Круговорот воды в природе

Определения и обозначения

Круговорот воды в природе — непрерывное перемещение воды между земной поверхностью, водоёмами и атмосферой. Вода при этом не исчезает, а меняет место и иногда состояние: например, превращается из жидкости в пар, а затем снова в капли. Это понятие помогает связать в одну цепь испарение, образование облаков, осадки и возвращение воды в водоёмы.

Испарение — переход жидкой воды в водяной пар с поверхности воды и влажной почвы. Оно происходит, когда часть молекул покидает поверхность жидкости; кипение для этого не требуется. Испарение важно для круговорота, потому что благодаря ему вода попадает с земной поверхности в атмосферу.

Конденсация — превращение водяного пара в мельчайшие капли воды или кристаллики льда при охлаждении воздуха. Пар становится видимыми каплями или льдинками, из которых образуются облака. Этот процесс объясняет, как вода из атмосферы может собраться в облаках и позднее выпасть на землю.

Осадки — вода, выпадающая из облаков на земную поверхность в виде дождя, снега, града или других форм. Их вид зависит от условий в воздухе и температуры. Осадки возвращают воду из атмосферы на сушу и в водоёмы, поэтому без них круговорот не завершал бы свой путь.

Как это устроено

Солнечное тепло нагревает поверхность океанов, морей, рек и озёр, а также почву. Чем больше энергии получают молекулы воды, тем активнее часть из них покидает поверхность и превращается в невидимый водяной пар. Поэтому вода испаряется не только из больших водоёмов, но и с влажной земли. Это начало пути воды из земной поверхности в атмосферу.

Вода возвращается в воздух и благодаря растениям: она испаряется с их поверхности, в том числе через листья. Корни получают воду из почвы, а затем она проходит через растение и выходит наружу в виде водяного пара. Так растения участвуют в перемещении влаги даже там, где рядом нет реки или озера. Количество такой влаги зависит, в частности, от наличия растений и условий окружающей среды.

Нагретый у поверхности воздух становится легче и поднимается, увлекая водяной пар вверх. На высоте воздух обычно холоднее, поэтому пар теряет тепло и конденсируется — превращается в крошечные капли или кристаллики льда. Так формируются облака; отдельные капли слишком малы, чтобы сразу упасть на землю. Охлаждение воздуха и конденсация связывают испарение с образованием облаков.

Внутри облака капли сталкиваются и объединяются, а кристаллики льда могут увеличиваться. Постепенно частицы становятся достаточно крупными и тяжёлыми, чтобы выпадать из облака. Если по пути к земле воздух достаточно тёплый, вода достигает поверхности дождём; при других температурных условиях возможны снег или град. Так облачная влага возвращается в природную систему в виде осадков.

Попавшая на сушу вода движется разными путями. По поверхности она может стекать в ручьи, а затем в реки и водоёмы; часть просачивается в почву и пополняет подземные запасы влаги. Ручьи и реки переносят воду дальше, и значительная её часть в конечном счёте возвращается в океаны и другие водоёмы. Оттуда под действием солнечного тепла вода снова испаряется, и цикл продолжается.

Основные процессы круговорота воды

Читайте таблицу слева направо: так видно, что происходит с водой, почему начинается каждый процесс и куда она перемещается. Первые строки описывают путь воды в атмосферу, а последние — её возвращение на земную поверхность. В природе эти процессы могут происходить одновременно в разных местах.

Разбор задач

Задача 1. Порядок процессов

Расположи процессы в порядке, в котором вода проходит их в круговороте: образование облаков, испарение, выпадение осадков.

1. Сначала найди процесс, при котором вода покидает земную поверхность и попадает в воздух. Это испарение, поэтому оно должно стоять первым.
2. Затем определи, что происходит с водяным паром после подъёма и охлаждения. Он конденсируется, и возникают облака, значит, образование облаков следует за испарением.
3. Наконец, облачные капли или кристаллики укрупняются и падают на землю. Поэтому выпадение осадков завершает предложенную последовательность.

Ответ: испарение → образование облаков → выпадение осадков. В полном описании между испарением и облаками можно отдельно назвать подъём пара, его охлаждение и конденсацию. Эти процессы объясняют, почему вода сначала оказывается в воздухе, а затем собирается в облаках.

