Школа ОГЭ: биология — круговорот воды

Понятие круговорота воды и его место в курсе

Когда слышишь словосочетание «Школа ОГЭ: биология — круговорот воды», в голову сразу приходит знакомая схема из учебника, но за простыми стрелками скрыта сложная система. Круговорот воды объединяет атмосферу, сушу и океан, а ещё задаёт ритм жизни организмов. Именно поэтому экзаменационные задания часто проверяют не сухие факты, а понимание процессов. Чтобы уверенно отвечать, важно видеть общую картину и замечать детали.

Сначала стоит запомнить главное: вода переходит из жидкого состояния в пар, затем в облака и снова падает на землю. Этот цикл бесконечен, но его скорость и маршрут постоянно меняются. Раз посмотришь внимательнее — и уже видишь, почему в одном районе идёт ливень, а соседний остаётся сухим. Разобравшись, легче объяснить значения понятий «испарение», «конденсация» и «осадки» и применить их в задачах.

Энергия Солнца: пусковой механизм цикла

Каждая капля уходит в путь, получив энергию от солнечного излучения. Поверхность океанов нагревается быстрее всего, поэтому именно оттуда поднимается основной водяной пар. Испарение с листьев растений называют транспирацией: через устьица листья сбрасывают лишнюю влагу и охлаждаются. Вместе с испарением с водоёмов транспирация формирует так называемый суммарный испарительный поток.

Чем выше температура и скорость ветра, тем активнее испарение. Вакансий для лишней влаги в воздухе остаётся мало, и влажность растёт. Экваториальные регионы получают самое мощное облучение, поэтому там создаётся глобальный «конвейер» пара. Контроль этих факторов позволяет человеку прогнозировать погоду и планировать посевы.

Атмосферные процессы: превращение пара в облака

Тёплый, насыщенный водяным паром воздух поднимается, расширяется и остывает. При охлаждении молекулы воды сближаются, возникает конденсация, и образуются мельчайшие капли, видимые как облака. Для образования капель нужны ядра конденсации: частицы соли, пыли, кристаллики льда. Чем их больше, тем гуще облако и тем вероятнее дождь.

Воздушные массы сталкиваются на фронтах. Тёплый фронт подскальзывает по холодному и охлаждается плавно, поэтому получается затяжной мелкий дождь. Холодный фронт действует резче: воздух поднимается рывком, облака «бурлят», и ливень идёт стеной. Такие детали экзаменаторы любят проверять в вопросах о типах осадков.

Осадки и их пути возврата на поверхность

Когда капли в облаках становятся тяжелее удерживающих их восходящих потоков, они падают на землю. Осадки делят на дождь, снег, град и морось, но биологу часто интересен не тип, а последствия. Дождь быстро проникает в почву или стекает в ручьи. Снег образует сезонный запас, который тает весной, обеспечивая подпитку рек.

Количество осадков определяет влажность экосистем и состав биоцинозов. В саваннах низкие годовые суммы влаги ограничивают рост деревьев, зато благоприятствуют травам. Тайга получает умеренные, но стабильные осадки, и может удерживать мощный древесный ярус. На ОГЭ встречаются задания, где нужно объяснить связь режима осадков и видового состава.

Поверхностный сток и подземные резервы

Часть воды, упавшей на почву, быстро стекает по рельефу, формируя ручьи, реки и озёра. При сильных ливнях потоки могут смывать плодородный слой, вызывая эрозию. Остальная вода просачивается сквозь поры, заполняет грунт и переходит в подпочвенные горизонты. Там она двигается медленнее, зато служит стабильным источником влаги для корней в засушливый сезон.

Грунтовые воды иногда выходят родниками. Такие выходы питают малые речки и поддерживают болота. Болота, в свою очередь, замедляют сток, сохраняя влагу в ландшафте. При ответе на экзамене важно помнить, что поверхностный и подземный стоки взаимосвязаны, а любое вмешательство человека нарушает баланс.

Роль цикла в жизни организмов и экосистем

Вода переносит растворённые минеральные соли и органические вещества, поэтому круговорот поддерживает круговорот веществ в целом. Растения поднимают влагу из почвы к листьям, где она участвует в фотосинтезе. Животные получают воду с пищей или питьём и возвращают её через дыхание, мочу и пот.

Смена влажных и сухих периодов регулирует жизненные циклы амфибий, насекомых, многих растений. Кувшинки раскрывают цветы, когда уровень воды подходит к оптимуму, а цикады «просыпаются» после сезона дождей. Такие сезонные явления часто используют как примеры адаптаций.

Антропогенные изменения круговорота

Сельское хозяйство, урбанизация и промышленность меняют водный цикл заметнее, чем кажется. Осушение болот ускоряет сток, а значит, понижается уровень грунтовых вод. Асфальт не пропускает дождь в почву, поэтому города теряют естественные резервуары и страдают от паводков.

Вырубка леса уменьшает транспирацию и ослабляет возврат влаги в атмосферу. Ночью леса выделяют тепло, облегчая конденсацию; без них образуется менее стабильный микроклимат. Крупные водохранилища изменяют скорость испарения и локальную циркуляцию воздушных масс. Вопросы о последствиях таких действий регулярно встречаются в разделе экологии.

Осушение и дренаж — потеря болотных экосистем и углеродных запасов.
Застройка — рост пиковых паводков и необходимость дорогих ливнёвок.
Вырубка — снижение летних дождей, рост температур суши.