Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет

ФГБОУ ВО «ДАЛЬРЫБВТУЗ»

Институт заочного обучения

Контрольная работа

по дисциплине «Гидрология»

Выполнил: Обучающийся гр. ВБб-214

Шифр: 201-Вбб-256 Марандыч Е.В

Поверил: к.б.н., доцент Смирнова Е.В.

Владивосток, 2022

Оглавление

• лед осадки водяной конденсация
• Назовите основные разделы науки гидрологии
• Что называется конденсацией и сублимацией водяного пара? Какова роль ядер конденсации в атмосфере
• Какие факторы определяют распределение осадков
• Что такое внутриводный лед
• Каковы экстремальные границы распределения льдов во всех четырех океанах
• Список литературы


Назовите основные разделы науки гидрологии

Гидрологию по направленности и методам исследований подразделяют на крупные разделы: общая гидрология, изучающая наиболее общие закономерности гидрологических процессов и явлений; гидрография, занимающаяся изучением и описанием конкретных водных объектов; прикладная (или инженерная) гидрология, разрабатывающая методы расчета и прогноза различных гидрологических характеристик; гидрометрия, разрабатывающая методы измерений и наблюдений при изучении природных вод, и специальные разделы гидрологии, такие, как физика природных вод (или гидрофизика), химия природных вод (или гидрохимия), биология природных вод (или гидробиология).

Общая гидрология по объектам исследования подразделяется на три большие части: гидрологию морей (синоним - физическая океанология), занимающуюся изучением океанов и морей; гидрологию суши, или точнее гидрологию поверхностных вод суши (часто называемую просто гидрологией), изучающую водные объекты суши, реки, озера, водохранилища, болота, ледники; гидрологию подземных вод, изучающую воды, находящиеся в свободном состоянии в верхней части земной коры.

Гидрология суши, в свою очередь, по объектам исследования подразделяется на гидрологию рек, гидрологию озер, гидрологию болот и гидрологию ледников. В последнее время в качестве самостоятельных разделов гидрологии стали выделять гидрологию водохранилищ, сочетающую методы гидрологии рек и гидрологии озер, а также гидрологию морских устьев рек, пограничную между гидрологией рек и океанологией.

В рамках гидрографии можно выделить гидрографию рек, гидрографию озер, региональную океанологию и т. д.

Прикладная гидрология также может быть подразделена на прикладную океанологию (например, промысловую) и инженерную гидрологию суши. Прикладную (инженерную) гидрологию суши, в свою очередь, иногда подразделяют на самостоятельные разделы применительно и к рекам, и к озерам -- гидрологические расчеты и гидрологические прогнозы. Гидрометрия также может относиться и к морям, и к рекам, и к озерам. В специальных разделах гидрологии могут быть выделены подразделы, относящиеся к водным объектам разных типов, например физика океана, химия океана; комплекс дисциплин, имеющих отношение к физике речного потока, динамика русловых потоков, теория русловых процессов, а также гидрофизика рек, гидрофизика озер; гидрохимия рек, гидрохимия озер; гидробиология рек и т. д. Специальные разделы гидрологии входят одновременно разделами в физику, химию, биологию.

Что называется конденсацией и сублимацией водяного пара? Какова роль ядер конденсации в атмосфере

Количество водяного пара зависит от физико-географических условий местности и некоторых других факторов. Оно различно в разное время года и суток. Процесс испарения состоит в том, что молекулы воды, преодолевая силы молекулярного сцепления, отрываются от водной или другой испаряющей поверхности. Они быстро распространяются в воздухе, а затем переносятся воздушными потоками на большие расстояния. В то же время молекулы водяного пара переходят из воздуха в воду, на почву, растительный или снежный покров. Когда число возвращающихся молекул начинает превышать число отрывающихся, происходит обратный процесс -- конденсация водяного пара на поверхности.

