Меню

Вода плотная в озере

Температурная стратификация

Температу́рная стратифика́ция озёр – распределение температуры воды в озере по глубине.

Сезонное или кратковременное распределение температуры по глубине озера – одно из основных проявлений гидрологического режима этих водоёмов. Одновременно с перераспределением температуры воды по глубине озера происходят обмен и обновление вод, обогащение водной тощи озера кислородом, необходимым для развития водных организмов.

Если температура воды возрастает в озере от дна к поверхности, то это прямая температурная стратификация вод в озере; если, наоборот, уменьшается от дна к поверхности, то обратная температурная стратификация. Озёра, в которых в течение всего года наблюдается прямая температурная стратификация, называют тёплыми, или тропическими. Если весь год в озере обратная температурная стратификация, то такие озёра называют холодными, или полярными. Наиболее сложна температурная стратификация в пресных озёрах в условиях умеренного климата. Озёр этого типа на территории России большинство.

В режиме температуры воды в таком озере выделяются четыре сезона (периода): весеннего нагревания, летнего нагревания, осеннего охлаждения, предзимнего и зимнего охлаждения. Зимой подо льдом в пресном озере существует обратная температурная стратификация. В поверхностном слое озера температура воды близка к 0°С, в придонном слое – около 3–4°С (в более мелких водоёмах у дна температура немного ниже). В период весеннего нагревания температура воды в поверхностном слое озера повышается. Этот процесс начинается, когда озеро еще покрыто льдом, и продолжается после схода ледяного покрова. Когда температура поверхностного слоя станет несколько выше температуры нижерасположенных слоёв, вертикальная плотностная устойчивость вод нарушится: более тёплая и более плотная вода начинает опускаться, а менее тёплая и менее плотная – подниматься к поверхности. Здесь необходимо вспомнить об аномалии плотности воды: пресная вода имеет максимальную плотность (1000 кг/м 3 ) при 4ºС, а не при температуре замерзания (0ºС). Возникшее интенсивное конвективное вертикальное перемешивание вод приведёт к выравниванию температуры по вертикали, наступает весенняя гомотермия (обычно при температуре от 2 до 4°С). В это время создаются благоприятные предпосылки и для вертикального динамического (ветрового и волнового) перемешивания. Вода в толще озера обновляется.

В период летнего нагревания в озере устанавливается прямая температурная стратификация. Наиболее высокую температуру приобретает поверхностный слой воды в озере (эпилимнион). Ниже этого слоя лежит так называемый слой температурного скачка (металимнион). Основная же толща озёрных вод, находящаяся ниже слоя скачка, сохраняет относительно невысокую температуру. Этот слой называется гиполимнион. В эпилимнионе температура воды может повышаться до 20–25°С, в гиполимнионе в глубоких озёрах температура воды может сохраняться равной 5–6°С. Таким образом, в слое скачка температура воды резко изменяется на величину до 20°С (при этом вертикальные градиенты температуры воды иногда достигают 8–10°С на 1 м). В летнее время одновременно с установлением в пресном озере прямой температурной стратификации формируется своеобразное вертикальное распределение содержания в воде кислорода О2 и углекислого газа (диоксида углерода) СО2. Содержание О2 максимально у поверхности озера, а СО2 – у его дна.

В период осеннего охлаждения температура воды в поверхностном слое понижается. После того как она станет несколько ниже температуры нижерасположенных слоёв, более плотные воды начинают опускаться вниз, возникает активное конвективное вертикальное перемешивание. В результате устанавливается осенняя гомотермия. Как и во время весенней гомотермии, создаются благоприятные условия и для вертикального динамического перемешивания. Вода в придонных слоях озера обновляется. Гомотермия обычно устанавливается при температуре воды около 4°С, а иногда (при сильном ветровом воздействии на поверхность озера) и при несколько большей температуре (5–6°С и выше).

Наконец, наступает период предзимнего и зимнего охлаждения. В это время температура в поверхностном слое постепенно понижается до температуры замерзания (0°С для пресных вод), в толще воды устанавливается обратная температурная стратификация, а на поверхности озера после достижения температуры воды 0°С образуется ледяной покров. Температура в придонных слоях озера снижается до 4°С, а иногда и до 2–3°С, а в очень мелководных озерах – до 0,5–1°С. Но вода на глубинах озера не достигает 0°С и не замерзает, что предохраняет живые организмы от гибели.

