Глава 14 Влажность воздуха

Водяной пар поступает в атмосферу в процессе испарения с зем­ной поверхности. В атмосфере водяной пар переносится упорядо­ченными воздушными течениями и путем турбулентного перемеши­вания. Под влиянием охлаждения водяной пар в атмосфере конден­сируется — образуются облака, а затем и осадки, выпадающие на земную поверхность.

Благодаря процессам испарения и конденсации в атмосфере не­прерывно происходит круговорот воды, в котором участвует значи­тельная ее масса.

В среднем многолетний круговорот воды на Земле характеризу­ется следующими данными:

С поверхности океанов (361 млн. км²) в течение года испаряется слой воды толщиной 1423 мм (или 5,14 ·10¹⁴ т), с поверхности мате­риков (149 млн. км²) — 423 мм (или 0,63·10¹⁴ т воды). Толщина слоя осадков, выпавших за год, на океанах составляет 1313 мм (или 4,74·10¹⁴ т), на материках — 689 мм (или 1,03 ·10¹⁴ т), по земному шару в целом — 1131 мм (или 5,77·10¹⁴т).

Количество осадков на материках значительно превышает испа­рение (на 266 мм, или на 0,40 ·10¹⁴ т). Следовательно, значительная масса водяного пара поступает на материки с океанов. С другой сто­роны, не испарившаяся на материках вода (266 мм) стекает в реки и далее в океан. На океанах испарение превышает (на 110 мм) количе­ство осадков.

В атмосфере содержится в среднем 1,29 10¹³ т влаги (водяного пара и жидкой воды), что эквивалентно слою осажденной воды 25,5 мм. Поскольку количество осадков, выпадающих за год на Землю, составляет 1131 мм, то водяной пар обновляется в атмосфе­ре в среднем 1131: 25 = 45 раз в год, или каждые 8,1 сут. Такой кругооборот воды следует признать очень интенсивным. В океане возобновление воды происходит в среднем 1 раз в 2500 лет.

Энергия, затрачиваемая на испарение воды (113,1-2500 = 2,82х10 ⁵Дж) с 1 см² земной поверхности, вполне сравнима со средним притоком солнечной радиации, поглощаемой в течение года стол­бом с основанием 1 см² системы земная поверхность — атмосфера: 1,37· 0,25 ·0,7·3600·24·365·10^-1 =7,6 ·10⁵ Дж (альбедо системы зем­ная поверхность — атмосфера принято равным 0,3; множитель 0,25 отражает влияние шарообразности и вращения Земли). Таким обра­зом, затраты тепла на испарение составляют около 30 % поглощае­мого Землей солнечного тепла. Приток тепла от конденсации водя­ного пара в атмосфере, равный затратам тепла на испарение, при­мерно в 15 раз превышает скорость генерации кинетической энергии, равную для всей атмосферы 2 ·10¹² кВт. Эти данные подчерки­вают огромную роль, которую играют процессы фазовых переходов в энергетическом балансе земной атмосферы.