Океаны и моря покрывают 71% общей площади Земли, а вместе с водными объектами суши (ледники, озера, водохранилища, болота и др.) общая покрытость Земли водой составляет почти 3/4. Гидросфера – это водная оболочка Земли, представляющая совокупность всех водных объектов планеты: океанов, морей, рек, озер, болот, ледников, снежного покрова, подземных вод, В состав гидросферы также входит вода атмосферы, почвенная влага и вода живых организмов. В гидросфере представлены основные фазовые состояния воды — жидкое, твердое и газообразное. Это сплошная оболочка Земли, хотя иногда и невидимая, в случае, когда она представлена только водяным паром или почвенной влагой. Ведь, как известно, водяной пар в атмосфере — необходимый участник создания первичной биологической продукции, или фотосинтеза; а почвенная влага — растительной биомассы Земли. Кроме того, как водяной пар, так и почвенная влага играют важнейшую роль в глобальном гидрологическом цикле. Таким образом, гидросфера проникает во все другие геосферы и играет важнейшую роль в глобальных процессах обмена веществом и энергией, осуществляя эрозию и денудацию горных пород, перенос и отложение продуктов их разрушения в виде природных растворов разнообразнейшего содержания и различной концентрации, встречающихся всюду в экосфере.
Воды на земле много, но 97% – это солёная вода океанов и морей, и лишь 3% – пресная. Из этих 3% – ¾ почти не доступна живым организмам, т.к. это вода «законсервирована» в ледниках гор и полярных «шапках» Арктики и Антарктики (рис. 1). Это резерв пресной воды. Из воды доступной живым организмам основная часть заключена в их тканях. По сравнению с этими показателями атмосферная влага составляет лишь ничтожную долю в общем объёме. Но именно атмосферная влага играет наиболее важную роль в биогеохимическом круговороте воды.
Рис. 1.
Физические свойства воды весьма специфичны:
1. При нагревании от 0°С до 4°С объём воды не увеличивается, а уменьшается., и максимальная плотность достигается не в точке замерзания (0°С), а при 4°С.
2. При замерзании вода расширяется, а не сжимается, как все другие тела, плотность её уменьшается.
З. Температура замерзания воды с увеличением давления понижается, а не повышается.
4. Удельная теплоёмкость воды чрезвычайно велика по сравнению с удельной теплоёмкостью других веществ.
5. Вследствие высокой диэлектрической постоянной вода обладает большей растворяющей и диссоциирующей способностью в сравнении с другими жидкостями.
6. У воды самое большое поверхностное натяжение из всех жидкостей: 75•10-3 дж/м2.
В особенности значительную роль играет очень высокая величина скрытой удельной теплоты испарения-конденсации, потому что 84% солнечной радиации, поглощаемой поверхностью Земли, расходуется на испарение. Тем самым, энергия Солнца как бы запускает и поддерживает глобальный круговорот воды.
Океан играет важнейшую и весьма неоднозначную роль терморегулятора экосферы. Ледники существенно влияют, благодаря их высокой отражательной способности (альбедо), на формирование глобального теплового баланса атмосферы и поверхности Земли.
Важнейшим процессом в экосфере является глобальный круговорот воды, или, по другой терминологии, гидрологический цикл. Он служит основой единства географической оболочки, играя важнейшую роль во всемирном обмене веществом и энергией. Главным образом, под воздействием солнечной энергии вода испаряется с поверхности океанов и суши. Испарившаяся влага включается в процесс атмосферного влагопереноса. При этом часть атмосферного потока влаги выпадает в виде атмосферных осадков, снова испаряется, снова выпадает в виде осадков, и т.д. Так осуществляются влагообороты в пределах материков и океанов (рис. 2, 3, 4). Глобальный круговорот воды состоят из океанического и материкового звеньев, взаимосвязанных обменом водяного пара между океаном и сушей, и стоком с суши в океан. Преобладающая часть выпадающих на сушу осадков испаряется, остальное стекает в океан, главным образом, в виде речного стока, а также стока подземных вод и отрыва («отёла») ледников в Море. На почти третьей части неледниковой поверхности суши речные воды не имеют стока в океан и заканчиваются в бессточных впадинах, 
часто заполненных озерами.
Рис. 3. Схема круговоротов осадков на суше (Константинов, 2003)
Изменения гидрологического состояния Земли связаны не с изменениями общего мирового объёма воды, а с пространственным перераспределением воды, в особенности с изменениями соотношения запасов воды в океанах и ледниковых покровах. При большем развитии оледенения на Земле вода гидросферы в большей степени концентрируется в ледниках, и уровень Мирового океана понижается. И наоборот, высокий уровень океана соответствует относительно малому объёму ледниковых покровов.
Уравнения водного баланса для океана, для суши со стоком в океан и для областей внутреннего стока (бессточных) выглядят следующим образом соответственно:
PO + RL – EO = ∆WO ; PL – EL – RL = ∆WL ; PC – EC = ∆WC .
Здесь P – осадки, E – испарение, R – сток, ∆W – изменение запаса влаги в соответствующей области (O – в Мировом океане, L – в областях суши со стоком в Мировой океан, C – в областях суши с внутренним стоком).
Все компоненты глобального водного баланса пока определяются с невысокой точностью. Задача более надежного определения компонентов водного баланса мира – это одна из важнейших проблем гидрологии и геоэкологии. Величина некоторых компонентов глобального водного баланса за год выглядят следующим образом (табл. 1):
Таблица 1. (Голубев, 1999) Величина некоторых компонентов глобального водного баланса за год
Отметим, что около 30 тыс.км3 в год расходуется на транспирацию растениями, или 42% суммарного испарения с поверхности суши.
Влияние деятельности человека на компоненты мирового водного баланса пока затушевывается относительно невысокой точностью определения компонентов. Однако глобальные модели циркуляции климата показывают, что антропогенные изменения климата повысят интенсивность водообмена в глобальном гидрологическом цикле.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему