Річний водний баланс Землі

 

Елементи водного балансу	Об'єм, км3	Шар, мм
Периферійна частина суші (116 800 тис. км2)	106 000
Опади Річковий стік Випар
Замкнута частина суші (32 100 тис. км2) Опади Випар	7500*
Світовий океан (361 100 тис. км2) Опади Приплив річкових вод Випар	41 000 452 600	1 140 1 254
Земна куля (510 000 тис. км2) Опади Випар	525 100 525 100

* *У тому числі 830 км2, або 26 мм. річкового стоку.

 

Для Антарктиди останні розрахунки стоку, вироблені В. М. Котляковым, люб'язно надані мені ще до пуб-ликации цього виводу, складають 2200 км3, або близько 160 мм, проти 1060 км3 і 80 мм, прийнятим в моїх колишніх иссле-дованиях.

Опади для океану я приймаю за даними 1945 р. - 1140 мм. Тоді вони були прийняті по В. Мейнардусу (Meinardus, 1934), а тепер вони підтверджуються по найбільш достовірній карті Л. П. Кузнецовой і В. Я. Кульовою, опублікованою в 1964 р. Такий контроль результатів шляхом порівняння незалежно від виконаних розрахунків найбільш важливий для океану, оскільки сучасні уявлення про осідання, випадні на цій частині Землі, ще недосконалі.

Для усієї Землі мною отриманий шар опадів і випару в 1030 мм, а за даними М. І. Будыко (1970) - 1020 мм. Такі результати також дуже задовільні. Втім, за окремими виключеннями, ми користувалися одними і тими ж початковими даними для визначення опадів, а наявні розбіжності у величинах річкового стоку, важко, правда, порівнянні між собою, не впливають на результати розрахунків прибутковою і витратною частин, узагальнені для усієї Землі.

Тепер залишається ще розглянути питання про приплив підземних вод в океан, минувши річки. Припущення про те, що величина цього елементу водного балансу не має бути значною, було висловлене при характеристиці литогенного ланки кругообігу води. Але в саме останнім часом з'явилася перша, на мою думку, достовірна оцінка. цієї величини, отримана І. С. Зекцером і Г. П. Калининым і люб'язно переданая мені. За їх розрахунками, підземний стік безпосередньо в океан, віднесені до його акваторії, і складуть 120 мм, т. е.

Якщо цю величину віднести до периферійної частини суші, то шар підземного стоку в океан дорівнюватиме 19 мм, або дещо більше 5% повного річкового стоку, що живить океан.

З урахуванням цього елементу балансу сумарний стік усіх вод з суші досягає 43200 км3, а разом з річковим стоком замкнутої частини суші - 44000 км3. Цим об'ємам соответ-ствует шар стоку 369 мм і 295 мм замість 350 мм і 281 мм. Тоді оцінка випару з периферійної частини суші повинна зменшитися до 63 100 км3 (541 мм), а з усієї суші - до 70500 км3 (473 мм).

Декілька зміняться величини припливу усіх вод з суші в океан, віднесені до його акваторії, і складуть 120 мм, т. е. на 6 мм більше, ніж без урахування підземного стоку в океан, минувши річки. При осіданнях в океані по таблиці. 9 в 411600 км3 (1140 мм) дані про випар з нього підвищаться до 454800 км3 (1260 мм) замість 452600 км3 (1254 мм).

Але опади і випар із Землі в цілому, зрозуміло, оста-ются без именения.

 

Активність водообміну

 

Поняття про активність водообміну (Львович, 1964-6, 1966-а та ін.) характеризує тривалість гіпотетичної зміни усього об'єму цієї частини гідросфери в процесі кругообігу води. Практично активність водообміну (А) визначається по відношенню об'єму цієї частини гідросфери (ω) до прибуткового або витратного елементам її балансу, формований мого в процесі кругообігу води (γ):

де А - число років, необхідне для повного відновлень запасів води. У таблиці. 10 поміщені дані про активність водообміну.

 

Таблиця 10

Активність водообміну

 

Частини гідросфери	Об'єм (з округ-лением), тис. км2	Елемент балансу, тис. км2	Активність водообміну. число років
Океан Підземні води У тому числі зони активного водообміну Покривні льодовики Поверхневі води суші Реки Грунтова волога Пари атмосфери	1 370 000 60 000 4 000 1,2		5000* 330** 0,031 0,027
Уся гідросфера

* * З урахуванням підземного стоку в океан, минувши річки, 4200 років.

** ** З урахуванням підземного стоку в океан, минувши річки, 280 років.

 

Як видно з цієї таблиці, активність водообміну океану складає близько 3000 років. Ще повільніше обмін підземних вод - 5 000 років. Але основна частина підземних вод, як вже відмічено в I главі, є викопними розсолами. Такий їх стан пояснюється украй повільним водообміном. Тривалість обміну таких вод Г. П. Калинин оцінює в мільйони років. Інтенсивність обміну підземних вод зони активного обміну приблизно оцінюється в 3-3,5 століть, але якщо з цієї зони виключити малорухому частину підземних вод і виділити лише ту їх частину, яка живить річки і, отже, характеризується найбільшою рухливістю, то активність її водообміну може бути оцінена в десятки років. Зовсім інша активність водообміну, на три -пять порядків інтенсивніша, характерна для прісних вод. Особливо яскраво це проявляється для річок. Одноразовий об'єм води в їх руслах оцінюється приблизно в 1200 км3, а сумарний річний стік складає 38800 км3/рік. Звідси витікає, що обмін руслових річкових вод відбувається кожні 0,031 року, т. е. кожні 11 діб, або 32 рази впродовж року. Але якщо врахувати, що з річками пов'язана велика частина озер і усі водосховища, загальна активність обміну поверхневих вод суші виражається сімома роками. Висока активність річкових вод - виключно важлива властивість, завдяки якій забезпечуються основні потреби людства у воді.

Дуже висока активність атмосферної вологи. При об'ємі в 14 тис. км3 вона дає початок 525 тис. км3 опадів, випадних на Землі. Завдяки цьому зміна усього об'єму атмосферної вологи в середньому відбувається кожні десять діб, або 36 разів впродовж року.

Процес випару води і конденсації атмосферної вологи забезпечує прісну воду на Землі. У ланцюзі кругообігу води його річкове і озерне ланки, так само як і грунтова волога, слідують відразу ж після конденсації пари атмосфери, тому для цих частин гідросфери характерна переважно прісна вода.

Що стосується активності обміну грунтової вологи, то, оскільки вона найтісніше пов'язана з атмосферними процесами і в основному піддається сезонним коливанням, мабуть, зміна її відбувається впродовж року.

Абсолютно особливе положення займають льодовики. Величезні маси прісної води законсервовані у вигляді льоду. Річна витрата усіх полярних покривних льодовиків, за сучасною приблизною оцінкою, складає небагатьом менше 3 тыс.км3. Звідси тривалість зміни усього об'єму покривних льодовиків досягає приблизно 8 тис. років. Раніше цю вели-чину я оцінював в 15 тис. років (1966-а). П. А. Шуйский із співавторами (Shumskiy та ін., 1964), приймаючи об'єм покривних льодовиків в 24 млн. км3, а стік з них в 2500 км3/рік, оцінили тривалість обміну маси льодовиків в 9600 років.

В цілому уся гідросфера змінюється в середньому кожні 2800 років. Гідросфера разом з атмосферою і біосферою належить до найбільш активних сфер Землі.