Испарение в природе -- это сложный процесс, интенсивность которого обусловлена многими причинами. Скорость испарения зависит от атмосферного давления, скорости ветра. Если ветер дует с суши на водоем, скорость испарения увеличивается, а когда он направлен с воды на сушу, скорость испарения с водоема уменьшается. Испарение с поверхности морей и океанов оказывает влияние на их соленость, так как упругость насыщения над раствором меньше, чем над пресной водой.

Распределение влажности в атмосфере крайне неравномерно. Влажность быстро убывает с высотой. Верхняя тропосфера cуше приземного воздуха. Из атмосферы водяной пар снова выпадает на землю в виде дождя и снега. Влажность стратосферы в общем очень низка.

Сублимация водяного пара в атмосфере, процесс непосредственного перехода водяного пара, содержащегося в воздухе, в твёрдую фазу воды (лёд, снег). Может иметь место при отрицательной температуре воздуха, когда упругость водяного пара превышает упругость насыщения по отношению к поверхности льда. Сублимация водяного пара происходит как в свободной атмосфере, так и на земной поверхности и на земных предметах. В атмосфере водяной пар сублимируется на замёрзших капельках, снежинках и некоторых твёрдых частицах. При температурах ниже -40 С сублимация водяного пара, по-видимому, возможна на любых частицах, а также и на комплексах молекул воды. Продуктом сублимации водяного пара. в атмосфере являются ледяные кристаллы, вырастающие затем в снежинки. На земной поверхности и на земных предметах образуются изморозь и иней. Сублимация водяного пара играет важную роль в процессе образования облаков и осадков атмосферных.

Конденсация водяного пара в атмосфере, переход водяного пара, содержащегося в воздухе, в жидкое состояние (капли). В расширенном значении термин «Конденсация водяного пара» применяется к переходу водяного пара как в жидкое, так и в твёрдое состояние. В метеорологии переход водяного пара в твёрдое состояние (кристаллы, снежинки) называется сублимацией, в отличие от физики, где под сублимацией понимают обратный процесс.

В атмосфере всегда имеется вода, которая может присутствовать одновременно в газообразном, жидком и твёрдом состояниях. Несмотря на то, что в нижних слоях атмосферы в каждом км3 воздуха содержатся сотни, а летом даже тысячи кг парообразной воды, Конденсация водяного пара в атмосфере возможна только в случае, если упругость пара е (или парциальное давление) превышает упругость насыщения Е. Конденсация водяного пара на самой земной поверхности и на наземных предметах приводит к образованию росы, инея, изморози и др. Конденсация водяного пара, обеспечивая образование облаков и осадков, служит важным звеном влагооборота на земном шаре. Тепло, отбираемое у земной поверхности при испарении и выделяемое при Конденсация водяного пара, играет огромную роль в теплообмене между землёй и атмосферой.

Ядра конденсации, возникающие при естественных и искусственных процессах сгорания (лесные и торфяные пожары, индустриальная деятельность и пр.). Эти жидкие частички, являющиеся результатом конденсации в атмосфере дымов и газов, выбрасываемых в воздух при горении; они состоят в основном из серной кислоты, сульфата аммония, азотистой кислоты.

Ядрами конденсации в атмосфере могут быть частицы сульфатов и морской гигроскопической соли с ничтожной массой (10“18 г), которые относятся воздушными течениями на тысячи километров от моря, отбросы работы фабрик и заводов, особенно химических, продукты горения топок, образовывающиеся в воздухе ядра серного ангидрида и некоторые другие мельчайшие частицы.

На ядрах конденсации образуются водяные капельки или снежинки, которые некоторое время находятся в воздухе во взвешенном состоянии. Вследствие этого образуются такие атмосферные явления, как дымка, туманы, облака. Как следствие, меняется радиационный режим атмосферы и подстилающей поверхности, выпадают осадки. Известен также механизм выведения водяного пара из атмосферы вследствие его конденсации на наземных предметах -- роса, иней, жидкий и твердый налет, изморозь.