Некоторые нарушения в описанные закономерности изменения вертикального распределения температуры воды в озёрах может вносить сильное ветровое волнение, вызывающее динамическое перемешивание. В мелководных водоёмах динамическое перемешивание может в ослабленном виде распространяться до самого дна. В таких случаях в гиполимнионе температура воды будет, конечно, выше упомянутых 5–6°С. Иногда в результате динамического перемешивания гомотермия в мелководном водоёме может установиться на непродолжительное время даже летом. Кроме того, вызванное сильным ветром и волнением динамическое перемешивание часто приводит к «размыванию» эпилимниона и заглублению слоя скачка. Последующее нагревание поверхностного слоя воды в озере создаст новый эпилимнион и новый слой скачка. В результате в водоёме может сформироваться довольно сложная вертикальная структура вод с 2–3 слоями скачка температуры.

Изменяет распределение температуры в озере и антропогенное воздействие, проявляющееся либо в сбросе в озеро нагретых вод (например, отработанных вод ГРЭС), либо в искусственном перемешивании вод в небольших водоёмах для обогащения придонных слоев кислородом в зимний подлёдный период, чтобы предотвратить замор рыбы.

Источник



Плотность воды, теплопроводность и физические свойства H2O

Рассмотрены физические свойства воды: плотность воды, теплопроводность, удельная теплоемкость, вязкость, число Прандтля и другие. Свойства представлены при различных температурах в виде таблиц.

Плотность воды в зависимости от температуры

Принято считать, что плотность воды равна 1000 кг/м 3 , 1000 г/л или 1 г/мл, но часто ли мы задумываемся при какой температуре получены эти данные?

Максимальная плотность воды достигается при температуре 3,8…4,2°С. В этих условиях точное значение плотности воды составляет 999,972 кг/м 3 . Такая температурная зависимость плотности характерна только для воды. Другие распространенные жидкости не имеют максимума плотности на этой кривой — их плотность равномерно снижается по мере роста температуры.

Вода существует как отдельная жидкость в диапазоне температуры от 0 до максимальной 374,12°С — это ее критическая температура, при которой исчезает граница раздела между жидкостью и водяным паром. Значения плотность воды при этих температурах можно узнать в таблице ниже. Данные о плотности воды представлены в размерности кг/м 3 и г/мл.

В таблице приведены значения плотности воды в кг/м 3 и в г/мл (г/см 3 ), допускается интерполяция данных. Например, плотность воды при температуре 25°С можно определить, как среднее значение от величин ее плотности при 24 и 26°С. Таким образом, при температуре 25°С вода имеет плотность 997,1 кг/м 3 или 0,9971 г/мл.

Значения в таблице относятся к пресной или дистиллированной воде. Если рассматривать, например, морскую или соленую воду, то ее плотность будет выше — плотность морской воды равна 1030 кг/м 3 . Плотность соленой воды и водных растворов солей можно узнать в этой таблице.

