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水循環形容 水循環指水在一個既沒有起點亦沒有終點的循環中不斷移動或改變存在的模式。當水在地球中移動時,將會在氣態、固態和液態,三個狀態中不斷轉變。水由一個地方移動至另一個地方所需的時間可以秒作單位,亦可以是數以千年計。而地球中的總水量約為1.37 X 106 km3,其中以包含海洋的含水量。而儘管水在水循環中不斷改變,但地球的含水量基本不變。
水會透過各種物理變化或生物物理變化而達成移動。而蒸餾和降水在整個水循環中擔當一個非常重要的角色,這兩個過程於每年令505,000 km3的水產生移動。它們亦令地球中大部份水產生移動。河流所帶動的水流只屬於中等,而由冰直接昇華至水蒸氣更是非常少。
以下會列出一些涉及水循環的過程:降水:一些空中凝結的水從空中墜下至地面或海面,而下雨則成為最常見的降水現象。當然落雪、落冰雹、霧、雪丸和雪雨也是降水的現象之一。[1]而每年大約有505,000 km3透過降水,這個現象返回陸地或海洋。當中有398,000 km3會返回海洋[2]當中。植物截流 : 當降水時,未必全部的水份會落到地面或海洋。有一部份的水會被樹林、樹木的葉所欄截,通常這些水會再被蒸發至大氣層中,而只有少數被欄截的水會由樹木降回地面。溶雪:當雪溶時,則會產生一些逕流。逕流:這是指水由一處移動至另一處,這包括地面逕流和地底的逕流。 當發生逕流,水會滲入到地底、蒸發入空氣、儲存於湖泊或水庫, 或被人提取作農業用途或作其他用途。滲透:水由地面流入地底。當水滲入泥土後,會令泥土變得濕潤或變成地下水。[3]地下水流:水於地下蓄水層或地下水位線以上的空間流動。當被泵、於泉源或最終流回海洋,水是會返回地面。水會在較滲入地面地方海拔低的地方返回地面。而因為地心吸力或由地心吸力所產生的壓力關係,地下水會以非常緩慢的速度流動或是補充,所以地下水會存於地下蓄水層一段非常長的時間。蒸發:指當水由地面或大量的水中轉變成氣態即水蒸氣返會大氣層[4],而此過程中需要的能量主要是來自太陽。蒸發往往涉及植物的蒸騰作用,但整體上仍然會把它們計算為蒸散量。在大氣層中,大約百份之九十的水份是來自蒸發,而另外的百份之十是來自植物的蒸騰作用。年總蒸發量大約是 505,000 km3,其中 434,000 km3是蒸發自海洋[5]的。昇華:指固態水即冰或雪直接轉變成氣態即水蒸氣[6]。移流:指固態、液態或氣態的水在大氣層中移動。沒有移流,水只會在海洋中被蒸發卻沒有任何水降至陸地。[7]凝結:指水蒸氣在空氣中轉變成液態的水,從而產生雲和霧[8]。水於水循環中各部份平均停留的時間平均停留時間[10]貯水處平均停留時間海洋3,200 年冰河20 至 100 年季節性的積雪2 至 6 月濕潤的泥土1 至 2 月淺的地下水100 至 200 年深的地下水10,000 年湖泊50 至 100 年河流2 至 6 月大氣層9 日表中顯示水份子於水循環中各部份的平均停留時間。然而,這些數據只是平均值,當中水份的停留時間是絕對有機會長過或短過平均值。地下水在離開前可於地底停留超過一萬年。因水會透過蒸發、蒸騰、溪流的流動和地下水的補充離開泥土及水在地面中的分怖是非常廣泛,所以水只會被短暫地儲存於泥土中。而水在蒸發或蒸騰後及凝結或降水前,會存於大氣層中大約九日。在水文學,有兩個方法去估計水的停留時間。常用方法主要是依賴質量守恆定律和假設既定的儲水處的儲水量是大概不變的。這個方法是透過找出進出存水處的水量比例以估計水的停留時間。在概念上,這是相當於計算填滿一個空的及沒有水份流失的存水處所需的時間 (或相反地計算水份從一個裝滿水的及沒有水份進入的存水處中完全流失所需的時間)。而另一個方法是用同位素技術去尋找水的停留時間,而這技術會多用於地下水。這技術是水文學的分域——同位素水文學。