Какие факторы определяют распределение осадков

Атмосферные осадки принадлежат к числу метеорологических элементов, сильно зависящих от целого ряда местных особенностей ландшафта.

Попытаемся, однако, проследить, какие условия влияют на их распределение.

В первую очередь необходимо отметить значение температуры воздуха. Температура убывает от экватора к полюсам; следовательно, в том же направлении убывают как интенсивность испарения, так и влагоёмкость воздуха. В холодных областях испарение невелико, да и холодный воздух не в состоянии растворить в себе много водяного пара; следовательно, при конденсации из него и не может выделиться большое количество осадков. В тёплых областях сильное испарение и большая влагоёмкость воздуха приводят при конденсации водяного пара к обильному выделению осадков. Таким образом, на Земле неизбежно должна проявляться закономерность, заключающаяся в том, что в тёплых областях осадков особенно много, в холодных же их мало. Закономерность эта в действительности и проявляется, но, как и прочие явления в природе, она осложнена, а местами и вовсе затушёвана целым рядом других воздействий и прежде всего циркуляцией атмосферы, характером распределения суши и моря, рельефом, высотой над уровнем океана и морскими течениями.

Зная условия, необходимые для конденсации водяного пара, можно предугадать, каким образом сказывается циркуляция атмосферы на распределении осадков. Так как воздух является переносчиком влаги, а его движение охватывает огромные пространства на Земле, то это неизбежно ведёт к сглаживанию различий в количестве осадков, обусловливаемых распределением температурив областях, где воздух испытывает поднятия (над экватором, в циклонах, на наветренных склонах горных хребтов), создаётся обстановка, благоприятная для выпадения осадков, и все остальные факторы становятся подчинёнными. В тех же местах, где преобладают нисходящие движения воздуха (в субтропических максимумах, в антициклонах вообще, в области пассатов, на подветренных склонах гор и т. п.), осадков бывает гораздо меньше.

Принято считать, что количество осадков в данной местности в высокой степени зависит от её близости к морю или удалённости от моря. На самом же деле известно немало примеров, когда на океанических побережьях располагаются очень сухие районы Земли и, наоборот, вдали от моря, внутри страны (как, например, на восточном склоне Анд в верховьях Амазонки), выпадает огромное количество осадков. Дело здесь не столько в удалении от моря, сколько в характере циркуляции атмосферы и устройстве поверхности, т. е. в отсутствии или наличии горных хребтов, мешающих передвижению воздушных масс, несущих влагу. При юго-западном муссоне в Индии воздушные массы проходят над пустыней Тар, не орошая её дождями, так как равнинный рельеф не препятствует движению воздуха, а нагретая пустыня оказывает на воздушные массы скорее иссушающее влияние. Но тот же муссон на наветренном склоне Западных Гат, не говоря уже о южных склонах Гималаев, оставляет огромное количество влаги.

Необходимость выделения в особый тип орографических осадков свидетельствует об исключительно большой роли устройства земной поверхности в распределении осадков. Правда, в этом случае, как и во всех остальных, рельеф имеет значение не только сам по себе, как механическое препятствие, но в сочетании с абсолютной высотой и циркуляцией атмосферы.

Проникновение тёплых морских течений в высокие широты способствует образованию атмосферных осадков вследствие того, что с тёплыми течениями связана циклоническая циркуляция атмосферы. Холодные же течения оказывают противоположное действие, так как над ними развиваются обычно отроги высокого давления.

Разумеется, ни один из перечисленных факторов не влияет на распределение осадков независимо от других. В каждом случае выпадение атмосферной влаги регулируется сложным и подчас противоречивым взаимодействием как общих, так и местных агентов. Однако, если отвлечься от деталей, к числу главных условий, определяющих размещение осадков в ландшафтной оболочке, всё же необходимо отнести температуру, общую циркуляцию атмосферы и рельеф.