Читайте также:  Расстояние от белокурихи до лебединого озера в советском районе
t, °С ρ, кг/м 3 ρ, г/мл t, °С ρ, кг/м 3 ρ, г/мл t, °С ρ, кг/м 3 ρ, г/мл
999,8 0,9998 62 982,1 0,9821 200 864,7 0,8647
0,1 999,8 0,9998 64 981,1 0,9811 210 852,8 0,8528
2 999,9 0,9999 66 980 0,98 220 840,3 0,8403
4 1000 1 68 978,9 0,9789 230 827,3 0,8273
6 999,9 0,9999 70 977,8 0,9778 240 813,6 0,8136
8 999,9 0,9999 72 976,6 0,9766 250 799,2 0,7992
10 999,7 0,9997 74 975,4 0,9754 260 783,9 0,7839
12 999,5 0,9995 76 974,2 0,9742 270 767,8 0,7678
14 999,2 0,9992 78 973 0,973 280 750,5 0,7505
16 999 0,999 80 971,8 0,9718 290 732,1 0,7321
18 998,6 0,9986 82 970,5 0,9705 300 712,2 0,7122
20 998,2 0,9982 84 969,3 0,9693 305 701,7 0,7017
22 997,8 0,9978 86 967,8 0,9678 310 690,6 0,6906
24 997,3 0,9973 88 966,6 0,9666 315 679,1 0,6791
26 996,8 0,9968 90 965,3 0,9653 320 666,9 0,6669
28 996,2 0,9962 92 963,9 0,9639 325 654,1 0,6541
30 995,7 0,9957 94 962,6 0,9626 330 640,5 0,6405
32 995 0,995 96 961,2 0,9612 335 625,9 0,6259
34 994,4 0,9944 98 959,8 0,9598 340 610,1 0,6101
36 993,7 0,9937 100 958,4 0,9584 345 593,2 0,5932
38 993 0,993 105 954,5 0,9545 350 574,5 0,5745
40 992,2 0,9922 110 950,7 0,9507 355 553,3 0,5533
42 991,4 0,9914 115 946,8 0,9468 360 528,3 0,5283
44 990,6 0,9906 120 942,9 0,9429 362 516,6 0,5166
46 989,8 0,9898 125 938,8 0,9388 364 503,5 0,5035
48 988,9 0,9889 130 934,6 0,9346 366 488,5 0,4885
50 988 0,988 140 925,8 0,9258 368 470,6 0,4706
52 987,1 0,9871 150 916,8 0,9168 370 448,4 0,4484
54 986,2 0,9862 160 907,3 0,9073 371 435,2 0,4352
56 985,2 0,9852 170 897,3 0,8973 372 418,1 0,4181
58 984,2 0,9842 180 886,9 0,8869 373 396,2 0,3962
60 983,2 0,9832 190 876 0,876 374,12 317,8 0,3178

Следует отметить, что при увеличении температуры воды (выше 4°С) ее плотность уменьшается. Например, по данным таблицы, плотность воды при температуре 20°С равна 998,2 кг/м 3 , а при ее нагревании до 90°С, величина плотности снижается до значения 965,3 кг/м 3 . Удельная масса воды при нормальных условиях значительно отличается от ее плотности при высоких температурах. Средняя плотность воды, находящейся при температуре 200…370°С намного меньше ее плотности в обычном температурном диапазоне от 0 до 100°С.

Смена агрегатного состояния воды приводит к существенному изменению ее плотности. Так, величина плотности льда при 0°С имеет значение 916…920 кг/м 3 , а плотность водяного пара составляет величину в сотые доли килограмма на кубический метр. Следует отметить, что значение плотности воды почти в 1000 раз больше плотности воздуха при нормальных условиях.

Кроме того, вы также можете ознакомиться с таблицей плотности веществ и материалов.

Физические свойства воды при температуре от 0 до 100°С

В таблице представлены следующие физические свойства воды: плотность воды ρ, удельная энтальпия h, удельная теплоемкость C p, теплопроводность воды λ, температуропроводность воды а, вязкость динамическая μ, вязкость кинематическая ν, коэффициент объемного теплового расширения β, коэффициент поверхностного натяжения σ, число Прандтля Pr. Физические свойства воды приведены в таблице при нормальном атмосферном давлении в интервале от 0 до 100°С.

Физические свойства воды существенно зависят от ее температуры. Наиболее сильно эта зависимость выражена у таких свойств, как удельная энтальпия и динамическая вязкость. При нагревании значение энтальпии воды значительно увеличивается, а вязкость существенно снижается. Другие физические свойства воды, например, коэффициент поверхностного натяжения, число Прандтля и плотность уменьшаются при росте ее температуры. К примеру, плотность воды при нормальных условиях (20°С) имеет значение 998,2 кг/м 3 , а при температуре кипения снижается до 958,4 кг/м 3 .

Такое свойство воды, как теплопроводность (или правильнее — коэффициент теплопроводности) при нагревании имеет тенденцию к увеличению. Теплопроводность воды при температуре кипения 100°С достигает значения 0,683 Вт/(м·град). Температуропроводность H 2O также увеличивается при росте ее температуры.

