ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 0
50 сантиметров, прост и остроумен. Через горловину в верхней части сферы заливается морская вода и по падает в чашу, расположенную в нижней части аппарата и обрамленную специальным тепловым экраном 'из чер ной пленки. Если после этого опреснитель опустить за борт, то, благодаря разности температур на нижней и верхней полусферах, первая из которых погружена в море, а вторая охлаждается воздухом, вода -из чаши начнет испаряться. Сконденсированные пары воды кап лями стекают в специальный резервуар, откуда «готовая продукция» с помощью трубки выводится наружу.
Просто? Остроумно? Очень. И не удивительно, ибо и конструкцию, и принцип работы этого миниатюрного опреснителя английские инженеры подсмотрели... у при роды.
Свыше 360 миллионов квадратных километров, или 70,8 процентов всей поверхности земного шара, занимают моря и океаны, в которых сосредоточено 1 370 322 тысячи кубических километров соленой, не пригодной для питья воды. Ежегодно с поверхности Мирового океана испаря ется слой воды толщиной около 1,24 метра, что по объе му составляет 448 тысяч кубических километров. Боль шая часть этого количества воды, 412 тысяч кубических километров, возвращается в океан в виде осадков, остальную влагу ветры переносят на окружающие мате рики.
С поверхности суши, водоемов и растений испаряется 63 тысячи кубических километров воды. Под влиянием снижения температуры воздуха водяные пары конденси руются и выпадают на землю в виде дождя и снега, чтото около 100 тысяч кубических километров каждый год. Этого количества воды достаточно, чтобы покрыть сушу слоем в 670 миллиметров.
Пресная вода, поступающая на материки в виде па ра, снега и дождя, дает жизнь растениям, пополняет за пасы льда в горных и полярных районах, питает много водные реки и озера, сохраняется 9 виде почвенной и атмосферной влаги. А затем, как бы замыкая грандиоз ный круговорот воды, с поверхности суши снова испаря ется 63 тысячи кубических километров влаги и чуть боль ше 36 тысяч возвращается в океаны и моря в виде реч ного стока. Многие десятки тысяч кубических километров воды попадают в Мировой океан подземным стоком.
С физической точки зрения круговорот воды в приро де можно сравнить с гигантским вечно действующим тепловым двигателем, у которого Солнце служит по
ставщиком |
топлива, а |
в качестве |
котла выступает |
Океан. |
|
|
|
Считают, что большая часть солнечной энергии по |
|||
глощается |
10-метровым |
верхним слоем |
воды. Аккумули |
рованная этим слоем, очень незначительным в сравнении с размерами нашей планеты, тепловая энергия начинает
оттуда поступать в |
атмосферу |
и воздействовать |
на нее. |
|
|
Известно, что для |
повышения |
температуры грамма |
воды с 20 до 21 градуса необходимо затратить одну ка лорию. Для превращения этого же грамма воды в пар при той же температуре требуется израсходовать энер гию, в 596 раз большую. Это так называемая «скрытая теплота парообразования». И что очень важно, испаря ясь, океаны и моря отдают атмосфере свою «скрытую теплоту», с каждого квадратного метра поверхности око ло 73 миллионов калорий в год.
Куда же девается эта энергия? Она высвобождается при образовании капель воды в облаках. Конденсация одного грамма пара высвобождает столько же энергии, сколько требуется для превращения воды в пар. Ученые подсчитали, что большое грозовое облако по количеству энергии, содержащейся в нем, эквивалентно водородной бомбе! Часть энергии идет на формирование морских течений и атмосферной циркуляции между акваториями океанов и материками.
Так в самых общих чертах выглядит работа гигант ского природного опреснителя, в котором в качестве кот
ла выступает |
Мировой океан, |
топлива — энергия |
Солн |
||
ца, |
системы |
охлаждения — атмосфера |
Земли. А |
много |
|
ли |
пресной |
воды получает |
природа, |
создавшая |
этот |
«опреснитель»?
