Дәріс № 15. Гидросфера және атмосфера

1.Гидросфера.

2.Атмосфера.Құрамы және құрылысы

1.Гидросфера.

Қазіргі күні гидросфера деп үш түрлі агрегаттық күйде болатын сұйық, қатты, газ тәріздес, Жердің су қабығын айтады. Гидросфераның төменгі шегі ретінде мантияның жоғарғы шекарасы (Махоровигич беті), ал жоғарғы шекарасы – атмосфераның жоғарғы қабаты қабылданған. Гидросфераның құрамына дүние жүзілік мұхиттар, құрылық сулары - өзендер, көлдер, батпақтар, мұздықтар, атмосфера ылғалы, көлдер мен теңіздердің қазан-шұңқырларының түбіндегі және мәнгі мұздықтардың астындағы сулар енеді.

Қазіргі кезеңде бүкіл су қорының 96,5% - ы дүние жүзілік мұхиттарда шоғырланған. Гидросферадағы бүкіл су қорының 2,58%-ы тұщы сулардың үлесінде тиеді. Тұщы судың басым бөлігі мұздықтарда – Антарктида мен Арктика мұз жамылғысында және таулы аймақтарда жиналған (гидросфера көлемінің 1,78% немесе Жердегі тұщы су қорының 69,3%-ы)? Өте көп су қоры литосферада шоғырланған? Жердегі бүкіл тұщы су қорының 29,4%-ы жер асты суларының 3үлесіне тиеді.

Жер бетіндегі сулардың 0,006% - ы өзендердің, 0,25%-ы тұщы көлдердің, 0,03%-ы атмосфераның үлесіне тиеді

Жер шары гидросфераның түрлі бөліктерінің су көлемі мен белсенді су алмасуы.

Дүние жүзілік су қоры.

2-ші кесте

	Судын түрлері	Таралу ауданы млн.км²	Көлемі, млн.куб. км	Су қабаты, м	Дүние жүзілік қордағы үлесі,%
	Судын түрлері	Таралу ауданы млн.км²	Көлемі, млн.куб. км	Су қабаты, м	Жалпы су қорынан	Тұщы су қорынан
1	Дүние жүзілік мұхит	361,26	1340,74	3711	96,49	-
2	Жер асты сулары (гравитациялық және капилллярлық)	134,73	23,40	174	1,68	-
3	Түщы су жер асты сулары	134,73	10,53	78	0,76	29,39
4	Топырақ қабатындағы ылғал	82,00	0,02	0,24	0,001	0,06
5	Мұздықтар мен тұрақты қар жамылғысы. Соның ішінде: А) Антарктида Б)Гренландия аралында В) арктикалық аралдарда (Канада, Арктикалық архипелагы, Жаңа жер, Солтүсті жер, Франц ө Иосиф Жері, Шпицберген және кіші аралар).	16,23 13,98 1,80 0,23	24,87 22,41 2,34 0,08	15,23 16,03 1300 348	1,79 1,61 0,17 0,006	69,41 62,55 6,53 0,22
6	Арктика мен Антарктидадан тыс таулы аймақтар.	0,22	0,04	182	0,003	0,11
7	Мәңгі тоңдардағы жер асты мұздықтары.	21,00	0,30	14	0,022	0,84
8	Көлдердегі су қоры. Соның ішінде: А) тұщы су Б) ащы су В) батпақ сулары Г) өзен аңғарларындағы су	2,06 1,24 0,82 2,68 148,84	0,18 0,09 0,09 0,01 0,002	87 73 110 373 0,013	0,013 0,0065 0,0065 0,0007 0,0001	- 0,25 - 0,03 0,006
9	Биологиялық су (тірі организмдер мен өсімдік құрамындағы су).	510,10	0,001	0,002	0,0001	0,003
10	Атмосферадағы су	510,10	0,01	0,02	0,0007	0,03
11	Жалпы су қоры	510,10	1389,53	2724	100	-
12	Тұщы сулар.	148,84	35,83	241	258	100

Ескерту: Кейбір құрылықтар бойынша жер асты суларының қорын есептегенде, Антарктиданың жер асты суларының қоры есепке алынбаған (жобалап бағалағанда 2 млн куб км, оның ішінде тұщы су шамамен - 1 млн куб км).

Жердің су балансы.

3-ші кесте

Территориялар	Аумағы 100 км2	Көлемі 1000 км3	Жер үсті, жер асты су ағыны 1000 км3	Булану 1000 км3
Құрлық	149 000	119	47	72
Дүние жүзілік мұхит	36 100	458	47	505
Бүтіндей жер шары	510 000	577	-	577

Дүние жүзілік мұхит.