Следует отметить нелинейное поведение кривой зависимости удельной теплоемкости этой жидкости от температуры. Ее значение снижается в интервале от 0 до 40°С, затем происходит постепенный рост теплоемкости до величины 4220 Дж/(кг·град) при 100°С.

t, °С → 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ρ, кг/м 3 999,8 999,7 998,2 995,7 992,2 988 983,2 977,8 971,8 965,3 958,4
h, кДж/кг 42,04 83,91 125,7 167,5 209,3 251,1 293 335 377 419,1
C p, Дж/(кг·град) 4217 4191 4183 4174 4174 4181 4182 4187 4195 4208 4220
λ, Вт/(м·град) 0,569 0,574 0,599 0,618 0,635 0,648 0,659 0,668 0,674 0,68 0,683
a·10 8 , м 2 /с 13,2 13,7 14,3 14,9 15,3 15,7 16 16,3 16,6 16,8 16,9
μ·10 6 , Па·с 1788 1306 1004 801,5 653,3 549,4 469,9 406,1 355,1 314,9 282,5
ν·10 6 , м 2 /с 1,789 1,306 1,006 0,805 0,659 0,556 0,478 0,415 0,365 0,326 0,295
β·10 4 , град -1 -0,63 0,7 1,82 3,21 3,87 4,49 5,11 5,7 6,32 6,95 7,52
σ·10 4 , Н/м 756,4 741,6 726,9 712,2 696,5 676,9 662,2 643,5 625,9 607,2 588,6
Pr 13,5 9,52 7,02 5,42 4,31 3,54 2,93 2,55 2,21 1,95 1,75

Примечание: Температуропроводность в таблице дана в степени 10 8 , вязкость в степени 10 6 и т. д. для других свойств. Размерность физических свойств воды выражена в единицах СИ.

Теплофизические свойства воды на линии насыщения (100…370°С)

В таблице представлены теплофизические свойства воды H 2O на линии насыщения в зависимости от температуры (в диапазоне от 100 до 370°С). Каждому значению температуры, при которой вода находится в состоянии насыщения, соответствует давление ее насыщенного пара. При этих параметрах жидкость и ее пар находятся в состоянии насыщения или термодинамического равновесия.

В таблице даны следующие теплофизические свойства воды в состоянии насыщенной жидкости:

  • давление насыщенного пара при указанной температуре p, Па;
  • плотность воды ρ, кг/м 3 ;
  • удельная энтальпия воды h, кДж/кг;
  • удельная (массовая) теплоемкость C p, кДж/(кг·град);
  • теплопроводность λ, Вт/(м·град);
  • температуропроводность a, м 2 /с;
  • вязкость динамическая μ, Па·с;
  • вязкость кинематическая ν, м 2 /с;
  • коэффициент теплового объемного расширения β, К -1 ;
  • коэффициент поверхностного натяжения σ, Н/м;
  • число Прандтля Pr.

Свойства воды на линии насыщения имеют зависимость от температуры. Ее влияние особенно сказывается на вязкости воды — динамическая вязкость H 2O при повышении температуры значительно снижается. Если, при температуре 100°С значение этого свойства воды в состоянии насыщения равно 282,5·10 -6 Па·с, то при температуре, равной, например 370°С, динамическая вязкость снижается до величины 56,9·10 -6 Па·с.

Читайте также:  Чудское озеро толщина льда сегодня

Другие свойства воды такие, как плотность, теплопроводность, удельная теплоемкость, температуропроводность при росте ее температуры имеют тенденцию к снижению своих значений. Например, плотность воды уменьшается с 958,4 до 450,5 кг/м 3 при нагревании со 100 до 370°С.

Теплопроводность воды в состоянии насыщения при увеличении температуры также снижается (в отличие от нормальных условий и температуре до 100°С, при которых имеет место ее рост в процессе нагрева). Снижение теплопроводности связано с увеличением как температуры, так и давления насыщенной жидкости.

Следует отметить, что удельная энтальпия воды в зависимости от температуры значительно увеличивается при нагревании, как до температуры кипения, так и выше.

Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении

В таблице представлены значения теплопроводности воды в жидком состоянии при нормальном атмосферном давлении. Теплопроводность воды указана в зависимости от температуры в интервале от 0 до 100°С.

