水文循環

水文循環

地球上的水分因熱力和重力的作用在大氣和海陸之間周而復始的運動過程。又稱水循環。地球上的水因吸熱而蒸發。在海洋上蒸發的水汽隨大氣運動進入大陸上空,然後凝結下降為雨雪,產生徑流,匯入河川,再流入海洋,形成了一個水文循環,稱為大循環。在大循環系統中還有一些小循環,海洋蒸發的水汽可不進入大陸而直接降落在海洋,大陸水分蒸發後可到海洋上降落,也可在大陸上降落,這些都是小循環(見圖)。兩極冰山與大陸冰川的消長,也參加了水文循環。

水文循環

正文

地球上的水分因熱力和重力的作用在大氣和海陸之間周而復始的運動過程。又稱水循環。地球上的水因吸熱而蒸發。在海洋上蒸發的水汽隨大氣運動進入大陸上空,然後凝結下降為雨雪,產生徑流,匯入河川,再流入海洋,形成了一個水文循環,稱為大循環。在大循環系統中還有一些小循環,海洋蒸發的水汽可不進入大陸而直接降落在海洋,大陸水分蒸發後可到海洋上降落,也可在大陸上降落,這些都是小循環(見圖)。兩極冰山與大陸冰川的消長,也參加了水文循環。

水文循環水文循環
地球上的水約有96.54%在海洋,1.74%為冰川和永久積雪,1.69%為地下水,地面水只有約0.01%,其他形態的水約為0.02%(見世界水資源)。人類對水資源的利用,主要是地面水,及少部分地下水。它們的存儲量雖不大,但由於有水文循環,周轉較快(見水資源),使水資源不斷得到再生。人類要利用水資源就必須研究這種再生的過程及其規律性。
地球上的不同地區以及同一地區的不同季節,水文循環的大小強弱及其發生的作用都很不相同,洪旱災害就是一種突出表現。針對不同特點研究水循環的具體規律是水文學的重要任務。

基礎過程

水循環是指地球上各種形態的水,在太陽輻射地心引力等作用下,通過蒸發、水輸送、凝結降水、下滲以及徑流等環節,又不斷發生相態轉換和周而復始的運動過程。主要過程環節包括:水汽蒸發、水汽輸送、凝結降水、水分入滲、地表和地下徑流幾部分。

循環機理

水文循環水文循環示意圖

內因是水的三態,汽態、固態和液態
外因是太陽輻射和地球引力。

作用與效益

1. 水文循環與地球圈層構造:已深入氣球圈層各個圈層,並將他們耦合在一起
2. 水循環與全球氣候:
(1)水循環是大氣能量的主要傳輸,儲存和轉化者
(2)水循環通過地表太陽輻射能的重新分配,是不同緯度熱量收支不平衡得到緩解。
(3)水循環的強弱極其路徑,還會直接影響到各地的天氣過程,甚至可以決定該地區的氣侯特徵。
3. 水循環與地貌形態及地殼運動——流水地貌作用
4. 水循環與生態平衡——作用重大
5. 水循環與水資源開發利用 ——合理使用可以取之不盡,用之不竭,
6. 水循環與水文現象及水文學科發展——可促進水文科學的發展

尺度

水文循環具有全球水文循環、流域或區域水文循環、水—土(壤)—植(物)系統水文循環等三種不同的尺度。
全球水文循環是空間尺度最大的水文循環,也是最完整的水文循環,涉及大氣、海洋和陸地之間的相互作用,與全球變化關係密切。全球水文循環是全球水文學或大尺度水文學研究的核心。
流域或區域水文循環實際上就是流域降雨徑流形成過程,它是一個開放式的循環系統。流域或區域水文循環是流域水文學或徑流形成學研究的核心。
水—土—植系統是一個土壤、植物和水分構成的相互作用的系統,是流域或區域水文循環的一部分,可以小到一個微分土塊。它是自然界空間尺度最小的水文循環。水—土—植系統水文循環不但是流域水文學的重要基礎,而且是生態水文學研究的重要課題。

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