О химическом составе атмосферного воздуха справочники сообщают следующую информацию:
в любом произвольно выбранном объеме сухого воздуха содержится:
78,08 % азота N2,
20,95 % кислорода 02,
0,93 % аргона Аг;
оставшиеся 0,04 % приходятся на ряд других газов, из которых наибольшую концентрацию (в среднем 0,03 %) имеет диоксид углерода С02.
Однако в действительности атмосферный воздух не является сухим, а содержит значительное количество вещества, имеющего химическую формулу Н20, которое химики называют оксидом водорода.
По имеющимся оценкам, общая масса оксида водорода в земной атмосфере постоянна и составляет 1,4e16 кг, т. е. 0,27 % общей массы атмосферы (напомним, что общая масса атмосферы равна 5,2 e18 кг).
Оксид водорода присутствует в атмосфере частично в трех агрегатных состояниях:
Туманы и облака — это огромные скопления мелких водяных капель и ледяных кристаллов. Заметим, что термин «оксид водорода», как правило, на практике не применяется. Обычно предпочитают говорить о «воде» — газообразной воде (водяном паре), жидкой воде (собственно воде), твердой воде (льде или снеге).
Таким образом, три состояния вещества, молекулы которых состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода, рассматривают как три состояния воды.
Итак, в атмосфере Земли постоянно присутствуют примерно 1,4e16 кг (более десяти триллионов тонн!) оксида водорода.
Часто говорят: над поверхностью Земли находятся более десяти триллионов тонн воды. Следует, однако, иметь в виду, что только часть этих десяти триллионов находится в виде водяных капель, тогда как другая часть присутствует в виде ледяных кристаллов или водяного пара. Десять триллионов тонн воды (правильнее сказать, оксида водорода) в атмосфере! Много это или мало? По сравнению с массой всего Мирового океана эти десять триллионов тонн, конечно, очень малы. Они составляют лишь стотысячную долю. Впрочем, масса этой стотысячной доли всего в два раза меньше массы воды в Байкале. Или в Балтийском море. Или во всех пяти Великих североамериканских озерах. Масса оксида водорода в атмосфере в два раза больше массы воды, которая ежегодно изливается в океан самой полноводной рекой Земли Амазонкой. Она в 20 раз больше годового стока Лены и в 60 раз больше годового стока Волги. Не имеет смысла пытаться оценить, какая масса атмосферного оксида водорода находится в том или ином состоянии, поскольку в атмосфере все время совершаются процессы перехода оксида
водорода из одного состояния в другое.
Оксид водорода в атмосфере Земли состоит, во-первых, из водяного пара и, во-вторых, из водяных капель и ледяных кристаллов в облаках (а также в туманах).
Будем обозначать через р плотность атмосферного оксида водорода, т. е. суммарную массу молекул Н20 в единице объема атмосферы. Эту величину можно назвать влагосодержанием атмосферы. Она складывается из абсолютной влажности воздуха и водности облаков.
Абсолютная влажность воздуха есть масса водяного пара в единице объема воздуха (ее называют также плотностью водяного пара). Водность облака (тумана) есть общая масса водяных капель и ледяных кристаллов в единице объема облака (тумана).
Единица измерения обеих этих величин — г/м3.
Как уже отмечалось, общая масса оксида водорода постоянна и составляет 1,4e16 кг. При этом установлено, что за год из атмосферы уходят 5,2e17 кг оксида водорода, выпадая на поверхность Земли в виде осадков — дождей, снегопадов, града. Такое же количество оксида водорода возвращается в течение года обратно в атмосферу в виде водяного пара в результате испарения с поверхности Земли (главным образом с поверхности Мирового океана). Так в природе совершается круговорот оксида водорода.
Обычно говорят о «круговороте воды в природе», что представляется нам не вполне корректным. Используют также термин «влагооборот в природе». Он вполне корректен. Однако более точен на наш взгляд термин «круговорот оксида водорода в природе».