Жер шарының су қабығы – Дүние жүзілік мұхит деп аталатын біртұтас бет. Оның ауданы 361,3 млн км² (жер бетінің 71%) , орташа тереңдігі 3,7 км, көлемі 1 370 000 000 км³ (гидросфера көлемінің 94%).

Оңтүстік жарты шар мұхитты – оның ауданының - 81% - ын, солтүстік жарты шардың 61% -ын алып жатыр.

Шартты түрде Дүние жүзілік мұхит бір-бірінен оқшауланған, жеке бөліктерден – мұхиттардан – тұрады.

Теңіз дегеніміз – көршілес бөліктерден физикалық және химиялық қасиеттерімен, (тұздылығы, температурасы, мөлдірлігі т.б.) экологиялық жағдайымен, ағыстары мен толысуларының сипатымен ерекшеленетін мұхиттың аздыкөпті оқшауланған бөлігі. Морфологиялық және гидрологиялық ерекшеліктеріне байланысты теңіздер шеткі, жерорталық (ішкі құрылықтық және құрылық аралық) және арал аралық деп жіктеледі.

Шығанақтар – судың құрылыққа еніп жатқан бөлігі. Шығу тегіне, жағалауларының құрылысына, формасына қарай шығанақтар: фьорд, бухта, лиман деп те аталады.

Мұхиттарды, теңіздерді және шығанақтарды бір-бірімен бұғаздар жалғастырып жатыр. Өте енді және терең бұғаз – Дрейк бұғазы (Оңтүстік Американың оңтүстігінде) – орташа еңі 986 км, орташа тереңдігі 3111 км, ал ең ұзын бұғаз Мозамбик бұғазы – 1760км.

Көлдер және батпақтар.

Көл қазан шұңқырларының пайда болуы әр түрлі. Тектоникалық көлдер (Байкал, Ладога, Онега, АҚШ-тағы Ұлы көлдері) жер қыртысының төмен ойысқан жерлерінде; вулканды көлдер (Камчатка көлдері) сөнген вулкандардың кратерлерінде; мұздық көлдер (Ильмень, Селигер) мұздықтар жырып кеткен немесе мореналық төбелер аралықтарындағы қазан шұңқырларға іркіліп жиналған. Мұздық көлдер пішіні мұздықтар қозғалысының бағытына қарай созылыңқы болып келеді. Мұндай көлдердің жағалықтары әдетте қатты жыныстардан (гранит, гнейс) құралады. Тауларда тау жыныстарының құлауынан тоғандық көлдер (Памирдегі Сарез көлі); тосқындар бөліп тастаған бұрынңы теңіз шығанақтарының орнында көлтабандар (Одесса көлтабаны) пайда болады.

Ескі арналық көл жайылған жерлерде жатқан, талай заманнан өзен арнасы болып табылады. Карстық көлдердің казан шұңұырында ізбес тас еріген су болады. Ескіден қалып қойған қалдық көлдер де бар. Бұл көлдер бұрын теңіздер (Каспий, Арал) жайылған қазан шұңқырлардың орнында. Көптеген көлдер аралас жолмен пайда болған. Мәселен, Ладога және Онега көлдері құрылықтың тектоникалық ойысуынан түзілген де, кейінрек олардың жағалықтарын Скандинавия түбегінен жылжыған мұздар қаптаған.

Батпақтар. Көлді шөп басып, ыза суы деңгейінің артуынан, астыңғы қабаты су өткізбейтін жыныстардлан құралған жерлерде жауын-шашынның қатты жаууынан, т.б. жағдайлардан батпақтар ойпат жерлердеші батпақтар және үстірттік батпақтар болып екіге бөлінеді. Ескі көл орнындағы қазан шұңқырлар мен өзен жайылмаларына ойпаттық батпақтар пайда болады. Үстірттік батпақтар су айрықтарда және көбіне бұрын құрғақ болған, көтерінкі жерлерде болады. Үстірттік батпақтарда ылғалдығы мол болатын шымтезек мүгі көп өседі де, алғаш тамырларының ауамен тыныс алуына мүмкіндік бермейді, сөйтіп, олар шіріп, құлайды.Тұтасқан мүк қабатынан топыраққа жылу де өте алмайды, ал өсімдіктер топырақтан суық суды сіңіре алмайтын болғандықтан „физиологиялық куаңшылыққа“ тап болады.

Мұздықтар.

Құрылық аумағының 11% -тін мұздықтар алып жатыр. Материк мұздықтары және тау мұздықтары болады.

