Природні впливи на гідросферу і атмосферу

План

1.Фактори, які впливають на стан гідросфери

2.Геоекосистеми гідросфери

3.Фактори, які впливають на стан атмосфери

      Гідросфера – водяна сфера нашої планети, сукупність океанів, морів, озер, річок, льодовиків і підземних вод. Води вкривають 71% поверхні планети (361 млн. км²). Вода виконує 4 важливі екологічні функції: 1)є найважливішою мінеральною сировиною, головним природним ресурсом споживання; 2)є основним механізмом здійснення взаємозв’язків усіх процесів у екосистемах (обмін речовин, тепла, ріст біомаси); 3)є головним агентом-переносником глобальних біоенергетичних екологічних циклів; 4)є основною складовою частиною всіх живих організмів.

      Стан і хімічний склад вод гідросфери в цілому і окремих її компонентів визначається такими природними факторами, як круговорот води і газів на планеті, гідрологічний режим водних систем. Великий вплив на геоекосистеми і природно-антропогенні системи має руйнівна діяльність морів, текучих вод, льодовиків.

Кругообіг води на землі

      Кругообіг води в природі складається з випаровування, опадів, поверхневого і підземного стоків. Розрізняють малий (океан – повітря – океан) і великий (океан – повітря – суходіл – океан) кругообіг. При великому кругообігу частина води, яка випаровується з водної поверхні океанів і морів переноситься вітром на сушу. Випавши тут опади частково випаровуються, але в основному вони повертаються в океани і моря завдяки поверхневому і підземному стоку. Випаровування, що проходить на суші дорівнює кількості опадів, що випали. З поверхні океану щорічно випаровується до 500 тис.км³ води, 90% випадає у вигляді опадів не досягнувши материка. Основна маса води знаходиться в Світовому океані, друге місце займають підземні води, а на третьому – лід і сніг Арктичних і Антарктичних областей. Порушення кругообігу і балансу води на Землі веде до негативних наслідків. 

Відношення солоної і прісної води

      Природні води характеризуються непостійним хімічним складом. Вміст всіх розчинних в 1 об’єму води мінеральних солей називається солоністю. В прісній воді знаходиться до 1 г солей/кг води, в солонуватих – до 25 г/кг, в солоних - >25 г/кг. В атмосферних опадах – до 20 мг/кг, прісних ріках і озерах – 50-1000 мг/кг, підземних водах – до 600 г/кг.

      Соленими є 97% водних ресурсів планети, 3% - прісні: людина може використовувати 0,003% (води айсбергів, полярних льодів, підземних з великих глибин).

Руйнівна діяльність морів

      Найбільш небезпечним природним явищем є цунамі – гігантські хвилі, утворені при підводних землетрусах, або вулканічних виверженнях і рухаються із швидкістю до 1000 км/год. На берег висота хвилі 10-50 м і більше. (24 квітня 1771 р. біля о.Ісігакі (Японія) висота хвилі 85 м; 1876 р. Бенгальська затока (Індія) 200 тис. загинуло; 1883 р. Кракатау – 40 тис.чол.; 1 квітня 1946 р. місто Хіло (Гаваї) – висота 15 м; 4-5 листопада 1952 р. місто Південно-Курільськ – висота 10м; 17 липня 1998 р. о.Нова Гвінея – 10 метрів – 5000 чол).

      Міжнародна служба попередження цунамі на Гавайських островах, в Росії – Камчатка, Сахалін.