Обратившись к таблице, легко обнаружить, что около 98 процентов запасов воды в гидросфере приходится на долю соленых вод Мирового океана и подземных. И толь ко два процента, или 30,9 миллиона кубических кило метров,— «а долю пресных вод, причем 85 процентов их сосредоточено в горных ледниках и полярных льдах, которые находятся в удаленных и малонаселенных рай онах и почти не используются человеком.
8. Зак. 149 |
113 |
«Если мы объем земного шара сведем к шару диа метром в 10 метров, то в этом масштабе:
—воды океанов составят объем бассейна 225 литров;
—полярные льды растопятся в (пятилитровом со
суде;
—пресные поверхностные воды континентов вме стятся в бутылку из-под минеральной воды;
—подземные воды, которые человек использует в те чение года, поместятся в небольшом стаканчике;
—что же касается всего населения, то, если его собрать в одном месте, оно не займет даже площади ко пеечной монеты».
Так образно представляет себе французский специа лист Рэнэ Коля обеспеченность человечества пресными водами. Картина, согласитесь, впечатляющая!
Вся |
гидросфера |
Объем,, тыс. |
% от объема |
||
куб. км |
гидросферы |
||||
|
|
|
|||
Мировой |
океан |
|
1 370 322 |
93,77 |
|
Подземные воды (все) |
60 ООО |
4,10 |
|||
в том числе пресные |
4 ООО |
0,27 |
|||
Ледники |
|
|
26 660 |
1,82 |
|
Озера с пресной |
водой |
125 |
0,015 |
||
с соленой |
водой |
105 |
0,005 |
||
Почвенная |
влага |
|
75 |
||
Пары атмосферы |
|
14 |
0,001 |
||
Речные воды |
|
1,2 |
0,0001 |
В настоящее время человечество «выпивает» не боль ше 0,0002 процента общих запасов воды в гидросфере, или 0,02 процента имеющейся на земном шаре пресной воды. Совсем немного. И по-видимому, прав известный советский ученый профессор М. И. Львович, когда гово рит, что «на основании ничтожно малого объема пресных вод относительно всего объема гидросферы иногда' де лаются пессимистические выводы об угрожающем чело вечеству «водном голоде». В действительности не малые абсолютные запасы пресных вод создают такую угрозу. Гораздо большее значение, чем единовременный запас пресных вод (объем пресных частей гидросферы), имеет «динамический запас», т. е. вода, участвующая в круго вороте. Во-первых, эта вода пресная, во-вторых, она веч на, так как непрерывно возобновляется в процессе круго ворота».
Профессор прав. Он имеет в виду современные мас штабы потребления пресной, вечно возобновляемой воды. А что ожидает человечество в далеком и недалеком бу дущем?
2. ДОЖДЬ И СНЕГ. ЛЕД. РЕКИ И ОЗЕРА
Большую часть тех динамических запасов пресных вод, о которых говорит профессор М. И. Львович/при носят с собой облака. Родившись где-то над просторами морей и океанов, они белыми парусами наплывают на континенты и дарят им прохладную воду. Животворные дожди питают черноземные степи Украины, дают рост и силу кубанской пшенице, поднимаются весной зеленым ковром разнотравья в пустыне Каракум, бескрайними плантациями хлопка в Ферганской долине и у подножий Копет-Дага. Дождь, снег и лед, родившиеся из влажного
дыхания Океана, |
дают жизнь бурным горным |
потокам |
и величественной |
Волге, бело-голубому Нилу и |
гранди |
озной Амазонке. |
Там же, куда не дотянуться |
щедрым |
рунам океанических муссонов, раскинулись знойные пу стыни Атакама, Сахара, Намиб, Калахари, Тар, Великая Австралийская пустыня. За целый год здесь не выпадает и 100 миллиметров осадков. Бывают годы, когда ни одно го дождя не дарит .небо раскаленным пескам и камени стым равнинам. На протяжении 8—9 месяцев в году ни одно облачко не проплывает над пустыней и только пес чаные бури время от времени застилают небосклон, раз рушая воздушные замки зыбких миражей.
