水循環是指水由地球不同的地方透過吸收太陽以來的能量轉變存在的模式到地球中另一些地方,例如:地面的水份被太陽蒸發成為空氣中的水蒸汽。而水在地球的存在模式包括有固態、液態和氣態。而地球中的水多數存在于大氣層中、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。水會透過一些物理作用,例如:蒸發、降水、滲透、表面的流動和表底下流動等,由一個地方移動至另一個地方。如水由河川流動至海洋。 水循環的主要作用表現在三個方面:①水是所有營養物質的介質,營養物質的循環和水循化不可分割地聯系在一起;②水對物質是很好的溶劑,在生態系統中起著能量傳遞和利用的作用;③水是地質變化的動因之一,一個地方礦質元素的流失,而另一個地方礦質元素的沉積往往要通過水循環來完成。 地球上的水圈是一個永不停息的動態系統。在太陽輻射和地球引力的推動下,水在水圈內各組成部分之間不停的運動著,構成全球范圍的大循環,并把各種水體連接起來,使得各種水體能夠長期存在。海洋和陸地之間的水交換是這個循環的主線,意義最重大。在太陽能的作用下,海洋表面的水蒸發到大氣中形成水汽,水汽隨大氣環流運動,一部分進入陸地上空,在一定條件下形成雨雪等降水;大氣降水到達地面后轉化為地下水、土壤水和地表徑流,地下徑流和地表徑流最終又回到海洋,由此形成淡水的動態循環。這部分水容易被人類社會所利用,具有經濟價值,正是我們所說的水資源。 降水、蒸發和徑流是水循環過程的三個最主要環節,這三者構成的水循環途徑決定著全球的水量平衡,也決定著一個地區的水資源總量。水量平衡是說,在一個足夠長的時期里,全球范圍的總蒸發量等于總降水量。 徑流是一個地區(流域)的降水量與蒸發量的差值。多年平均的大洋水量平衡方程為:蒸發量=降水量+徑流量;多年平均的陸地水量平衡方程是:降水量=徑流量+蒸發量。但是,無論是海洋還是陸地,降水量和蒸發量的地理分布都是不均勻的,這種差異最明顯的就是不同緯度的差異。 據估計,全球總的循環水量約為496′1012立方米/年,不到全球總儲水量的萬分之四。在這些循環水中,約有22.4%成為陸地降水,這其中的約三分之二又從陸地蒸發掉了。但總算蒸發量小于降水量,這才形成了地面徑流。 定義 在太陽能和地球表面熱能的作用下,地球上的水不斷被蒸發成為水蒸氣,進入大氣。水蒸氣遇冷又凝聚成水,在重力的作用下,以降水的形式落到地面,這個周而復始的過程,稱為水循環。 概述 水是一切生命機體的組成物質,也是生命代謝活動所必需的物質,又是人類進行生產活動的重要資源。 地球上的水分布在海洋、湖泊、沼澤、河流、冰川、雪山,以及大氣、生物體、土壤和地層。水的總量約為1.4×1013 m3,其中97%在海洋中,約覆蓋地球總面積的70%。陸地上、大氣和生物體中的水只占很少一部分。 水的大循環和小循環 水循環分為大循環和小循環。從海洋蒸發出來的水蒸氣,被氣流帶到陸地上空,凝結為雨、雪、雹等落到地面,一部分被蒸發返回大氣,其余部分成為地面徑流或地下徑流等,最終回歸海洋。這種海洋和陸地之間水的往復運動過程,稱為水的大循環。僅在局部地區(陸地或海洋)進行的水循環稱為水的小循環。環境中水的循環是大、小循環交織在一起的,并在全球范圍內和在地球上各個地區內不停地進行著。 水循環的形成和影響因素 形成水循環的內因是水在通常環境條件下氣態、液態、固態易于轉化的特性,外因是太陽輻射和重力作用,為水循環提供了水的物理狀態變化和運動的能量。地球上的水分布廣泛,貯量巨大,是水循環的物質基礎。由于地球上太陽輻射的強度不均勻,不同地區的水循環的情況也就不相同。如在赤道地區太陽輻射強度大,降水量一般比中緯地區多,尤其比高緯地區多。 影響水循環的因素很多。自然因素主要有氣象條件(大氣環流、風向、風速、溫度、濕度等)和地理條件(地形、地質、土壤、植被等)。人為因素對水循環也有直接或間接的影響。 人類活動的干預 人類活動不斷改變著自然環境,越來越強烈地影響水循環的過程。人類構筑水庫,開鑿運河、渠道、河網,以及大量開發利用地下水等,改變了水的原來徑流路線,引起水的分布和水的運動狀況的變化。農業的發展,森林的破壞,引起蒸發、徑流、下滲等過程的變化。城市和工礦區的大氣污染和熱島效應也可改變本地區的水循環狀況。 環境中許多物質的交換和運動依靠水循環來實現。陸地上每年有3.6×1013 m3的水流入海洋,這些水把約3.6×109 t的可溶解物質帶入海洋。 人類生產和消費活動排出的污染物通過不同的途徑進入水循環。礦物燃料燃燒產生并排入大氣的二氧化硫和氮氧化物,進入水循環能形成酸雨,從而把大氣污染轉變為地面水和土壤的污染。大氣中的顆粒物也可通過降水等過程返回地面。土壤和固體廢物受降水的沖洗、淋溶等作用,其中的有害物質通過徑流、滲透等途徑,參加水循環而遷移擴散。人類排放的工業廢水和生活污水,使地表水或地下水受到污染,最終使海洋受到污染。 水在循環過程中,沿途挾帶的各種有害物質,可由于水的稀釋擴散,降低濃度而無害化,這是水的自凈作用。但也可能由于水的流動交換而遷移,造成其他地區或更大范圍的污染。