Файл: Давыдов Л.К. Общая гидрология учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 184

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

для большого круговорота воды

zc+ rc=xc,

для областей внутреннего стока

 

(6)

для земного шара в целом

 

Z 0-\-Zc-\-Z3— X 0-\-X c-\-X B, или Z 3= X 3,

(7)

где X — годовая сумма осадков; Z — испарение; Y — сток

речных

вод. Индексы при буквенных выражениях обозначают «о» — океан, «с» — периферийную часть суши, «в» — области внутреннего стока, «з» — земля в целом.

Автор этих уравнений положил начало современным исследова­ ниям мирового водного баланса. С тех пор произведено более де­ сяти фундаментальных исследований, которые по методу, положен­ ному в их основу, делятся на три группы:

1) вычисление стока и осадков по 5 или 10-градусным поясам суши (Фрицше, 1906 г.; Вюст, 1922 г.; Марчинек, 1964 г.);

2)вычисление и составление карт испарения по радиационному

итепловому балансу (Будыко, 1956 г.; Альбрехт, 1961 г.);

Таблица 5

Мировой водный баланс (по М. И. Львовичу)

 

Годовой объем,

Годовой слой,

В %

от годовой

Элементы баланса

суммы

атмосфер­

км3

мм

ных осадков

земного шара

Периферийные области (площадь 116 800 тыс. км2)

Осадки

 

106 000

910

20,2

Речной сток

 

41 000

350

7,8

Испарение

 

65 000

560

12,4

Области внутреннего стока

(площадь 32 100 тыс. км2)

Осадки

 

74001

238

1,4

Испарение

 

7400

238

1,4

Мировой

океан

(площадь 361 100 тыс. км2)

 

Осадки

 

411600

1140

78,2

Приток речных вод

 

41 000

111 2

7,8

Испарение

 

452 000

1251

8 6 , 0

Земной

шар

(площадь 510 000 тыс. км2)

 

Осадки

 

525 000

1030

100,0

Испарение

 

525 000

1030

100,0

1 В том числе речной сток около 830 км3, или 26 мм.

2 Слой притока речных вод отнесен к площади Мирового океана.


3) составление карт речного стока земного шара (Львович, 1945, 1964 гг.) и в последующем карт всех основных элементов водного баланса суши.

Вдвух последних группах исследований используются мировые карты осадков, среди которых большой известностью пользуются карты О. А. Дроздова.

Втабл. 5 приводятся данные по водному балансу земного шара. Речной сток в океан включает и расход льда полярных ледни­

ков. Сток всех рек земного шара равен 41800 км3, из которых на области внутреннего стока приходится всего лишь около 800 км3, а 41 000 км3 речных вод ежегодно вносятся в океан.

§ 9. Внутриматериковый влагооборот

Внутриматериковый влагооборот привлекает внимание многих ученых. Большой вклад в изучение этого вопроса был сделан рус­ скими учеными А. И. Воейковым, И. И. Касаткиным, А. А. Камин­ ским. Их заслуга заключается в постановке и первой попытке ре­ шения некоторых сторон проб­

 

лемы влагооборота.

посвящено

 

Много

работ

 

количественной оценке внутри-

 

материкового

влагооборота.

 

Идеи А. А. Каминского (1925,

 

1933

гг.)

нашли

отражение

 

в расчетах

влагооборота для

 

территории

США,

проделан­

Рис. 3. К расчету элементов влагооборота

ных

Хольцманом

и Торнтвей-

ограниченной территории.

том, и в работах советских ме­

 

теорологов. О. А. Дроздовым и

другими были определены составляющие влагооборота для отдель­ ных частей нашей страны, основанные на большом фактическом материале.

В общем виде задача расчета элементов влагооборота для огра­ ниченной территории решается следующим образом. Пусть А (рис. 3) — количество водяных паров, поступающих на данную тер­

риторию извне в среднем за год; X — сумма атмосферных

осад­

ков, выпадающих за год на данную территорию; Z — среднее годо­

вое испарение; Y — средний годовой сток. Величины

X, Y и Z

свя­

заны между собой известным уравнением водного

баланса

(см.

§ 135)

 

 

X = Z + Y .

 

(8)

Из общего количества водяного пара А, поступающего на дан­ ную территорию извне, часть выносится за пределы этой террито­ рии, часть расходуется на образование осадков, выпадающих на данной территории. Это так называемые внешние осадки ХБ. К ним присоединяются осадки, образовавшиеся из водяного пара, создан­ ного местным испарением,— это внутренние (местные) осадки


X Хв■ Таким образом,

общее количество

осадков,

выпадающих

на данную

территорию,

складывается из

внутренних и внешних

осадков.

пар, обязанный своим происхождением

местному ис­

Водяной

парению, не полностью расходуется на формирование осадков. Часть его выносится за пределы рассматриваемой территории, и тем большая, чем меньше эта территория. Если обозначить это количество влаги через С («атмосферный сток»), то нетрудно по­ лучить уравнение

Z = ( X - X B)+ C,

(9)’

откуда, учитывая уравнение (8), следует

 

* „ = С + К .