У нас, в средней полосе России, ежегодно выпадает 400—600 миллиметров осадков. Равной силы дожди и снегопады отмечаются и в Подмосковье, и под Минском, и на территории когда-то знаменитых своей непроходи мостью Пинских болот.
Чуть больше годовое количество осадков в Централь ной Европе и только в одном из районов Германии, в Небельхёрне, сумма атмосферных осадков за год может достигать весьма значительной величины — 2537 милли метров! Для Европы это очень много. В зоне же развития тайфунов и циклонов — в Азии, на Мадагаскаре, в Цен тральной Америке и Карибском море, на северных и южных тихоокеанских островах такое количество осадков может выпасть всего лишь за двое суток!
8* |
115 |
Так, в районе Багио на северных Филиппинах в июле 1911 года за одни суши выпало 1207 миллиметров ат
мосферных осадков, примерно |
столько |
же (1169 милли |
|||
метров) было зарегистрировано |
ровно |
через |
тридцать |
||
лет, 14 июля |
1941. Тропические |
|
ливни |
обрушиваются и |
|
на некоторые |
районы Японии. |
В |
Осугидани, |
например,, |
в течение суток может выпасть до 825 миллиметров осад
ков, в Танабе — 900, в Футомияма |
— 920, Одаигахарая- |
||
ма — 1011. |
|
|
|
Такие очень «.мокрые» |
районы |
известны не |
только |
в Юго-Восточной Азии. |
На противоположной |
стороне |
земного шара, в Колумбии, в бассейне реки Атрато есть городок Кибдо. Годовое количество осадков здесь превы
шает |
10 метров |
734 миллиметра! И это не рекорд: в Ас |
||
саме, |
в районе |
Чвррапунджи, слой воды, выпавшей за |
||
год, достигает |
11 метров, а в Кауаи на |
Северных |
Га |
|
в а й я х — д а ж е |
12 метров 93 миллиметров. |
Если бы |
вода |
|
не испарялась, |
не просачивалась в землю |
и не стекала |
в реки и море, то в течение года дожди здесь .могли бы затопить четырехэтажный дом.
Чем выше в горы, тем больше выпадает осадков. При
мерно на 100 |
миллиметров |
увеличивается их |
количество |
|
с поднятием |
на каждый |
километр (так |
называемый |
|
плювиометричеокий |
градиент). Например, |
на леднике |
||
Федченко на |
высоте |
5 километров выпадает осадков в |
10 раз больше, чем в близлежащих районах на уровне моря.
На таких высотах осадки выпадают в основном в ви де снега. Он скапливается в расселинах окал, растет де сяти—двадцатиметровыми сугробами за каждым препят ствием на пути ветра. Быстро уплотняется, твердеет и превращается в фирн («фирн» на древнем верхнегерман ском наречии означает «старый»).
По отношению к фирну слово старый взято в кавычки как нельзя более кстати. Действительно, как можно этим словом характеризовать состояние прошлогоднего зер нистого полульда-полуснега, когда нам известны ледовые массивы в центральных районах Антарктиды, возраст ко торых превышает миллион лет. Вот это старый лед!
Кстати, об Антарктиде. Каждый из'нас, в Антарктиде не бывавших, произнося это слово, представляет себе заледенелый материк, забавных пингвинов, пургу и заснеженные бескрайние просторы центральных районов.
Представление это, по-видимому, верное. Но вот для меня было неожиданностью, когда, перелистывая чудес ную книгу Джеймса Л. Дайсона «В мире льда», я узнал, что в горных районах Антарктиды ежегодное накоп ление снега не превышает 15 сантиметров. Если при нять плотность снега равной 0,4, можно легко опре делить, что в пересчете на жидкость количество осадков здесь составляет всего 60 миллиметров, т. е. не больше, чем в пустынных районах Австралии!'
