Введение в антропогенную экологию. Белюченко И.С. - 18 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

35
Физическое состояние воды зависит от соотношения между
водородной связью и кинетической энергией молекул: водородная
связь по силе постоянна, а кинетическая зависит от температуры (с
увеличением температуры кинетическая энергия повышается). При
минусовой температуре кинетическая сила молекул низкая и моле-
кулы замирают в определенном порядке, образуя кристаллы - лед
или снег. С повышением температуры возрастает кинетическая
энергия, расшатывается структура воды и идет оттаивание снега и
льда. Если водородная связь рушится в одном месте, то в другом она
возникает, и молекулы удерживаются вместе, образуя жидкое со-
стояние. При кипении воды кинетическая энергия настолько возрас-
тает, что рвет водородные связи. В этом случае молекулы воды те-
ряют связь друг с другом, переходя в свободном состоянии в воздух
(происходит испарение воды). Молекулы воды образуют водяной
пар в воздухе, количество которого измеряется как влажность.
Все процессы, определяющие изменение состояния воды, об-
ратимы. Процесс, противоположный испарению, - это конденсация
водяных паров. При понижении температуры кинетическая энергия
ослабевает и дипольные молекулы воды встречаются в воздухе и
снова объединяются водородной связью; при низкой температуре
водяной пар может перейти в твердое состояние - иней (это наблю-
дается в природе и в холодильнике). Отмеченные изменения состоя-
ния воды определяют ее круговорот в природе: водяной пар уходит
в атмосферу, где конденсируется и выпадает в виде осадков на зем-
лю.
Основная масса водяных паров в атмосферу поступает с по-
верхности океана; испаряется вода также с поверхности озер, лима-
нов, рек и т.д.; значительное количество водяных паров поступает в
результате эвапотранспирации (испарение с поверхности почвы +
транспирация растений). Возможная влажность воздуха очень силь-
но зависит от температуры, и поэтому измеряют относительную
влажность - количество пара (по сравнению с его максимальным
количеством), содержащееся в воздухе при данной температуре и
выраженное в процентах.
Чем выше температура воздуха, тем больше водяных паров он
удерживает, и наоборот, чем холоднее воздух, тем меньше он со-
держит водяных паров. При остужении максимально насыщенного
36
водяным паром воздуха вода концентрируется, а ее молекулы объе-
диняются в капельки (запотевает стекло в комнате, в машине, обра-
зуется роса на листьях и т.д.). В атмосфере вода конденсируется на
частичках пыли с образованием облаков и тумана; при образовании
крупных капелек (или кристаллов льда при низкой температуре) вы-
падает дождь или снег.
Распределение осадков на Земле колеблется в год от 0 (район
Икике, Перу) до 11 м (Чарапунджи, Индия) и определяется движе-
нием в атмосфере теплого и холодного воздуха. Поднимаясь в атмо-
сферу, воздух остывает, и наибольшие осадки выпадают при восхо-
дящих потоках в атмосфере. Если воздух опускается или остается на
месте, то он нагревается. В местах, где преобладают нисходящие
потоки воздуха или воздух неподвижен, осадков выпадает мало. Ес-
ли воздушные потоки поднимаются и опускаются, то выпадение
осадков неравномерное и прерывистое. Условно можно выделить
два варианта: 1) образование относительно постоянных восходящих
потоков воздуха, дающих много осадков, и 2) образование нисходя-
щих потоков воздуха, дающих мало осадков.
Наиболее интенсивно земля нагревается в экваториальных
районах, где солнечные лучи падают почти под прямым углом. Воз-
дух нагревается от теплой земли, расширяется и поднимается вверх
в атмосферу, где остывает, поскольку низкое давление способствует
большему расширению воздуха, отдающего тепло. Остывший воз-
дух теряет способность удерживать огромные массы водяного пара,
что вызывает выпадение дождя (до обеда идет подъем теплого воз-
духа, насыщенного водяным паром, а после обеда выпадает дождь).
Этим объясняется выпадение большого количества осадков в тропи-
ческих районах. Однако воздух, приподнимающийся над экватором,
так или иначе должен опускаться вниз, что и наблюдается в субэква-
ториальных районах (южнее и севернее экватора на 22-35
о
широты).
Опускающийся почти без водяных паров воздух нагревается, и по-
тому становится суше, забирая имеющуюся влагу в таких регионах,
что и явилось причиной субэкваториальных пустынь.
