образует поверхностный сток и попадает в реку.
2. Впитавшаяся вода просачивается глубже и может пополнить подземные воды.
3. Речная или подземная вода может попасть в водоём, откуда позже испарится; вода из почвы также может испариться.

Ответ: оба пути продолжают круговорот воды. Одна часть дождя возвращается в водоём по поверхности, другая уходит в почву; затем вода может попасть в водоёмы или атмосферу.

Типичные ошибки

• Ошибка — считать, что испаряется только вода из морей. Так думают, потому что океаны велики и над ними часто образуются облака. Проверь себя: назови ещё хотя бы три источника пара — это могут быть реки, озёра, влажная почва и организмы.

• Ошибка — путать испарение с конденсацией. Оба процесса связаны с изменением состояния воды, поэтому их легко поменять местами. Проверь себя по направлению перехода: жидкая вода становится паром при испарении, а пар — каплями при конденсации.

• Ошибка — думать, что облака состоят из водяного пара. Пар невидим, и потому можно принять за него видимую белую тучу. Проверь себя: облака образованы мельчайшими каплями воды и кристалликами льда.

• Ошибка — представлять круговорот только как движение воды между океаном и атмосферой. Такой упрощённый путь легко запомнить, но в нём не видно суши. Проверь себя: проследи, как вода после дождя попадает в реки, почву и подземные воды.

Связь с другими темами

Чтобы понять круговорот воды, нужно знать, что вода бывает жидкой, твёрдой и газообразной и может переходить из одного состояния в другое. Испарение и конденсация пригодятся при изучении погоды: с ними связаны облака и образование осадков. Круговорот показывает, как водоёмы, почва, атмосфера и живые организмы связаны в природных экосистемах. Поэтому изменение воды в одном месте может продолжиться в другой части природы.

Что запомнить

• Круговорот воды — непрерывное перемещение воды между поверхностью Земли и атмосферой.
• Солнечное тепло — важная причина испарения воды.
• При конденсации водяной пар превращается в капельки воды или кристаллики льда.
• Из облаков вода возвращается на Землю в виде осадков.
• Осадки могут стекать по поверхности или просачиваться в почву.
• Вода снова попадает в водоёмы и испаряется.