Зміна температури води в часі. Зміна інтенсивності теплового потоку, що надходить в воду, і витрачання отриманих тепла протягом доби і року, викликає відповідні коливання температури води.
Добовий хід температури води найбільш чітко виражений в теплу частину року. Основним фактором, що визначає амплітуду добових коливань температури води, є водність річки: чим більше водність річки, тим менше добова амплітуда. Крім водності, амплітуда коливань температури води залежить також від широти місця. Менша амплітуда на північних річках є наслідком того, що в цих районах в весняно-літній період ніч коротка і, отже, немає умов для великого нічного охолодження. Добові амплітуди коливання температури води в значній мірі залежать від умов погоди: при ясній погоді вони більше, при похмурій - менше.
Річний хід температури води характеризується наступними особливостями. Протягом зимових місяців температура води дуже мало відрізняється від 0 ° С і практично приймається рівною 0 ° С.
Зміна температури по довжині річки. Температура води річок, особливо мають досить велику довжину, змінюється і вздовж за течією відповідно до зміни перш за все кліматичних умов і характеру водного харчування.
Зміна температури води рівнинних річок, що течуть в меридіональному напрямку (з півдня на північ або з півночі на південь), залежить від багатьох причин: пори року, джерела живлення, припливні, наявності в басейні річки озер, а також від зміни ландшафтних зон, через які протікає річка.
У міру віддалення від витоку вода в річці нагрівається. Досягнувши найвищого для даної річки значення, далі на деякій ділянці вниз за течією температура води істотно не змінюється. Довжина ділянки з відносно більш високими температурами залежить, зокрема, від довжини самої річки: чим менше річка, тим коротше ця ділянка.
У період охолодження відбувається вирівнювання температури води по довжині річки, в деякі моменти часу і в нижній її течії температури можуть бути вище, ніж у верхньому. Це пояснюється більш високою водністю річки в нижній течії і, отже, більшою тепловою інерцією.
Температура води річок, що течуть з півночі на південь, зазвичай підвищується до самого гирла, але це підвищення різна і залежить від ряду зазначених вище причин.
7. Зимовий режим річок. Фази зимового режиму - замерзання, льодостав, розтин річок
Льодовий режим річок. При охолодженні води до 00С і триваючої після цього віддачі тепла з водою поверхні на річках виникають льодові освіти-річки вступають у фазу зимового режиму. За початок зимового періоду умовно приймають встановлення негативних температур повітря, що супроводжуються виникнення на річці льодових утворень. Кінцем зимового періоду вважають момент очищення річки від льоду. Для багатьох річок ототожнення кінця зимового періоду з моментом очищення їх від льоду найчастіше може виявитися недоцільним, так як часто навіть максимум весняного водопілля супроводжується льодоходом або значна частина паводку проходить поверх льоду. Тому правильніше з точки зору виділення зимової фази стоку за момент закінчення зимового режиму приймати момент початок першої інтенсивної прибутку весняної води.
Період життя річки, пов'язані з льодовими явищами, може бути розділений на 3 характерні частини: замерзання річки, що включає час осіннього льодоходу, льодостав і розтин річки.
У зимовий період річки колишнього СРСР живуть виключно за рахунок харчування грунтовими водами. Тільки на півдні і в період порівняно короткочасних відлиг в північних районах може спостерігатися більш-менш значний поверхневий стік. У величезному ж більшості випадків витрати річок в зимовий період різко зменшуються (на деяких річках до повного припинення стоку) за рахунок промерзання грунтів і иссякания запасів грунтових вод.
Людство. Зі збільшенням числа крижин і їх розмірів швидкість руху крижаних полів зменшується і в місцях звуження русла, на дрібних ділянках, у острівців і у штучних споруд відбуваються тимчасові затримки, що призводять в умовах негативних температур повітря до швидкого змерзання крижаних полів і утворення суцільного крижаного покриву, або льодоставу. Описаний процес замерзання річок є найбільш типовим, проте на малих річках і навіть на окремих ділянках великих річок з дуже спокійним перебігом людства може встановитися протягом короткого періоду часу з низькими температурами без осіннього льодоходу.
Розтин річок. З настанням періоду позитивних температур починається танення льоду і надходження води в річки за рахунок поверхневого стоку. Внаслідок танення снігу з'являється вода поверх льоду спочатку біля берегів, потім сніг на всьому крижаному покриві просочується поступово скупчується водою. Танення льоду найбільш інтенсивно відбувається уздовж берегів як за рахунок надходження талих вод з басейну, так і в результаті того, що грунт нагрівається швидше. Внаслідок підйому рівня води лід кілька спучується. Уздовж берегів утворюється зниження, по якому тече вода і розмиває крижаний покрив. Утворені при цьому смуги води, вільні від льоду, називаються закраинами.
8. Випаровування і його роль в балансі вологи. Испаряемость і сумарне випаровування
Характеристика процесу випаровування з водної поверхні. Процес випаровування полягає в тому, що вода з рідкого або твердого стану перетворюється в газ (пар). Молекули води, перебуваючи в безперервному русі, долають силу взаємного молекулярного тяжіння і вилітають в повітря, що знаходиться над поверхнею води. Чим вище температура води, тим більше швидкість руху молекул і тим, отже, більшу кількість молекул води відривається від її поверхні і переходить в атмосферу - випаровується. Тому інтенсивність випаровування залежить, перш за все, від температури поверхні випаровування. Крім того, частина молекул, що відірвалися від поверхні води і знаходяться в повітрі, в процесі руху може знову потрапити в воду.
Якщо кількість молекул, які переходять з повітря в рідину, виявиться більше, ніж кількість молекул, що вилітають з рідини в повітря, відбувається процес, зворотний випаровуванню. Такий процес називається конденсацією. Випаровування залежить від різниці між пружністю водяної пари, що насичує простір при температурі поверхні, що випаровує, і пружністю водяної пари, фактично знаходиться в повітрі. Інтенсивність випаровування зростає, якщо в прилеглому до поверхні, що випаровує шарі повітря існують висхідні та низхідні струми, звані конвекційними. Вони виникають в тому випадку, коли температура повітря, безпосередньо прилеглого до поверхні, що випаровує, вище, ніж температура верхніх шарів.
Над великими водними просторами, де випаровування відбувається одночасно з великої площі, горизонтальне переміщення повітря не може забезпечити скільки-небудь значний горизонтальний приплив більш сухих мас повітря. Однак зі збільшенням горизонтальної швидкості вітру збільшуються і вертикальні складові, що викликають вертикальне переміщення мас повітря, що проходять над поверхнею водойми. Це вертикальне переміщення повітря і є основним для процесу випаровування над великими водними просторами (океани, моря, великі озера). Випаровування з поверхні грунту і випаровування рослинним покривом протікає значно складніше. Випаровування з поверхні грунту визначається не тільки різницею пружності водяної пари і коефіцієнтом обміну, а й кількістю вологи, що знаходиться в грунті, і особливостями будови грунту. Сумарне випаровування з поверхні грунту і рослинним покривом (транспірація). З ділянок суші, покритих рослинністю, сумарне випаровування формується з трьох складових: випаровування безпосередньо з грунту, випаровування рослинністю в процесі її життєдіяльності (транспірація), випаровування опадів, затриманих рослинною масою.