(Ю)'

Последнее уравнение, связывающее сумму внешних

осадков

с величинами атмосферного и речного стока, может служить осно­ вой для расчета влагооборота на любой территории суши. Зная,

например, X

и А'в, можно

определить значение так называемого

коэффициента

влагооборота

X

. Коэффициент влагооборота по-

 

 

А в

называет, сколько раз пришедший извне и вступивший во влагооборот водяной пар выпадает в виде осадков до тех пор, пока ат­ мосферная циркуляция и речной сток не вынесут его за пределы рассматриваемой территории.

О. А. Дроздов предлагает коэффициент влагооборота для срав­ нительно большой территории вычислять по формуле

K.,-'+4è-’

O')

где Z — испарение на единицу длины наветренного контура;

L

длина пути переноса водяного пара; со — влагосодержание в атмо­ сфере; и — средняя скорость переноса.

Очевидно, что при малом количестве внутренних осадков вели­ чина Квя будет близка к единице, при большом их значении она должна быть больше единицы. С увеличением пути переноса, а сле­ довательно, и площади рассматриваемой территории значение Квл увеличивается. Так, по подсчетам метеорологов, Квл в бассейне

Оки

равно 1,04, на ЕТС 1,10, на территории США 1,25, в Евра­

зии

1,51.

Г. П. Калинин произвел приближенный расчет количества ат­ мосферной влаги, приносимой на территорию Советского Союза и уносимой за ее пределы. Разница оказалась близкой к суммар­ ному стоку всех рек СССР.

При продвижении масс воздуха в глубь материка возрастает роль местного испарения в образовании осадков из океанического пара. О большой роли местного испарения в образовании осадков в свое время писали А. И. Воейков и И. И. Касаткин. Работы Касаткина интересны тем, что он обратил внимание на возможность



усиления влагооборота хозяйственными мероприятиями, про­ водимыми на больших пространствах. Выделяя из общего коли­ чества влаги на материке активную часть (воду, испаряющуюся с поверхности почв, растительности, озер, болот, рек и заключен­ ную в почвах), он полагал, что чем дольше эта активная часть влаги задержится на материке, тем больше оборотов она может сделать на своем пути в глубь материка и тем с большим эффек­ том она может быть использована в народном хозяйстве.

В настоящее время в связи с преобразованием природы на юге

.нашей страны, направленным на борьбу с засухой и повышение урожайности, большими мелиоративными работами, проводимыми в зоне постоянного увлажнения, разработкой проектов переброски вод с севера на юг и строительством водохранилищ вопросы внутриматерикового влагооборота вновь привлекают внимание ученых. Оценивая влияние мелиоративных мероприятий и полезащитного лесоразведения на юге нашей страны, О. А. Дроздов пришел к вы­ воду, что режимные изменения осадков, вызванные дополнитель­ ным испарением и усилением степени шероховатости поверхности (при лесоразведении), произойдут как на самой преобразуемой территории, так и на удаленных от нее подветренных частях мате­ рика. Однако изменения эти сравнительно невелики. Таким обра­ зом, хотя усиление внутреннего влагооборота страны подтвержда­ ется расчетами метеорологов, оно не столь значительно, как полагал ранее Касаткин. Эффект проводимых мероприятий в больлпей степени проявляется в превращении поверхностного стока ;в почвенную влагу и грунтовой сток, о чем будет сказано ниже.

ОКЕАНЫ И МОРЯ

ГЛ А В А 4. МИРОВОЙ ОКЕАН И ЕГО ЧАСТИ

§10. Распределение суши и воды по земному шару

Пространство Земли, покрытое водами океанов и морей, пред­

ставляет

собой

непрерывную водную

оболочку,

называемую М и ­

р о в ы м

о к е а н о м . Мировой океан

расчленяет

сушу на

отдель­

ные материки,

острова и архипелаги.

Из общей

площади

поверх­

ности Земли 510 млн. км2 на долю суши приходится всего 149 млн. км2, или 29%. Остальные 361 млн. км2, или 71%, заняты

поверхностью

Мирового

 

 

 

 

 

океана.

 

 

 

 

 

 

 

 

Суша и вода распреде- 60

 

 

 

 

ляются

по

поверхности Зем-

30

 

 

 

 

ли неравномерно:

большая

о

 

 

 

 

часть

суши сосредоточена

30

 

 

 

 

в северном полушарии (39%

во

 

 

 

 

площади занимает суша и дп

10

20

30

чооооооош *

61% вода), в южном пре-

0

обладает

водная

поверх-

Рис. 4.

Распределение

суши и воды по ши-

ность

(площадь воды

81%,

 

 

ротам,

 

суши 19%).

 

 

распределении

поверхности

воды и суши

Неравномерность в

сохраняется при любом сечении, по которому земной шар разде­ ляется на два полушария. Можно выбрать такое положение боль­ шого круга, при сечении по которому земной шар разделится на два таких полушария, что в одном из них будет расположена большая часть водной поверхности, в другом — большая часть по­ верхности суши. Первое полушарие называется океаническим, вто­ рое — материковым. Полюс водного полушария находится к юговостоку от Новой Зеландии, полюс материкового — около устья,

р. Луары во Франции. В материковом полушарии полностью на­

ходятся материки Европа, Азия, Африка, Северная Америка и.

часть Южной Америки, в водном — большая

часть Тихого океана

и южные части Атлантического и Индийского

океанов. В материко­

вом полушарии поверхность суши составляет 47%, воды

53%,..

в океаническом — соответственно 9 и 91%. Таким образом,

даже: