請問「水的循環」是怎樣的?
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水循環
太陽不但控制了大氣的結構和運動,同時也以大氣為仲介而驅動了水循環。事實上,地球氣候的最重要特性之一,就是水分被大量地傳送和分佈,這包括它在固態、液態和氣態之間的經常性變換。地表的水在溫暖而乾燥的狀態下最容易蒸發,而所產生的水氣會很快地就被運送至高空。蒸發到大氣中的水氣大部份來自於海洋,其他則是來自於陸地上的湖泊、河流、濕地以及植物等等。最後這種植物、土壤表面的水分蒸發過程叫做蒸散。被運送到空中的水氣會因膨脹冷卻而凝結,並形成雲朵;一些雲朵會產生降水,把水分又還給地表。對整個地球而言,長期下來,地表蒸發至大氣的水分應與落至地面的降水達到收支平衡。
然而水收支的各種主要傳送路徑(降水、蒸發、水氣的輸送)對溫度極為敏感,會隨著地理位置、季節與氣候而變化,因此有些地方會比較乾燥,有些地方則很潮濕。在這眾多的傳送路徑中,海洋扮演著最重要的角色,因為它接收了最多的降水量,也提供了最多的蒸發量。海洋與陸地之間的水分交換,不但是全球水循環的一個基本要素,還是陸地上生命得以存在的關鍵,因為每年約有超過四萬立方公里的水從海洋經由大氣而輸送至陸地。傳送到陸地的水氣經由成雲、降水過程到達地表,最後藉著各種地上、地下河流又回到大海裡。但在回到大海之前,它可能被留滯在一些儲存庫裡(如地下水、冰川、湖泊、植物),並再度蒸發或蒸散。事實上,落在陸地上的降水有三分之二是來自再蒸發的淡水。
植物的蒸散作用通常較不為人所注意,但卻在陸地的水循環中扮演著相當重要的角色,特別是在熱帶森林區。陸地上每年的降水量大約為十一萬立方公里,約莫是海洋向陸地輸送量的三倍,而其間的差異主要是來自植物蒸散至大氣的水分。由這些數據推算,陸地上的水在入海之前大約經過了兩次的蒸散循環,所以陸地植物對水循環的重要性是不可忽略的。同時,陸地植物和動物又相當仰賴水循環的進行。由此可見,水循環和全球氣溫以及大氣、海洋的環流息息相關,並且主宰著生物圈的運作.
水量平衡
水循環的同時,在海洋、陸地、大氣等陸系統之間進行物質輸送和能量轉換。海洋不但向大氣輸送水氣,同時也輸送熱能。根據估計,海面蒸發所消耗的熱能,占海洋所吸收熱能的50%。水氣進入大氣之後,在凝結時釋放潛熱給大氣,成為大氣熱能的主要來源之一。由於大氣有了充分的熱能,造成許多天氣現象,如暴雨、颱風等劇烈天氣。
將水分循環的質量交換數量簡化,全球年平均降水量為100個單位的話,海洋蒸發的水氣相當於84個單位,其中77個單位降回海洋,7個單位輸送到大陸上空。陸地表面蒸發的水氣相當16個單位,降水則為23個單位,餘下7個單位以地表逕流流入海洋。保持海陸的水量平衡。
循環週期
水循環使得地球上各個水體不斷更新。根據水體的儲量,及參與水循環的數量,計算出水體的循環周期。例如,河流水量1200立方公里,每年流入海洋的逕流量37300立方公里,約12天左右循環更新一次;全球大氣水為14000立方公里,年降水量520000立方公里,約10天循環更新一次;海洋每年只有一小部份參與水循環,循環周期約需3800年。
水是一種不斷更新的世界性資源,在沒有人為污染或過度利用的情況下,可說是取之不盡、用之不竭的資源。但是目前人類在許多地方的用水,比水的更新數量多,加上污染日益嚴重,造成水資源的枯竭。
收錄日期: 2021-04-25 18:37:23
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