Вода при нагревании становиться более теплопроводной — ее коэффициент теплопроводности увеличивается. Например, при 10°С вода имеет теплопроводность 0,574 Вт/(м·град), а при росте температуры до 95°С величина теплопроводности воды увеличивается до значения 0,682 Вт/(м·град).

t, °С 5 10 15 20 25 30 35 40 50
λ, Вт/(м·град) 0,569 0,572 0,574 0,587 0,599 0,609 0,618 0,627 0,635 0,648
t, °С 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
λ, Вт/(м·град) 0,654 0,659 0,664 0,668 0,671 0,674 0,677 0,68 0,682 0,683

Теплопроводность воды в зависимости от температуры и давления

В таблице приведены значения теплопроводности воды и водяного пара при температурах от 0 до 700°С и давлении от 1 до 500 атм.

Как известно, вода при атмосферном давлении закипает и переходит в пар при температуре 100°С. Коэффициент теплопроводности воды в этих условиях равен 0,683 Вт/(м·град). При увеличении давления растет и температура кипения воды (закон Клапейрона — Клаузиуса). По данным таблицы видно, при давлении в 100 раз выше атмосферного (100 бар) вода находится в виде пара при температуре от 310°С и имеет теплопроводность 0,523 Вт/(м·град).

Таким образом, следует отметить, что изменение давления влияет как на температуру кипения воды, так и на величину ее теплопроводности. Высокая теплопроводность воды достигается за счет роста давления — при повышении давления коэффициент теплопроводности воды увеличивается. Например, при давлении 1 бар и температуре 20°С вода имеет теплопроводность, равную 0,603 Вт/(м·град). При росте давления до 500 бар теплопроводность воды становится равной 0,64 Вт/(м·град) при этой же температуре.

Примечание: Черта под значениями в таблице означает фазовый переход воды в пар, то есть цифры под чертой относятся к пару, а выше ее — к воде. Теплопроводность в таблице указана в степени 10 3 . Не забудьте разделить на 1000! Размерность теплопроводности воды в таблице Вт/(м·град).

Источник

Озерные воды, их режим, состав, динамика

Режим озер определяется водным балансом, который характеризуется соотношением питания и расхода водной массы. Озера питаются водами поверхностного, подземного стока и атмосферными осадками. Расход (потеря) воды происходит путем поверхностного и подземного стока и испарения. Главную роль в регулировании водного баланса озер играет климатическая зональность и особенности геологического и тектонического строения региона. По водному балансу озера подразделяются на бессточные, сточные и с перемежающимся стоком.

Бессточные озера не имеют ни поверхностного, ни подземного стока, и потеря воды происходит только при испарении.

Сточные озера теряют воду за счет поверхностного и подземного стока. Среди сточных озер выделяются проточные, сток у которых составляет значительную долю объема водной массы. В них наблюдаются течения, связанные с режимом впадающих и вытекающих рек.

Озера с перемежающимся стоком занимают промежуточное положение между обеими группами. Сток воды из этих озер происходит только в период высоких вод, в межень вытекающие из них водотоки пересыхают.

Любое озеро является сложной физико-химической системой, которая в значительной мере определяет состав и минерализацию озерных вод. Основными факторами формирования последних являются генезис озерных котловин, происхождение озерных вод, на что в свою очередь накладываются особенности климата, характер рельефа и стока, почвенный и растительный покров.

Важным фактором накопления растворенных веществ является наличие или отсутствие стока из озера. В проточных озерах накопление солей, из-за довольно большой скорости обмена водных масс, незначительно. В сточных озерах возможно некоторое накопление солей, особенно под влиянием биохимических процессов. Самое же значительное накопление происходит в бессточных озерах, аккумулирующих принесенные в них соли. По степени солености воды озера делятся на следующие типы:

1) пресные до 12 промилле;

2) солоноватые — 1—24,7 промилле;

3) соленые — 24,7—47 промилле;

4) минеральные, или соляные, — выше 47 промилле.

Солевой состав и соленость воды озер не остаются постоянными, а изменяются по площади, с глубиной и во времени.

