- •190000, Санкт-Петербург, б. Морская ул., 67
- •6. Метеорология и климатология
- •6.1. Содержание метеорологии и климатологии
- •6.1.1. Погода и климат
- •6.1.2. Атмосфера и Солнце. Климатообразующие процессы
- •6.1.3. Метеорологические наблюдения, метеорологическая сеть и метеорологическая служба
- •6.2. Солнечная радиация в атмосфере
- •6.2.1. Радиация вообще
- •6.2.2. Лучистое и тепловое равновесие Земли
- •6.2.3. Спектральный состав солнечной радиации
- •6.2.4. Прямая солнечная радиация
- •6.2.5. Солнечная постоянная и общий приток солнечной радиации к Земле
- •6.2.6. Изменения солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.1. Рассеяние солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.2. Поглощение солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.3. Суммарная радиация
- •6.2.7. Отражение солнечной радиации. Поглощенная радиация. Альбедо Земли
- •6.2.7.1. Излучение земной поверхности
- •6.2.7.2. Встречное излучение
- •6.2.7.3. Эффективное излучение
- •6.2.7.4. Радиационный баланс земной поверхности
- •6.2.7.5. Тепловой баланс земной поверхности
- •6.3. Свойства воздуха
- •6.3.1. Водяной пар в воздухе
- •6.3.2. Уравнение состояния газа
- •6.3.3. Температура воздуха
- •6.3.4. Плотность воздуха
- •6.3.5. Атмосферное давление
- •6.5. Облака
- •6.5.1. Адиабатические изменения состояния в атмосфере
- •6.5.2. Конденсация в атмосфере
- •6.5.3. Классификация облаков
- •6.5.4. Наблюдения за облаками
- •6.4. Географическое распределение основных характеристик атмосферы
- •6.4.1. Географическое распределение температуры воздуха
- •6.4.2. Географическое распределение приземного атмосферного давления
- •6.4.3. Географическое распределение испарения и влажности
- •6.4.4. Географическое распределение облачности
- •6.6. Барическое поле. Атмосферные фронты. Ветер.
- •6.6.1. Барическое поле. Карты барической топографии
- •6.6.2. Воздушные массы и атмосферные фронты
- •6.6.3. Циклоны и антициклоны
- •6.6.4. Ветер
- •6.6.4.1. Ускорение воздуха под действием барического градиента
- •6.6.4.2. Геострофический ветер
- •6.6.4.3. Градиентный ветер в циклоне и антициклоне
- •6.6.4.4. Сила трения и ветер
- •6.6.4.5. Скорость и направление приземного ветра
- •6.6.4.6. Струйное течение
- •1) Изолинии скорости, м/с; 2) тропопауза в теплом (слева) и холодном (справа) воздухе; 3) фронтальная зона
- •6.6.5. Общая циркуляция атмосферы
- •6.6.5.1. Зональные и меридиональные составляющие общей циркуляции атмосферы
- •6.7. Прогноз погоды
- •6.8. Изменения климата
- •6.9. Микроклимат
- •6.9.1. Методы исследования микроклимата
- •6.9.2. Микроклиматы характерных типов ландшафтов
- •7. Гидрогеология
- •7.1. Происхождение и состав подземных вод
- •7.2. Залегание подземных вод и их классификация.
- •7.3. Взаимодействие подземных и поверхностных вод
- •7.4. Пополнение подземных вод
- •5. Гидрология суши
- •5.1. Содержание гидрологии суши
- •5.2. Круговорот воды на земном шаре
- •5.2.1. Запасы воды на Земле и водообмен
- •5.2.2. Общий круговорот воды
- •5.2.3. Внутриматериковый влагооборот
- •5.2.4. Речная фаза влагооборота
- •5.3. Морфология речных бассейнов
- •5.3.1. Водосборы и водоразделы
- •5.3.2. Морфология речных бассейнов
- •5.3.3. Речная сеть
- •5.3.4. Долина реки
- •5.3.5. Русло реки
- •5.3.6. Продольный профиль реки. Средний уклон русла.
- •5.3.7. Дельты и эстуарии
- •5.4. Источники питания рек. Формирование поверхностных вод суши
- •5.4.1. Атмосферные осадки
- •5.4.2. Снежный покров
- •5.4.3. Ледники
- •5.4.4. Подземные воды
- •5.5. Расходование воды в бассейне рек
- •5.5.1. Испарение
- •5.5.2. Инфильтрация атмосферных осадков
- •5.5.3. Подземные воды
- •5.6. Режим рек
- •5.6.1. Главнейшие характеристики речного стока
- •5.6.2. Основные фазы водного режима рек
- •5.6.3. Наблюдения за режимом рек и использование их на практике
- •5.7. Влияние хозяйственной деятельности на водный режим
- •5.7.1. Орошение
- •5.7.2. Осушение
- •5.7.3. Регулирование стока водохранилищами
- •5.8. Сток речных наносов
- •5.8.1. Взвешенные и влекомые наносы
- •5.8.2. Сток растворенных веществ и химический состав речных вод
- •5.9. Водоемы
- •5.9.1. Озерные котловины и системы. Формирование котловин.