Антарктида, Гренландия және Антарктиканың кейбір аралдарын материктік мұздықтар жауып жатады. Гренландиядағы мұздықтың қалындығы 2000 м-ге дейін барады.

Тау мұздықтарының көлемі әлдеқайда кіші, олар өздері бойлай түскен аңғар пішіндес болады. Мәнгі қарларының төменгі жиегін қар жиегі деп атайды. Олар сол жердегі таулар мен рельефтің климатына байланысты әр түрлі биіктерде болады.

Өзендер және жер асты сулары.

Өзендер жылғаларда уақытша ағып жанатын су мен шағын өзендердің үздіксіз тасқын суға айналуынан пайда болады. Бұл тасқын сулар борпылдақ жыныстарды шайып, кейде су өткізбейтін қабатқа дейін жетіп, ондағы ыза суы жыл бойы өзенге ағып құйылады. Өзен барлық саллаларымен бірігіп өзен жүйесін құрады. Өзен жүйесі жинақталатын аумақты өзен бассейні деп атайды. Екі өзен бассейндерін бөліп жататын айырым сызық су айырық деп аталады. Таулы жерлерде су айырық сызығы жоталармен өтеді. Өзендерді ажыратып жататын бассейндерден жоғарыдағы территориялар жазықтардағы су айырық болып табылады.

Жер асты суларының көлемі шамамен – 60 млн км³, оның 4 млн км³ мөлшері су айналымына қатысады. Жер қыртысының 2 км тереңдігінде жер асты су қорының - 23 млн км³ жиналған.

Пайда болуына байланысты жер асты суларын бірнеше типтерге бөледі:

· Инфильтрациялық су атмосфера ылғалының су өткізгіш қабатқа сіңуінен түзіледі;

· Конденсациялық су аудағы будың жердегі жыныс құыстарында, жарықтарында шық тәрізді қоюлануынан түзіледі;

· Седиментациялық су деп жыныс шөккен кезде арасына сіңіп қалған теңіз суын айтады;

· Ювенильды деп магмадан бөлініп шыққан суды айтады. Магмадан бөлінген су буы терең тектоникалық жарықшақтарды бойлап жоғары көтерілген кезде қоюланып, газдар мен түрлі қосындыларға бай суға айналады.

2. Атмосфера.Құрамы және құрылысы.

Геосфераның ең жоғарғы қабаты атмосфера болып табылады – ол Жердің ауалы немесе газды қабығы.

Атмосфераны температуралық көрсеткіштерге орай бес сфераға бөледі. Ең төменгі қабат тропосфера деп аталады. Онда барлық ауа массасының 80% -ке жуығы шоғырланған, сондықтан ол ең тығыз қабат.

Барлық су буы тропосферада жинақталады да, ауа райының құбылыстары дамиды. Тропосфераның 30-50 м қалындықтығы жерге таяу қабаты тікелей жер бетінің ықпалында болады. Жерге таяу қабатта жергілікті климаттың негізігі ерекшеліктері байқалады.

Тропосферадан кейінгі тікбағыттағы қабат стратосфера деп аталады. Оның төменгі жағы тропопаузамен (өтпелі қабат) шектеледі, ал үстіңгі денгейі 50-60 км болады.

Стратосфера қабатының үстінде, шамамен 50-80 км биіктікте, мезосфера жатады. Бұл қабаттағы температура нольден бірнеше ондаған градусқа төмендейді.

Мезосферадан жоғары жүздеген километрге дейінгі биіктікте ионосфера қабаттары созылып жатады. Бұл қабаттардағы ауа өте сирек болады.

Ионосферада поляр шұғыласы және түн аспанын сол тәрізді жарқырататын сәулелер байқалады: ионосферада магнит өрісінің кенеттен ауытқуы нәтижесінде магниттік дауылдар болып өтеді. Ионосфераның 800 км биіктегі температурасы жүздеген градустарға жетеді. Сондықтан ионосфераны термосфера деп те атайды.

800-1000 км-ден жоғарыда болатын атмосфера қабаттары экзосфера деп аталады.

Күн радиациясы.

Жер бетінің белгілі бір ауданына келіп түсетін күн радиациясына сандық көрсеткіш – энергиялық жарықтануы немесе радиация ағының тығыздығы, яғни белгілі бір ауданға белгілі бір уақыт аралығында келіп түсетін сәулелі энергия шамасы. Бұл шама Вт\ м²-мен немесе кВт\м² есептеледі. 1 м² жерге секундына 1Дж (немесе 1кДж) сәулелі энергия келіп жетеді.

