Говоря об элементах гидросферы и литосферы первого и вто-
рого порядков, можно утверждать, что существуют и элементы
более высоких порядков и, хотя в данном случае это не имеет
практического значения, рассуждения о существовании здесь не-
которой иерархической цепочки самоподобия ведут к фракталь-
ным представлениям.
Особо отметив цельность и единство атмосферы, следует указать
на наличие ее агентов в гидросфере (растворенные атмосферные
газы, пузырьки воздуха) и литосфере (воздух в карстовых полос-
тях, поровом пространстве почвы, трещинах скальных массивов).
Физическое состояние трех сфер влечет за собой особенности
в концепциях и математических моделях процессов и явлений гид-
рологического цикла в их пределах. Поскольку три сферы в обыч-
ных условиях на Земле соответствуют трем основным агрегатным
состояниям вещества — газообразному (частицы слабо связаны
силами взаимодействия и движутся свободно, заполняя предо-
ставленный им объем), жидкому (сохраняет объем, принимает
любую форму, обладает свойством текучести), твердому (харак-
теризуется стабильностью формы), то между гидросферой и ат-
мосферой гораздо больше сходства, чем между ними и литосфе-
рой. Вода и воздух объединяются теоретической физикой в неко-
торую общность, называемую жидкостью в физически широком
понимании этого слова. Характерное свойство жидкости — лег-
кость ее деформации. Твердое же тело стремится сохранять опре-
деленную форму, которая может изменяться только при очень
сильном воздействии со стороны внешних условий.
Для объяснения макроскопических явлений в таких текучих ве-
ществах, как вода и воздух, не учитывается их молекулярная струк-
тура, а предполагается, что они непрерывно распределены по всё-
му занимаемому ими объему и целиком занимают этот объем. Кон-
цепция сплошности_вещества является основным постулатом ме-
ханики сплошной среды (континуума). Эта концепция приводит к
тому, что поля всех переменных состояния сплошной среды вы-
ражаются непрерывными функциями координат и времени. При
этом подразумевается, что лючка есть место в пространстве, а ча-
стица — малая часть материального континуума. Если в данной
системе координат указано соответствие частиц некоторого объе-
ма сплошной среды и точек пространства в какой-то момент вре-
мени, то это означает, что для этого момента задана конфигурация
сплошной среды.
Действительно, «... структура и свойства воздуха и воды... на-
столько непрерывно и плавно изменяются.., что никакая другая
гипотеза не будет естественной» (Дж. Бэтчелор. Введение в дина-
мику жидкости. М., 1973).
Арсенал необходимых уравнений для описания состояния и
динамики сплошной среды таков:
231