      Велику шкоду завдають морські нагонні паводки (1970 р. дельта р.Ганг (Індія) циклон з океану підняв 10 м хвилю, що затопила міста і села і загинуло 1,5 млн.чол; 1824 р. Нева піднялася на 4 м "Мідний вершник”)

Геоекологічна діяльність поверхневих текучих вод

      Ерозія  -  процес  розмиву  гірських  порід  водою,  який полягає у  відриві  текучими  водами зруйнованих частинок від гірської  породи і накопичення  їх  на  схилах  і  біля  підніжок  гір.  Окремі  потоки  атмосферних  вод,  з’єднуючись  один  з  одним  формують  більш  потужні  водні  потоки,  які  стікаючи  з  схилів  утворюють  окремі  невеликі  заглибини  -  ритвини,  поступово  вони  переходять  в  негативні  форми  рельєфу – яри - глибокі  (10-15  м)  вимоїни  з  крутими  стінками.  Протяжність  від  декілька  метрів  до  десятки  км..  При  розвитку  глибокої  і  бокової  ерозії  з  яру  може  утворитися  річкова  долина;  при  затуханні процесів  розливу  в  глибину  ріст  яру  призупиняється,  схили  задерновуються,  дно  стає  плоским  і  яр  перетворюється  в  балку.

      Селі  -  короткочасні  і  бурні  потоки  води  і  твердого  матеріалу,  які  несуться  по  глибоким  руслам  зі  схилів  гір.

      В механічній  роботі,  рік  виділяють:  1)руйнування,  розмив,  або  ерозію;  2)обточення  і  шліфування;  3)транспортування  матеріалу;  4)відклади,  накопичення  матеріалу  -  акумуляція. По  літологічному  складу виділяють  3  типи акумуляції - русла ріки, стариці, заплави.  Старицю  -  старе  русло;  заплава  -  част.,  що  може  затоплювати.

      Приклади: під час паводка річки Хуанхе (Китай) в жовтні 1887 р. загинуло 900 тис.чол; 1954 р. Янцзи (Китай) – 33000 чол; 1971 р. Західна Бенгалія (Індія); 1998 р.Європа, Росія, США.

Геоекосистеми гідросфери

      Середня товщина шару води в Світовому океані 3710 м. Його теплова енергія є важливим фактором формування клімату планети, його фітопланктон продукує 50% всього кисню атмосфери, він поглинає 126 млрд.тон СО2. В будові дна Світового океану важливу роль відіграють глибоководні жолоби (від 6 до 11 км). Більшість з них витягнуте паралельно краям континентів, або острівним дугам (з 30 жолобів 20 в Тихому океані, в тому числі більше 10 км – Маріанський, Філіппінський, Тонга, Кермадек). Середня солоність вод – 35 г/кг води, але до берегів зменшується (Червоне море – 42 проміле). За 100 років рівень піднявся на 10-15 см (якщо розтануть льодовики – 70 м).

.      В акваторії Чорного моря опади і річковий стік переважають над випаровуванням, тому солоність тут 15-23 проміле. На глибині 180-200 м – сірководневе зараження вод, що утворився внаслідок відсутності процесів обміну (з Босфору солоніша течія, з Чорного моря – прісна).  

      Каспійське море лежить на 25 м нижче рівня Світового океану і солоність від 1-2 до 13 проміле. Глибина в північній частині – 4-8 м, в південній – до 1025 м. До 1977 року рівень моря понизився на 3 м, але з 1978 до 1987 рр. підвищився на 1,7 м. Це пов’язано з кліматичними умовами і змінами тектонічного характеру.

Діяльність  підземних  вод  -  руйнівна  -  карстові  воронки,  печери,  зсуви.  Утворююча  -  сталактики  -  зверху  вниз,  сталагміти  -  знизу  вверх.    

      Атмосфера – зовнішня  газова  оболонка  землі,  механічна  суміш  різних  газів,  водяних  парів  і  твердих (аерозольних) частин.