В первой главе этой книги мы говорили уже, что лед—> это ^наиболее устойчивая форма существования воды, ее твердая фаза, «организующая» молекулы жесткой кри сталлической решеткой. «Лед как бы очищает воду от -примеси других химических соединений. Каким бы соле ным ни было море, лед, образующийся на его поверхно сти, всегда практически пресен. Можно полагать, что в природе существует минерал лед, а вода, широко раз лившаяся по поверхности планеты,— расплав льда, за грязненный всевозможными примесями, образовавшийся там, где слишком жарко для существования минерала в кристаллической форме».
Эта интересная мысль минералогов пересказана гля циологами и альпинистами В. А. Маркиным и В. Г. Ходаковым в увлекательной небольшой книге «В ледяном мире гор» — настоящей поэме горам, снегу, льду и му: жеству людей, изучающих этот суровый мир. И когда вдумаешься в их слова, начинаешь понимать, что огром ное количество льда на нашей планете — явление далеко не случайное.
Летом 1955 года на поле одного из американских фермеров упал необычный метеорит — обломок льда ве сом 5,5 килограмма. Трудно представить себе первона чальный вес и размеры ледяного айсберга, врезавшегося в атмосферу Земли, сгоревшего и все же донесшего до земной поверхности целых- 5,5 килограмма! Как пред ставляется многим ученым, этот случай убедительно сви детельствует о существовании в космосе огромных ледя ных тел и целых материков, обломков давно исчезнувших миров. Несомненно, говорят они словами В. А. Маркина и В. Г. Ходакова, что за пределами нашей планеты лед встречается в большом количестве и что на Земле мы наблюдаем лишь островки единого для всей Галактики оледенения. Вернее, пожалуй, сказать, что свободные ото
льда пространства Земли представляют собой теплые оазисы ледяного .космоса.
Моря воды заморожены в ледниках земного шара. Только в нашей стране в горных районах сосредоточено 2433 кубических километра льда, из них в ледниках Па мира — 1347, Тянь-Шаня — 803, Кавказа — 122, Сибири и Дальнего Востока — 101, Алтая и Саян — 59, Поляр ного Урала — 1. Грандиозные запасы воды содержат ледники Гималаев (7000 кубических километров) и Ка ракорума (4500 кубических километров).
Талыми водами ледников питаются многие реки. Кто был в урочище Домбай-Ульген на Кавказе, тот навсегда запомнил бешеный Аманауз, рожденный ледником Алибеком и мчащийся в белопенную Теберду. Горные ледни ки Киргизии дают жизнь и завидную энергию Нарыну, способному вращать турбины 26 (!) гидроэлектростан ций. Из ледников массива Рувензори берет начало Нил; у заснеженных вершин Анд расположены истоки вели чайшей реки мира Амазонки; Гималаям, Гиндукушу и Каракоруму обязаны своим рождением Инд, Брахмапут ра и Ганг.
Многие малые и великие реки зарождаются у подно жий заснеженных гор, вспоены холодными водами таю щих ледников. Но основное питание, как установлено, они получают все же за счет дождевых и подземных род никовых вод на обширных территориях водосборных бас сейнов. Замечено, что в сходных по климатическим усло виям районах чем больше площади бассейнов рек, тем они полноводнее. Например, расход реки Конго при пло щади водосбора 3 747 320 квадратных километров состав ляет 41 400 кубических метров воды за одну секунду, а -Нигер, собирающий воду с площади 1 091 000 квадратных километров, каждую секунду приносит к морю всего лишь 7000 кубометров. Наиболее полноводная река в ми ре (106 000—124 000 кубических метров воды в секунду) Амазонка имеет и самый обширный водосбор, территория которого достигает 5 594 000 квадратных километров!
Когда видишь много больших чисел, постепенно утра
чиваешь |
ощущение |
масштабности, |
перестаешь |
удив |
|
ляться. А удивляться есть чему! |
|
|
|||
Амазонка собирает дождевые и |
подземные |
воды |
|||
с третьей |
части |
(!) |
территории Южной Америки, |
пло |
|
щадь ее бассейна |
лишь вдвое меньше |
территории |
Евро |
пе