Cyrkulacja atmosferyczna i cykl hydrologiczny

Cyrkulacja atmosferyczna i cykl hydrologiczny Gigantyczna praca przesuwania kontynentów dokonuje się dzięki energii czerpanej z wnętrza Ziemi. Tymczasem, na powierzchni  planety   istnieje   inny   cykl   obiegu   materii,   angażujący   mniejsze   jej   masy,   ale   za   to   znacznie   szybszy,   napędzany   energią   pozaziemskiego   pochodzenia.   Cykl   ten   obejmuje   cyrkulację   atmosfery,   obieg  wody  oraz   erozję,   transport   i   sedymentację   mas   skalnych, a jego motorem jest promieniowanie słoneczne. Słońce nagrzewa najsilniej pas globu wokół równika. Nad rozgrzanym lądem czy oceanem ogrzewa się również powietrze i  powstaje silny prąd konwekcyjny, unoszący masy powietrza ku górnym warstwom troposfery  — 10  do  12  km n.p.m. (ryć.  2.8).  Powietrze to początkowo nasycone jest parą wodną, w miarę unoszenia rozpręża się, a więc i ochładza, w wyniku czego zawarta w  nim para wodna ulega skropleniu. W strefie równikowej jest gorąco, wilgotno i padają obfite deszcze. W kierunku równika, na   miejsce powietrza uniesionego w górę napływają masy powietrza z północy i z południa. Ruch obrotowy Ziemi powoduje, że w   strefie między równikiem a zwrotnikami wiatry nie wieją w kierunku dokładnie południkowym, ale z odchyleniem zachodnim lub   wschodnim. Tymczasem ochłodzone i odwodnione powietrze w górnych warstwach atmosfery odpływa w kierunku biegunów i   opada  —  mniej więcej w pasie zwrotników. Opadając oczywiście spręża się i ogrzewa   —  ale pary wodnej już nie zawiera. Pod  zwrotnikami   panują   więc   susze.   Ta   najsilniejsza   cyrkulacja   równikowo-zwrotnikowa   wymusza   podobny   cykl   na   wyższej,  „umiarkowanej"   szerokości   geograficznej   (ryć.  2.8).  Główne   cechy   klimatu   Ziemi   zdeterminowane   są   więc   czynnikami  astronomicznymi. Cała ilość wody na powierzchni planety pochodzi z odgazowania skorupy ziemskiej około 4 mld lat temu (niewielkim uzupełnieniem  jest woda ze współczesnych ekshalacji wulkanicznych). Obecna średnia temperatura powierzchni planety powoduje, że ogromna   większość zapasu wody na Ziemi jest w fazie ciekłej. Ilość tę ocenia się na  1,5 min km3. Jednak warunki termiczne Ziemi i warunki  fizykochemiczne wody powodują, że występuje ona we wszystkich orzech stanach skupienia; znaczna jej ilość (ok.  30  tyś. km3)  nagromadzona jest obecnie także w postaci lodu. Pomijamy tutaj ogromną ilość wody uwięzioną w skalach skorupy i głębszych  

(…)

…) jest jakby gigantyczną maszyną parową, napędzaną energią słoneczną, przemieszczającą
pierwiastki chemiczne na powierzchni Ziemi. Ciepło parowania wody wynosi 2,24 kJ x g~'. Przyjmując, że w ciągu roku suma
wyparowanej wody wynosi około 500000 km3, czyli 5 x 10'^ g, wykonana praca wynosi około 11,2 x l O21 J x rok"'. Odpowiada to
mocy około 355 x l O'2 W (355 min megawatów, o dwa rzędy wielkości więcej niż cała energia…
…, piasek, żwir, a nawet wielkie głazy. Materiał ten zostaje następnie osadzony na dnie oceanów. Woda, zwłaszcza nasycona
dwutlenkiem węgla, jest głównym czynnikiem powodującym wietrzenie skał. Materiał pierwotny, tworzący skorupę ziemską, to
skały pochodzenia magmowego lub lawy. Pod wpływem wody i zmian temperatury minerały tworzące te skały ulegają rozkładowi,
przy czym powstają minerały ilaste (gliny), takie jak kaolinit czy montmorillonit. Dalsza erozja prowadzi do zupełnego usunięcia
krzemionki i powstają wówczas lateryty (produkt wietrzenia złożony głównie z tlenków żelaza) i boksyty (tlenki i wodorotlenki
glinu). Woda wynosi rzekami rozpuszczoną krzemionkę i zawiesinę drobnych ziarn minerałów ilastych.
Współcześnie prawie całe parowanie wody na lądach odbywa się za pośrednictwem roślin pokrywających…
…
cząsteczka wody przebywa w atmosferze zaledwie około tygodnia. Po dostaniu się do morza statystyczna cząsteczka wody przebywa
tam około 3650 lat.
Transport materii w morzach napędzają dodatkowo prądy morskie. Ich powstawanie jest skutkiem oddziaływań termicznych
Słońca oraz ruchów Ziemi —jednak przebieg prądów morskich jest silnie modyfikowany ukształtowaniem kontynentów i rzeźbą dna
oceanów; zmieniał…
... zobacz całą notatkę