Задача 2. Почему исчезают лужи

Объясни, почему после дождя лужи постепенно исчезают, даже если вода не стекает в ближайший водоём.

1. Проверь, обязательно ли вода должна стечь в реку или озеро, чтобы покинуть лужу. Нет: солнечное тепло помогает части воды испариться с поверхности и перейти в воздух в виде пара.
2. Учти, что вода может уходить не только вверх, но и вниз. Если под лужей есть почва, часть влаги постепенно просачивается в неё.
3. Сопоставь эти пути с условием задачи: ближайшего стока нет, но испарение и просачивание всё равно возможны. Поэтому вода убывает, хотя её не уносит ручей.

Ответ: лужа уменьшается из-за испарения, а часть воды может просочиться в почву. Скорость исчезновения зависит от условий: например, от нагрева солнцем и свойств поверхности. Так вода продолжает движение в круговороте, даже если её путь не проходит через ближайший водоём.

Задача 3. Путь капли с суши в океан

Проследи путь капли дождя, выпавшей на сушу: опиши, как она может попасть из почвы в реку, затем в океан и снова в атмосферу.

1. Начни с почвы: дождевая вода может просачиваться сквозь неё и перемещаться в более влажные слои. Если вода выходит на поверхность или попадает в ручей, она начинает двигаться к реке.
2. Проследи дальнейший путь по водным потокам. Ручьи соединяются с реками, а реки переносят воду в другие водоёмы и, в конечном счёте, в океан.
3. Найди способ, которым вода покидает океан и возвращается в воздух. Под действием солнечного тепла она испаряется, а водяной пар поднимается и переносится воздухом.

Ответ: почва → ручей или подземный сток → река → океан → испарение → атмосфера. У конкретной капли путь может отличаться: часть воды стекает по поверхности, а часть задерживается в почве или водоёмах. Но переход к реке, движение к океану и последующее испарение показывают один из возможных маршрутов круговорота.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что испаряется только вода морей и океанов. Так думают, потому что океаны занимают огромную площадь, но вода испаряется также из рек, озёр и почвы, а ещё с поверхности растений. Чтобы проверить себя, спроси: может ли высохнуть небольшая лужа или влажная земля вдали от моря? Если да, испарение не ограничено океанами.

Испарение иногда путают с кипением, потому что оба процесса превращают жидкую воду в пар. Но при испарении молекулы уходят с поверхности, и вода может оставаться прохладной и не кипеть. Проверь себя вопросом: исчезает ли вода с мокрой одежды при обычной температуре? Это испарение, а не кипение.

Неверно представлять облака как скопления водяного пара. Пар — газ, которого обычно не видно, тогда как видимые облака состоят из мельчайших капель воды или кристалликов льда. Ошибку легко проверить по определению конденсации: охлаждённый пар превращается в такие частицы, и именно они образуют облако.

Ещё одна ошибка — воображать круговорот как движение воды только над океаном по замкнутому пути. В действительности осадки выпадают и над сушей, а вода стекает в реки или просачивается в почву. Проверь свою схему: если в ней нет суши, рек и почвы, добавь эти части пути; значительная часть воды возвращается в океаны через водоёмы и речной сток.

Связь с другими темами

Для понимания круговорота нужно знать, что вода бывает жидкой, твёрдой и газообразной и может переходить из одного состояния в другое. Эти изменения помогают объяснить испарение, конденсацию и появление осадков. Круговорот показывает, откуда берутся осадки, как пополняются реки и водоёмы и почему пресная вода распределена по Земле неравномерно. Поэтому тема связана с погодой и климатом, водами суши и природными зонами.

Что запомнить

• Круговорот воды — непрерывное перемещение воды между земной поверхностью и атмосферой.
• Солнечное тепло — главный источник энергии круговорота воды.
• Вода испаряется с водоёмов, почвы и поверхности растений.
• При охлаждении водяной пар конденсируется, образуя капли воды или кристаллики льда.
• Осадки возвращают воду из атмосферы на земную поверхность.
• Вода с суши стекает в водоёмы или просачивается в почву.