- •5.9.2. Строение озерных систем
- •5.9.3. Водный баланс водоемов
- •5.9.4. Внешний водообмен водоемов
- •5.9.5. Химический состав вод озер и водохранилищ
- •5.9.6. Трофический статус водоемов
- •5.9.7. Донные отложения и заиление водоемов
5.6.3. Наблюдения за режимом рек и использование их на практике
Для определения расходов воды используются измерения уровня воды, регулярно выполняемые гидрологическими станциями и постами. Станции могут располагаться в различных частях рек, однако обычно их размещают вблизи замыкающего створа, т.к. наблюдения на этой станции, наиболее близкой к устью реки, даст информацию обо всем стоке реки. Если станцию вблизи устья разместить не удается (как, например, на Колыме), то для оценки количества общего стока реки (с учетом территории водосбора, лежащей ниже последней станции) используются эмпирические расчетные методы.
С помощью графика или уравнения связи расхода воды с уровнем по измеренным уровням вычисляются, собственно, расходы. На практике используются как расходы, так и сами уровни, причем каждая характеристика имеет свои определенные области применения.
Полученные измерения осредняются за разные периоды времени, при этом опять таки для различных целей используются различные осреднения. Так, гидрологам интересны и мгновенные значения расходов, тогда как климатологов интересуют значения расходов, осредненные за месяц или за год.
Данные о самих уровнях используются в народном хозяйстве. Наивысшие уровни половодья и паводков нужны при оценке возможного затопления местности и проектирования гидротехнических сооружений; летними минимумами интересуется судоходство, а зимние минимумы важны для обеспечения работы гидроэлектростанций. При расчете прочности гидротехнических сооружений важно знать горизонты воды при ледоходе, заторах и заторах льда и т. д.
Соответствующие данные осредняются и выбираются экстремальные значения за весь ряд наблюдений. Кроме того, строятся типовые графики колебания уровня, а также кривые: повторяемости и продолжительности уровня. По кривой повторяемости определяют число дней, когда уровень воды имеет значения в данном интервале. Кривая продолжительности получается путем последовательного суммирования числа дней, соответствующих интервалам уровня по кривой частоты. Абсциссы кривой продолжительности дают количество дней, за которое уровень не опускался ниже данного значения.
Изучение водного режима представляет большой интерес для народного хозяйства. Оно необходимо также для понимания других сторон гидрологического режима: движения наносов, интенсивности переформирования русла, температуры и ледовых явлений, режима растворенных веществ.
Изучение водного режима рек важно и для климатологии, т.к. реки являются индикаторами ряда климатических процессов и межгодовые изменения характеристик стока рек иногда могут свидетельствовать о колебаниях климата. Знание режима рек важно и для океанологии. Так, Северный Ледовитый океан вблизи поверхности сильно распреснен водами крупных сибирских рек, что в значительной степени определяет его режим и отличает от других океанов.
5.7. Влияние хозяйственной деятельности на водный режим
В практической деятельности человек преобразует природную среду, воздействует на все элементы ландшафта, в том числе и на водные объекты. Влияние на водные ресурсы и режим рек сказывается в двух направлениях: изменения условий влагонакопления и расходования влаги в бассейне и непосредственного изменения режима стока в руслах.
В первом случае изменения происходят в результате агротехнических, лесомелиоративных и гидромелиоративных мероприятий, включающих обработку земли, посадку или вырубку лесов, орошение и обводнение в зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения, осушения болот. Эти мероприятия изменяют гидрологический режим сравнительно медленно и сравнимы по характеру действия с естественными изменениями природы. Во втором случае мероприятия включают создание плотин и водохранилищ, изъятие воды из русел на орошение, питьевые и хозяйственные нужды или, наоборот, добавление воды из других водных систем или сброс сточных вод и отходов. Изменения водного режима при этом сказываются резко.
Рост экономики, развитие промышленного и сельскохозяйственного производства требуют внимания к проблеме учета изменений водных ресурсов под влиянием хозяйственных мероприятий. Острота проблемы усугубляется ограниченностью водных ресурсов. Уже в ближайшие десятилетия в густонаселенных районах, особенно в районах жаркого климата, может ощущаться нехватка пресной воды. Как сказываются различные действия человека на реках?