Образование нисходящих потоков воздуха наблюдается там,
где ветры-пассаты (почти всегда дующие в одном направлении)
встречают на своем пути горы: влажный воздух уходит вверх, охла-
ждается, вызывая выпадение обильных осадков на подветренных
      Физическое состояние воды зависит от соотношения между         водяным паром воздуха вода концентрируется, а ее молекулы объе-
водородной связью и кинетической энергией молекул: водородная        диняются в капельки (запотевает стекло в комнате, в машине, обра-
связь по силе постоянна, а кинетическая зависит от температуры (с    зуется роса на листьях и т.д.). В атмосфере вода конденсируется на
увеличением температуры кинетическая энергия повышается). При        частичках пыли с образованием облаков и тумана; при образовании
минусовой температуре кинетическая сила молекул низкая и моле-       крупных капелек (или кристаллов льда при низкой температуре) вы-
кулы замирают в определенном порядке, образуя кристаллы - лед        падает дождь или снег.
или снег. С повышением температуры возрастает кинетическая                 Распределение осадков на Земле колеблется в год от 0 (район
энергия, расшатывается структура воды и идет оттаивание снега и      Икике, Перу) до 11 м (Чарапунджи, Индия) и определяется движе-
льда. Если водородная связь рушится в одном месте, то в другом она   нием в атмосфере теплого и холодного воздуха. Поднимаясь в атмо-
возникает, и молекулы удерживаются вместе, образуя жидкое со-        сферу, воздух остывает, и наибольшие осадки выпадают при восхо-
стояние. При кипении воды кинетическая энергия настолько возрас-     дящих потоках в атмосфере. Если воздух опускается или остается на
тает, что рвет водородные связи. В этом случае молекулы воды те-     месте, то он нагревается. В местах, где преобладают нисходящие
ряют связь друг с другом, переходя в свободном состоянии в воздух    потоки воздуха или воздух неподвижен, осадков выпадает мало. Ес-
(происходит испарение воды). Молекулы воды образуют водяной          ли воздушные потоки поднимаются и опускаются, то выпадение
пар в воздухе, количество которого измеряется как влажность.         осадков неравномерное и прерывистое. Условно можно выделить
      Все процессы, определяющие изменение состояния воды, об-       два варианта: 1) образование относительно постоянных восходящих
ратимы. Процесс, противоположный испарению, - это конденсация        потоков воздуха, дающих много осадков, и 2) образование нисходя-
водяных паров. При понижении температуры кинетическая энергия        щих потоков воздуха, дающих мало осадков.
ослабевает и дипольные молекулы воды встречаются в воздухе и               Наиболее интенсивно земля нагревается в экваториальных
снова объединяются водородной связью; при низкой температуре         районах, где солнечные лучи падают почти под прямым углом. Воз-
водяной пар может перейти в твердое состояние - иней (это наблю-     дух нагревается от теплой земли, расширяется и поднимается вверх
дается в природе и в холодильнике). Отмеченные изменения состоя-     в атмосферу, где остывает, поскольку низкое давление способствует
ния воды определяют ее круговорот в природе: водяной пар уходит      большему расширению воздуха, отдающего тепло. Остывший воз-
в атмосферу, где конденсируется и выпадает в виде осадков на зем-    дух теряет способность удерживать огромные массы водяного пара,
лю.                                                                  что вызывает выпадение дождя (до обеда идет подъем теплого воз-
      Основная масса водяных паров в атмосферу поступает с по-       духа, насыщенного водяным паром, а после обеда выпадает дождь).
верхности океана; испаряется вода также с поверхности озер, лима-    Этим объясняется выпадение большого количества осадков в тропи-
нов, рек и т.д.; значительное количество водяных паров поступает в   ческих районах. Однако воздух, приподнимающийся над экватором,
результате эвапотранспирации (испарение с поверхности почвы +        так или иначе должен опускаться вниз, что и наблюдается в субэква-
транспирация растений). Возможная влажность воздуха очень силь-      ториальных районах (южнее и севернее экватора на 22-35о широты).
но зависит от температуры, и поэтому измеряют относительную          Опускающийся почти без водяных паров воздух нагревается, и по-
влажность - количество пара (по сравнению с его максимальным         тому становится суше, забирая имеющуюся влагу в таких регионах,
количеством), содержащееся в воздухе при данной температуре и        что и явилось причиной субэкваториальных пустынь.
выраженное в процентах.                                                    Образование нисходящих потоков воздуха наблюдается там,
      Чем выше температура воздуха, тем больше водяных паров он      где ветры-пассаты (почти всегда дующие в одном направлении)
удерживает, и наоборот, чем холоднее воздух, тем меньше он со-       встречают на своем пути горы: влажный воздух уходит вверх, охла-
держит водяных паров. При остужении максимально насыщенного          ждается, вызывая выпадение обильных осадков на подветренных

                               35                                                                   36