Путешествие капельки воды в природном круговороте
Представьте каплю дождя, упавшую на землю. Она не исчезает, а начинает долгий путь через почву, реки, океаны и облака. За год одна молекула воды может побывать в разных уголках планеты, участвуя в непрерывном цикле испарения, конденсации и осадков.
Солнце нагревает воду в океанах, превращая её в пар. Лёгкие капли поднимаются в атмосферу, где охлаждаются и собираются в облака. Ветер переносит их на сотни километров, пока тяжесть не вернёт влагу на землю в виде дождя или снега. Так повторяется миллиарды лет.
Попав в почву, вода просачивается вглубь, питая подземные источники. Часть стекает в реки, которые несут её обратно в океан. Растения впитывают влагу корнями, а затем испаряют через листья. Этот процесс, называемый транспирацией, возвращает в воздух до 10% всей испаряемой воды.
Человек тоже влияет на круговорот. Плотины меняют течение рек, города покрывают землю асфальтом, мешая воде просачиваться в грунт. Зная, как работает этот цикл, мы можем бережнее использовать ресурсы и уменьшать вред природе.
Как капелька испаряется и поднимается в облака
Солнце нагревает воду в реке, озере или океане, и её молекулы начинают двигаться быстрее. Когда энергия становится достаточной, капелька отрывается от поверхности и превращается в пар. Этот процесс называется испарением.
Тёплый воздух легче холодного, поэтому водяной пар поднимается вверх. С каждым метром температура падает примерно на 1°C, и при достижении точки росы пар конденсируется в крошечные капли или кристаллы льда. Так формируются облака.
Скорость испарения зависит от температуры, влажности и ветра. Например, при +25°C с 1 м² водоёма за час испаряется около 100 г воды. Ветер ускоряет процесс, унося насыщенный пар и заменяя его сухим воздухом.
В облаках капли сталкиваются и сливаются, увеличиваясь в размерах. Когда они становятся слишком тяжёлыми, начинается дождь или снег – и цикл повторяется.
Как капелька возвращается на землю в виде дождя или снега
Когда водяной пар охлаждается в атмосфере, он конденсируется в крошечные капли или ледяные кристаллы. Если температура воздуха выше 0°C, капли сливаются в более крупные и падают как дождь. При отрицательных температурах кристаллы льда формируют снежинки.
Скорость падения капли дождя зависит от её размера. Капля диаметром 0,5 мм движется со скоростью около 2 м/с, а крупные капли до 5 мм – до 9 м/с. Снежинки опускаются медленнее – от 0,5 до 2 м/с, потому что их структура задерживает воздух.
На высоте 1-2 км над землёй температура часто определяет тип осадков. Если у поверхности сохраняется мороз, снег достигает земли. Когда тёплый воздух у земли растапливает снежинки, идёт дождь. Иногда в нижних слоях образуется ледяной дождь – капли успевают замерзнуть перед ударом о поверхность.
Горные районы получают больше осадков, чем равнины. Воздушные массы, поднимаясь по склонам, быстрее охлаждаются. Например, на Кавказе годовая норма осадков превышает 2000 мм, тогда как в степях – менее 400 мм.