Пресные озера расположены, как правило, в областях с влажным климатом и питаются за счет атмосферных осадков, речных и ледниковых вод. Сюда относятся озера с наименьшей минерализацией воды: Онежское — 30 мг/л, Ладожское — 70 мг/л, Байкал — 90 мг/л.

В засушливых районах распространены солоноватые и соленые озера. Минерализация вод в таких озерах может достигать очень больших величин: оз. Эльтон — 280 г/л; Мертвое море — 310 г/л; оз. Гузгундав (Турция) — до 380 г/л.

По происхождению солевой массы минеральные озера подразделяются на морские, образовавшиеся на месте отделившихся от моря заливов и лиманов, и континентальные, солевая масса которых возникла за счет атмосферных осадков и стока вод суши. Есть и промежуточные соляные озера, сформировавшиеся в континентальных условиях в результате растворения подземными водами древних морских соляных отложений.

Минеральные озера, по преобладанию в воде солей, делятся на карбонатные (содовые), сульфатные (горько-соленые) и хлоридные (соленые). Уровень концентрации солей в таких озерах близок к насыщению, и дальнейшее повышение ее приводит к их осаждению и кристаллизации. Минеральное озеро, в котором происходит садка соли, называется самосадочным, а его вода, представляющая насыщенный раствор, — рассолом или рапой.

Из крупнейших соляных озер, имеющих промышленное значение, следует выделить:

— хлоридные (в основном поваренная соль) — Эльтон, Баскунчак, Южно-астраханское, Прииртышское озера, лиманы Куяльницкий и Хаджибеевский и др.;

— сульфатные (в основном мирабилит): Кара-Богаз-Гол, оз. Kyлунда, некоторые озера Бурят-Монголии и др.;

Читайте также:  Лечебная грязь из озера арей

— карбонатные (сода): оз. Кулунда, оз. Доронинское (Забайкалье) и др.

Движение воды в озерах обусловливается следующими основными факторами: ветром, речными течениями, конвективным перемешиванием, изменением атмосферного давления и др. Воздействие ветра вызывает в озерах волновое движение воды. Волны в крупных озерных водоемах могут достигать большой высоты. Так, в оз. Байкал во время осенних штормов высота волн достигает 5 м. Под действием ветра могут возникать дрейфовые течения, которые проявляются в основном в поверхностных слоях воды и с глубиной быстро затухают.

Существуют также и циркуляционные течения, вызванные перемешиванием в результате неодинаковой плотности и разной температуры воды. В районе теплых вод плотность ее меньше и уровень поверхности на какую-то величину (до 0,5 м) выше уровня района холодных и более плотных вод. Возникающий уклон поверхности порождает течения, направленные из области с низкой плотностью в область с высокой плотностью. Максимальное значение скорости течений на Байкале изменяется с глубиной следующим образом: на глубине 10 м — 92—142 см/с; 50 м — 56 см/с; 250 м — 30 см/с.

Воздействие ветра вызывает сгоны и нагоны воды, достигающие в крупных озерах 1—2 м. В результате нагона происходит подъем воды у наветренного берега, а у подветренного — понижение уровня — сгон. При сгонах и нагонах, а иногда при резком изменении атмосферного давления возникают сейши — стоячие волны, при которых происходит колебательное движение всей массы воды, стремящейся к положению равновесия.

Движение озерных вод в проточных озерах может происходить и под действием речных течений.

Источник

Физические свойства озёрных вод

Для большинства глубоких озер и тех, которые находятся в ветровой тени, характерна отчетливая стратификация водной толщи по физическим свойствам, в результате которого менее плотные воды располагаются над более плотными.

В озерах солнечный свет используется растениями для фотосинтеза, а животными — чтобы видеть под водой. Свет влияет также на вертикальные миграции некоторых организмов, но главный результат воздействия солнечной энергии — нагревание воды. Часть этой энергии отражается от зеркала озера, часть рассеивается водной поверхностью в пространство, а часть поглощается водой и превращается в тепловую энергию. Эта тепловая энергия частично излучается вновь в атмосферу или затрачивается на испарение.

Нагревается главным образом верхний слой воды толщиной несколько метров, поскольку радиация быстро поглощается по мере ее проникновения вглубь. Нагревание приводит к расширению воды в этом верхнем слое, отчего ее плотность уменьшается по сравнению с плотностью нижележащих холодных слоев. Нагретая вода скапливается поверх холодных и потому более плотных вод.