Функції : 1.Містить  кисень  для  дихання  живих  організмів;

2.Джерело  вуглекислого  газу  для  фотосинтезу  рослин;

3.Захищає  живі  організми  від  космічних  випромінювань;

4.Зберігає  тепло  землі  і  регулює  клімат;

5.Трансформує  газоподібні  продукти  обміну  речовин;

6.Переносить  водяну  пару  по  планеті;

7.Являється  середовищем  проживання  для  літаючих  організмів;

8.Джерела  хімічної  сировини  і  енергії;

9.Приймає  і  трансформує  газоподібні  пилевидні  відходи

      Вона  поділяється на тропосферу (8-12 км), стратосферу - до висоти 50-55  км - повітря розріджене і нагріте, мезосферу (середня оболонка) - 25-30 км (tº - 90ºC), термосфера (теплова оболонка) і екзосфера 1+2).  Збільшений вміст водню і гелію - 1000-1200 км. Верхня з водню.

Характеристика основних зон атмосфери

      В навколоземному просторі розміщений радіаційний пояс, який захищає людину від підвищеного впливу сонячної радіації. Він складається із викинутих Сонцем протонів і електронів, які захвачені магнітним полем Землі. Основні гази атмосфери – кисень, азот, аргон – майже не поглинають короткохвильові (з довжиною хвилі менше мікрона) випромінювання Сонця і довгохвильові (більше мікрона) випромінювання поверхні Землі. Їх поглинають різноманітні домішки, що є в атмосфері. Озон і озоновий шар – другий природний бар’єр, що знаходиться в стратосфері на висоті 20-25 км поглинає ультрафіолетове проміння (280-315 нанометра).

      Ультрафіолетові промені Сонця (275-320 нм) шкідливо впливають на живі організми, викликаючи хімічні зміни в ДНК (пошкодження шкіри, катаракта, послаблення імунної системи, пластмаса, резина швидше старіє). Земну поверхню досягають ультрафіолетові хвилі довжиною 320-400 нм, що призводить до загару.

      Утворення вітру – наслідок мобільності атмосфери. Головним фактором, від якого залежить напрям вітру – є нерівномірність нагрівання атмосфери. Рух повітря щодо земної поверхні називається вітром.

      Швидкість вітру вимірюється в метрах в секунду (м/с). Швидкість вітру оцінюється і в балах за так званою шкалою Бофорта. За шкалою весь інтервал можливих значень швидкості вітру ділиться на 12 градацій. Кожна одиниця шкали зв'язує швидкість вітру з різними його ефектами, такими, як хвилювання моря, гойдання гілок дерев, розповсюдження диму з труб і т.д. В даний час ця шкала вийшла з вживання.

      Середні швидкості вітру у земної поверхні близькі до 5—10 м/с і рідко перевищують 12—15 м/с. У сильних атмосферних вихорах і штормах помірних широт швидкості можуть перевищувати 30м/с, а в окремих поривах досягати 60 м/с. У тропічних ураганах швидкості вітру доходять до 65 м/с, а окремі пориви, судячи з руйнувань, перевищують 100 м/с. У дрібномасштабних вихорах (смерчі, торнадо) можливі швидкості і більше 100 м/с. У верхній тропосфері в так званих струменевих течіях середня швидкість вітру на великих просторах може доходити до 70—100 м/с.

      Великомасштабні вітри (циклони і антициклони) і вітри (мусони, пасати) можуть шкідливо впливати на природно-антропогенні системи (ураганний вітер на островах в дельті р.Ганг (Бангладеш) призвів до загибелі 1 млн.чол; 1974 р. тайфун "Джільда” в Японії – 120 чол; 31 травня 1998 р. ураган-торнадо Піденна Дакота (США) – 150 чол).

      Вітер переносить на великі відстані пил і малі фракції зруйнованих гірських порід. Під час пилових бур вітер рухається із швидкістю 30-35 м/с і видуває верхній шар ґрунту до глибини 15-25 см, піднімає на висоту 1-3 км і переносить на великі віддалі завдаючи значної шкоди (в лютому 1969 р. піщана буря перенесла дрібні частинки ґрунту з Північного Кавказу і сходу України до Швеції, Фінляндії, Норвегії).