Что такое внутриводный лед

Внутриводный лед -- непрозрачная губчатая ледяная масса, состоящая из хаотически сросшихся кристалликов льда. Непременное условие образования внутриводного льда -- переохлаждение речной воды и наличие в воде ядер кристаллизации (кристалликов льда, взвешенных минеральных частиц и т. д.). Внутриводный лед, образующийся на неровностях речного дна, называют донным льдом. Скопления внутриводного льда в виде комьев на поверхности или в толще потока образуют шугу. Движение шути по поверхности или в толще реки называется шугоходом. К шуге на поверхности реки иногда добавляется битый лед, отрывающийся от заберегов, и снежура -- скопления только что выпавшего на воду снега.

По мере охлаждения воды начинается образование льда непосредственно на водной поверхности реки вдали от берегов. В процессе образования льдин участвуют скопления сала, шуги и снежуры. Начинается осенний ледоход. На больших реках он продолжается 10--12 дней, на малых --до 7 дней.

В период осеннего ледохода русло реки может оказаться забитым шугой и битым льдом. Закупорка русла этой ледяной массой называется зажором. Образование зажора сопровождается подъемом уровня воды на вышерасположенном участке реки. Иногда осенний ледоход сопровождается затором, т. е. закупоркой русла плывущими льдинами. Как и зажоры, заторы часто происходят на узких участках русла, в местах разделения реки на рукава (например, в дельтах Дуная и Северной Двины).

Каковы экстремальные границы распределения льдов во всех четырех океанах

Для начала льдообразования необходимы три условия:

1) переохлаждение воды, т.е. понижение её температуры несколько ниже температуры замерзания;

2) дальнейшая потеря тепла водой;

3) наличие в воде ядер кристаллизации. Ядрами кристаллизации могут быть мельчайшие взвешенные частицы как органического, так и неорганического происхождения.

Для образования льда необходимо наличие всех трех условий.

Общее распределение льдов в Мировом океане определяется приходом и расходом тепла, соленостью морской воды, характером течений и конфигурацией береговой черты.

Лед неодинаково устойчив на различных морях, океанах и в их отдельных частях. По ледовитости Мировой океан можно разделить на следующие зоны:

1. Безледная зона. Составляет около 80% общей площади Мирового океана, на которой никогда не появляется лед. Например: Красное, Карибское, Арафурское и другие моря, северная часть Индийского океана, тропическая и экваториальная зона Мирового океана.

2. Зоны с эпизодическим появлением льда. Это районы Мирового океана, где льды появляются лишь в исключительно холодные зимы. Например: Северное, Мраморное и другие моря.

3. Зоны с сезонным появлением льда. В этих районах лед появляется обязательно каждую зиму и полностью исчезает в результате таяния весной и летом. Это Охотское, Японское, Черное и Азовское, Балтийское, Аральское и другие моря.

4. Акватории, в которых большая часть льдов тает, но часть льдов остается и поэтому летом можно всегда встретить дрейфующие льды. Примером таких морей могут служить моря Карское и Баренцево.

5. Районы со льдом, которые сохраняются круглый год, но сильно уменьшаются и ослабляются в летний период. Это центральная часть Северного Ледовитого океана и некоторые антарктические районы (моря Амундсена, Беллинсгаузена, Уэдделла и др.).

6. Районы, в которых отмечается лед, принесенный из других бассейнов. К ним относятся Гренландское море, район Ньюфаундленда и др. Зимой здесь лед может образоваться, но его масса значительно меньше, чем масса принесенного льда.

В северном полушарии максимальное развитие льдов наблюдается в марте-апреле, когда средняя их граница достигает 62° с.ш. (без учета южных морей), а площадь, занимаемая льдом, увеличивается до 16,4 км². К концу лета ледяной покров уменьшается и его граница отступает к северу.

Айсберги выносятся в Атлантический океан преимущественно Лабрадорским течением. Отдельные айсберги достигают 35 и даже 27°с.ш.

В южном полушарии больше всего льда в сентябре, когда средняя граница распространения морских льдов достигает 60° ю.ш., но в иные годы она может смещаться на сотни километров в ту или иную сторону.