Свойство озер накапливать тепло в течение лета и отдавать его зимой может оказывать существенное смягчающее воздействие на местный климат.

Болота и заболоченные земли. Образование, распространение

Болото — участок суши (или ландшафта), характеризующийся избыточным увлажнением, повышенной кислотностью и низкой плодородностью почвы, выходом на поверхность стоячих или проточных грунтовых вод, но без постоянного слоя воды на поверхности. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, если меньше, то это заболоченные земли. Болота являются составной частью гидросферы. Первые болота на Земле образовались на стыке силура и девона 350—400 млн лет назад.

Чаще встречаются в Северном полушарии, в лесах. В России распространены на севере Европейской части, в Западной Сибири, на Камчатке. В Белоруссии и на Украине болота сконцентрированы в Полесье (так называемые Пинские болота). Исследования природы болот начал ещё М. В. Ломоносов, большой вклад внёс советский ботаник В. С. Доктуровский, создатель руководства по болотоведению.

Болота возникают двумя основными путями: из-за заболачивания почвы или же из-за зарастания водоёмов. Заболачивание может происходить по вине человека, например, при возведении дамб и плотин для прудов и водохранилищ. Заболачивание иногда вызывает и деятельность бобров.

Непременным условием образования болот является постоянная избыточная влажность. Одна из причин избыточной увлажнённости и образования болота состоит в особенностях рельефа — наличие низин, куда стекаются воды осадков и грунтовые воды; на равнинных территориях отсутствие стока — все эти условия приводят к образованию торфа.

Болота играют важную роль в образовании рек.

Болота препятствуют развитию парникового эффекта. Их, в не меньшей степени, чем леса, можно назвать «лёгкими планеты». Дело в том, что реакция образования органических веществ из углекислого газа и воды при фотосинтезе по своему суммарному уравнению противоположна реакции окисления органических веществ при дыхании, и поэтому при разложении органики углекислый газ, связанный до этого растениями, выделяется назад в атмосферу (в основном за счёт дыхания бактерий). Один из главных процессов, способных уменьшить содержание углекислого газа в атмосфере — это захоронение неразложившейся органики, что и происходит в болотах, образующих залежи торфа, трансформирующегося затем в каменный уголь. (Другие подобные процессы — отложение карбонатов (CaCO3) на дне водоёмов и химические реакции, протекающие в земной коре и мантии). Поэтому практика осушения болот, осуществлявшаяся в XIX—XX веках, с точки зрения экологии разрушительна.

С другой стороны, болота являются одним из источников бактериального метана (одного из парниковых газов) в атмосфере. В ближайшем будущем ожидается увеличение объёмов болотного метана в атмосфере из-за таяния болот в районе вечной мерзлоты.

Болота — естественные фильтры воды и санитары агроэкосистем.

На болотах растут ценные растения (голубика, клюква, морошка).

Торф используют в медицине (грязелечение), как топливо, удобрение в сельском хозяйстве, корм для сельскохозяйственных животных, сырьё для химической промышленности.

Торфяные болота служат источником находок для палеобиологии и археологии — в них находят хорошо сохранившиеся остатки растений, пыльцу, семена, тела древних людей.

Для последних болотная руда была источником для изготовления железных изделий.

Раньше болото считалось гибельным местом для человека. В болотах погибал отбившийся от стада скот. Из-за укусов малярийных комаров вымирали целые посёлки. Растительность на болотах скудная: светло-зелёный мох, небольшие кустарнички багульника, осока, вереск. Деревья на болотах низкорослые. Корявые одинокие сосны, берёзы да заросли ольхи.

Люди стремились осушать «гиблые места» и использовать землю под поля и пастбища.

Болота распространены на Земле повсеместно: в разных климатических зонах и на большинстве континентов. Общая площадь болот на земном шаре – примерно 2% суши. Наиболее заболоченные материки – Южная Америка (70% территории) и Евразия (18%).

Чаще всего болота образуются на участках бывших пожаров, в поймах рек, в уклонах рек, у подножий скал, на озерах и др.

Источник

Adblock
detector