Глобальный водный баланс

Глобальный водный баланс учитывает всю воду, хранящуюся в океанах, атмосфере, на суше, во льдах и в подземных водах, а также обмениваемую между ними, выражая закон сохранения массы, который ограничивает весь гидрологический цикл.

Definition

Водный баланс — это применение закона сохранения массы к региону или ко всей Земле, утверждающее, что за определенный период поступления равны оттокам плюс изменение запаса; глобальный водный баланс количественно определяет резервуары и потоки всего гидрологического цикла.

Scope

Эта тема охватывает уравнение водного баланса, применяемое от водосборного бассейна до глобального масштаба, размеры основных резервуаров и потоки между ними, а также время пребывания воды в каждом хранилище. Она использует бюджет как основу для учета, а не детализирует отдельные процессы, рассматриваемые в смежных темах.

Core questions

• Как записывается и применяется уравнение водного баланса в различных масштабах?
• Насколько велики основные водные резервуары и как вода распределяется между ними?
• Каковы основные потоки, связывающие океан, атмосферу и сушу?
• Как долго вода находится в каждом резервуаре?

Key concepts

• Сохранение массы
• Уравнение водного баланса
• Резервуары и запасы
• Время пребывания
• Потоки осадков, испарения, стока
• Возобновляемые пресные воды

Key theories

Уравнение водного баланса

Для любого контрольного объема осадки равны эвапотранспирации плюс сток плюс изменение запаса; замыкание этого бюджета в масштабах водосборного бассейна и глобальном масштабе является центральным инструментом учета в гидрологии.

Оценки глобального водного бюджета

Наблюдательные и модельные оценки количественно определяют глобальные запасы и потоки осадков, испарения и стока, показывая, сколько пресной воды возобновляется каждый год и где она находится.

Clinical relevance

Водный баланс лежит в основе оценок возобновляемых водных ресурсов, замыкания исследований водосборных бассейнов, обнаружения долгосрочных изменений запасов, таких как истощение подземных вод и потеря льда, а также оценки климатических и наземных моделей по наблюдаемым потокам.

History

Концепция водного баланса развивалась на основе исследований водосборных бассейнов в XIX и XX веках, которые сравнивали осадки, сток и испарение; глобальные оценки бюджета уточнялись на протяжении XX века, а с конца XX века — с помощью спутников, реанализа и гравиметрических измерений крупномасштабных изменений запасов воды.

Key figures

• S. Lawrence Dingman
• Kevin E. Trenberth
• Taikan Oki

Seminal works

• dingman2015
• oki2006
• trenberth2007

Frequently asked questions

Почему водный баланс полезен, если это просто бухгалтерский учет?

Поскольку закон сохранения массы точен, баланс позволяет гидрологам оценивать один неизвестный поток или изменение запаса по другим; например, эвапотранспирация бассейна может быть выведена из измеренных осадков и стока.

Где находится большая часть воды на Земле?

Подавляющее большинство — это соленая вода в океанах; пресная вода составляет небольшую долю, большая часть которой заключена во льдах и глубоких подземных водах, оставляя лишь крошечную часть в озерах, реках, почве и атмосфере, которые обеспечивают большинство человеческих и экологических потребностей.