Антарктические льды дрейфуют с большей, чем арктические льды, скоростью. Скорость дрейфа в среднем 4-5 миль в сутки, а в отдельных случаях до 2 миль в час. Основная масса морского антарктического льда дрейфует преимущественно на запад, отклоняясь к северу под воздействием выступов берега, где лед попадает в Антарктическое круговое течение (течение Западных Ветров). Дрейф антарктических айсбергов в общем совпадает с дрейфом морского льда, но айсберги, почти не отклоняясь, могут пересекать полосу западных ветров и проникать вместе с течением далеко к северу, достигая в Тихом и Атлантическом океанах 33° ю.ш.

Особое значение имеет распространение льдов в Северном ледовитом океане. Ледовитость имеет огромное значение для гидродинамики и климата Арктики. Льды круглогодично присутствуют во всех арктических морях. В центральных районах океана паковые льды сплошным покровом распространены и в летнее время, достигая толщины 3--5 метров. В океане дрейфуют ледяные острова (толщиной 30--35 метров), используемые для базирования дрейфующих станций «Северный полюс». Льды дрейфуют со средней скоростью 7 км/сутки, максимальной до 100 км/сутки. Прибрежные моря летом в значительной части освобождаются ото льда, но остаются отроги океанических ледниковых массивов, близко подступающих к берегу и создающих проблемы для судоходства. В Карском море летом сохраняется местный массив дрейфующих льдов, другой существует к югу от острова Врангеля. Береговой припай исчезает у берегов летом, но на некотором расстоянии от берега возникают локальные массивы припайных льдов: Североземельский, Янский и Новосибирский. Береговой припай в зимнее время особенно обширен в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском, где его ширина измеряется многими сотнями километров.

Большая ледовитость наблюдается в акватории Канадского бассейна. В проливах дрейфующие льды остаются в течение всего года, море Баффина частично (в восточной части) освобождается от плавучих льдов с августа по октябрь. Гудзонов залив свободен ото льда в течение сентября -- октября. Мощный береговой припай сохраняется в течение всего года у северного берега Гренландии и у берегов в проливах архипелага Елизаветы. Несколько тысяч айсбергов ежегодно образуются в восточной и западной частях Гренландии, а также в Лабрадорском течении. Некоторые из них достигают основного судоходного маршрута между Европой и Америкой и опускаются далеко на юг вдоль побережья Северной Америки.

По данным Национального центра исследования снега и льда (NSIDC) при Университете Колорадо (США), морской лёд Арктики сокращается с ускорением, особенно быстро исчезает старый толстый лёд, из-за чего весь ледяной покров становится более уязвимым. 16 сентября 2012 года зафиксирован суточный и месячный минимум площади льда в океане 3,61 миллиона кмІ (что на 13 % ниже среднего за период наблюдений с 1979 по 2000 годы). Другие минимумы фиксировались 18 сентября 2007 года -- 4,24 миллиона кмІ и 9 сентября 2011 года -- 4,33 миллиона кмІ. В это время полностью открывается Северо-Западный проход, традиционно считавшийся непроходимым. При таких темпах к 2100 году Арктика полностью утратит летний лёд. Однако в последнее время скорость утраты льда увеличивается, и по некоторым прогнозам летний лёд может исчезнуть к середине XXI века.

Список литературы

1. Безруков Ю. Ф. Океанология. Часть II. Динамические явления и процессы в океане. Симферополь: Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского, 2006. 123 с.

2. Богаткин О. Г., Тараканов Г. Г. Основы метеорологии. СПб.: Изд-во РГГМУ, 2006. 232 с.

3. Полякова Л. С., Кашарин Д. В. Метеорология и климатология. Новочеркасск: НГМА, 2004. 220 с.

4. Рычагов Г. И. Общая геоморфология. М.: Изд-во Моск. ун-та: Наука, 2006. 416 с.

5. Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и климатология. М.: Изд-во МГУ, 2001. 528 с.

Размещено на Allbest.ru