Күн мен Жердің орташа арақашықтығына сәйкес келетін, күннін сәулесіне перпендикуляр, атмосфераның жоғарғы шекарасының белгілі ауданына түсетін күн радифциясының энергиялық жарықтануын күннің тұрақты шамасы деп атайды да S0 әріппен белгілейді.

Жер бетіне келіп түсетін тура күн радиациясының 30% қайтадан космос кеңістігіне қайтарылса, 70% атмосфера қабатына түседі. Күн радиациясының біршама бөлігі атмосфера қабатынан өткенде әртүрлі газдар мен аэрозольдармен шашырайды – бұл шашыранды радиациядеп аталады.

Ауа температурасы

Атмосфераның төменгі қабаты Жер бетінің жылуынан қызады. Сондықтан тропосфераның төменгі қабаттарындағы ауа температурасы оның жердің бетіне қалай орналасқанына да байланысты болады.

Қандай жердің болса да климатын сипаттау үшін ауа температурасының ұзақ мерзімдегі (30-50 жыл) орта есеппен алынған айлық және орташа жылдық көрсеткіштері болуы керек.

Жылудың Жер бетіндегі таралуын географиялық кескіндеу изотермалар – температуралары бірдей жерлерді сызықтармен қосу арқылы жүзеге асырылады

Атмосферадағы ылғал

Ауадағы ылғалдылық үнемі су буы түріндеболады. Ауа температурасы жағарылаған сайын, ылғалдық та арта береді. Белгілі жағдайдағы ылғалдықта су буына қаныққанауадан су тамшысы немесе қатты түйіршікті жауын-шашын пайда болады. Ауадан Жерге шық, қырау, жаңбыр, қиыршық, бұршақ, қар түрінде жауған ылғал атмосфералық жауын-шашын деп аталады.

Ауа ылғалылығының көрсеткіштері абсолют және салыстырмалы ылғалдылықтар болып табылады.

Су тамшылары мен кристалдардың атмосферада жиналуынан бұлт пайда болады. Тамшылар мен кристалдар мөлшерінің кішкенелігінен ауаның әлсіз жоғары ағысы сол тамшылар мен кристалдарды төмен түсірмей, ауада қалықтаған күйінде сақтап қалады. Егер ауаның бұлтты қоршаған абсолют ылғалдылығы артса, онда тамшылар мөлшері ұлғаяды да, жанбыр болып жерге жауады.

Атмосфералық қысым.

Ауаның салмағы болады, сондықтан ол Жер бетіне қысым түсіреді. Ауа қысымы теңіз деңгейімен есептегенде биіктігі 760 мм болатын сынап бағанасының салмағына тең.

Кәзіргі уақытта ауа қысымы бармен өлшенеді. Бар сынап бағанасының 750 мм қысымына тең, ал 1 миллибар (мб) сынап бағанасының 0,75 мм қысымына тең. Атмосфераның төменгі қабаттары әлдеқайда тығыз болғандықтан, ауа қабаты биіктеген сайын барометр немесе бар денгейі арта береді. Бар денгейі дегеніміз қысымның 1 мб төмендеуі үшін қажетті ара қашықтыққа көтерілуі. Бар денгейін білу арқылы жердің салыстырмалы және абсолют биіктігін анықтауға болады.

Ауа қысымы температураға байланысты да өзгеріп отырады. Жылу мол түскен аймақтардағы ауа жеңілдейді де, жоғары көтеріледі, сондықтан Жер бетіндегі қысым датөмендейді. Салқын аймақтардаауа ауыр тартып, төмен түсіп кетеді, сондықтан онда қысым арта береді.

Жер бетіндегі атмосфералық қысымның таралуын картаға изобар – атмосфералық қысымдары бірдей жерлерді өз ара қосатын сызық – көмегімен аңғару .

Ауа райы және климат.

Кез келген жердің, ауа райы ауаның температурасы, атмосфералық қысым, желдің бағыты мен күші, күннің бұлттылығы мен ауаның ылғалдылығы, жауын-шашын түрлері мен мөлшері жайындағы мәліметтер бойынша сипатталады. Жоғарыда көрсетілген метеорологиялық элементтер болатын кез келген жердің атмосфералық күйі ауа райы деп аталды.

Климат дегеніміз белгілі бір жердегі географиялық жағдайға байланысты сол жерге тән көпжылдық ауа райының режимі. Географиялық жағдайға тек ендік, теніз денгейінен биіктік қана емес, сондай-ақ жер бетінінің сипаты, топырақ жамылғысы,т.б. жатады.