Раздзел 6 водны рэжым атмасферы

Пад водным рэжымам атмасферы разумеецца вільгацезвабарот, які адбываецца ў межах кліматычнай сістэмы і з’яўляецца важнейшым кліматаўтваральным працэсам. Асноўнымі складаючымі вільгацеабарота з’яўляюцца выпарэнне, кандэнсацыя ў атмасферы, воблачнасць, выпадзенне ападкаў, паверхневы і падземны сцёк. Сярод пералічаных складаючых вільгацеабарота пагодна-кліматычнае значэнне маюць выпарэнне, кандэнсацыя, утварэнне воблакаў і ападкаў.

6.1. Выпарэнне і насычэнне вадзяной пары

Вада ў атмасферы можа знаходзіцца ў любым агрэгатным стане: газападобным (вадзяная пара), вадкім (вада) і цвёрдым (лёд). У атмасферы ў кожны момант часу ўтрымліваецца 12,9 тыс. км³ вады, ці толькі 0,001 % ад усёй колькасці вады на Зямлі. Утрыманне вадзяной пары ў паветры змяняецца на працягу года і сутак і залежыць ад тэмпературы, увільгатнення тэрыторыі і фізіка-геаграфічных умоў.

Калі перавесці ўсю атмасферную вільгаць з парападобнага стану ў вадкі, атрымаецца слой вады таўшчынёй 25 мм. Колькасць ападкаў за год у сярэднім на Зямлі складае 1130 мм. Адсюль вызначаем, што вадзяная пара ў атмасферы аднаўляецца ў сярэднім 1130 : 25 ≈ 45 раз за год або кожныя 8,1 сутак.

Вадзяная пара паступае ў атмасферу ў выніку выпарэння вільгаці з зямной паверхні. Крыніцай вільгаці для атмасферы з’яўляюцца перш за ўсё акіяны, а таксама паверхневыя воды сушы, глебы, расліннага, снегавага і ледзянога покрыва.

На выпарэнне вільгаці затрачваецца шмат цяпла. Паводле дадзеных Б.А.Сяменчанка (2002), колькасць гэтага цяпла складае 10²⁴ Дж/год ці звыш 30 % сонечнай энергіі, якая паступае на Зямлю. Пры выпарэнні сонечная энергія пераходзіць у скрытую цеплату параўтварэння, ахалоджваючы выпаральную паверхню. Пры кандэнсацыі вадзянога пара ў атмасферы скрытая цеплата вылучаецца і становіцца яўнай. Гэтым самым скрытая цеплата параўтварэння ўдзельнічае ў фарміраванні цеплавога рэжыма атмасферы і падсцілаючай паверхні.

Працэс выпарэння заключаецца ў тым, што малекулы вады, якія найбольш хутка рухаюцца, пераадольваюць сілы малекулярнага шчаплення, адрываюцца ад выпаральнай паверхні і паступаюць у атмасферу.

Вадзяная пара распаўсюджваецца ў навакольным паветры ў выніку малекулярнай і турбулентнай дыфузіі, а таксама шляхам канвектыўных і адвектыўных працэсаў.

Адначасова з працэсам выпарэння назіраецца адваротны працэс – вяртанне малекул вадзяной пары з атмасферы да выпаральнай паверхні. Такім чынам, над выпаральнай паверхняй усталёўваюцца два патокі малекул вады – адзін паток накіраваны ад паверхні ў атмасферу і адваротны паток, – накіраваны з атмасферы да выпаральнай паверхні. Фактычна, выпарэннем патрэбна называць працэс, пры якім уверх ад выпаральнай паверхні ў паветра паступае вільгаці больш, чым пры яе вяртанні назад да паверхні.

Удзень, калі радыяцыйны баланс і тэмпература павялічваюцца, узмацняецца вецер, працэс выпарэння праходзіць інтэнсіўна. Вечарам, па меры паніжэння тэмпературы, інтэнсіўнасць выпарэння аслабляецца. У нейкі момант часу колькасць малекул вады, што адрываюцца ад выпаральнай паверхні і вяртаюцца да гэтай паверхні становіцца аднолькавай. Гэты момант называецца момантам рухомай раўнавагі, пры якім вадзяная пара дасягае стану насычэння, а адносная вільготнасць – 100 %.

Пры далейшым паніжэнні тэмпературы выпарэнне аслабляецца на столькі, што пачынае пераважаць супрацьлеглы працэс – вяртанне малекул да выпаральнай паверхні. У дадзеным выпадку будзе адбывацца адваротны выпарэнню працэс – кандэнсацыя вадзяной пары. У выніку кандэнсацыі на падсцілаючую паверхню выпадае раса, іней, шэрань, утвараецца туман, а на вышэні ў трапасферы ўзнікаюць аблокі.

Выпарэнне з паверхні глебы называецца фізічным выпарэннем, а выпарэнне раслінным покрывам – транспірацыяй. Сумесна два гэтых працэсы – фізічнае выпарэнне і транспірацыя, называецца сумарным выпарэннем.