Гидрологический цикл

Круговорот между резервуарами воды в гидросфере называ­ется гидрологическим циклом. Хотя объем водяных паров, содер­жащихся в атмосфере, мал (около 0,013 • 10⁶ км³), вода постоян­но движется через этот резервуар. Она испаряется с поверхности океанов (0,423 • 10⁶ км³/год) и суши (0,073 • 10⁶ км³/ год) и пере­носится с воздушными массами (0,037 • 10⁶ км³/год). Несмотря на короткое время пребывания в атмосфере (обычно 10 дней), среднее расстояние водопереноса составляет около 1000 км. Водяные пары затем возвращаются либо в оке­аны (0,386 • 10⁶ км³/год), либо на континенты (0,110 • 10⁶ км³/год) в виде снега или дождя. Большая часть дождевых осадков, попа­дающих на континенты, просачивается через отложения и по­ристые или раздробленные породы, образуя подземные воды (9,5 • 10⁶ км³); остальная вода течет по поверхности в виде рек (0,13 • 10⁶ км³) или вновь испаряется в атмосферу. Поскольку общее количество воды в гидросфере постоянно во времени, про­цессы испарения и осаждения должны быть сбалансированы для Земли в целом.

Быстрый перенос воды в атмосфере обусловливается посту­пающим солнечным излучением. Почти все излучение, дости­гающее коры, идет на испарение жидкой воды и образование атмосферных водяных паров. Энергия, используемая для этого преобразования, которая затем содержится в парах, называется скрытой теплотой испарения. Большая часть из оставшегося излучения поглощается корой, причем эффективность этого процесса уменьшается с увеличением широты, в основном из-за сферической формы Земли. Солнечные лучи нагревают поверх­ность Земли под углом 90° на экваторе, но с увеличением широ­ты под все меньшими углами, приближаясь к 0° на полюсах. Таким образом, одинаковое количество излучения распростра­няется на большие площади в высоких широтах по сравнению с экватором. Изменение с широтой количества поступа­ющего излучения не сбалансировано противоположным явле­нием излучения с поверхности Земли, таким образом, результа­том является общий радиационный дисбаланс. Однако полюса не становятся все более холодными, а экватор — теплее, по­скольку тепло перемещается в направлении полюсов с теплыми океаническими течениями, а также существует направленное к полюсам движение теплого воздуха и скрытой теплоты испаре­ния водяных паров (Гусакова, 2004).