自然界的水循环知识点总结(水在自然界的循环)
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你对自然界的水循环了解多少?说到下雨,Koko小时候问了这么一个“蠢”的问题3354“妈妈,天上一直在下雨,不会没了吗?”
过了这么多年,直到现在我才意识到.因为“水循环”所以会一直下雨!
气候可以描述为一个由大气圈、水圈、生物圈、冰冻圈和岩石圈组成的巨大系统。因为水有一种特殊的能力——可以在正常环境下实现液态、气态、固态之间的转变,而这种转变只是物理变化,没有化学变化。这种技能使其成为全球气候系统中的“活跃分子”,其中大量的水在不断运动,这是地球水循环发生的内在原因;地球水循环的外因是太阳辐射和重力提供的升降动力。内部和外部因素共同作用,形成了地球上无尽的水循环。
下图一目了然。
水循环有哪些类型?
根据空间尺度,水循环可分为较大尺度的全球水循环、中等尺度的流域或区域水循环和较小尺度的水-土壤-植被系统水循环。全球水循环是指自然界中的水在太阳能和大气运动的驱动下,从河流、湖泊、海洋等地表,如土壤和岩石、植物的茎叶等,以水蒸气的形式不断进入大气。当大气中水汽凝结成的水滴大到重力大于空气的浮力时,在地球重力的作用下,以降水的形式降落在地球表面。到达地球表面的降水有一部分是因为分子力(也叫分子间力),分子力是指分子之间的相互作用。当两个分子相距较远时,主要是引力;当两个分子靠得很近时,斥力是主要作用力)、毛细力(毛细内液面上升或下降的附加表面效应)和重力,渗入地下,一部分形成地表径流流入江河湖泊,再流入海洋;其中一部分被蒸发或散发到大气中,或以地下水的形式流入江河湖泊,进而流入海洋。这种以水为起点,以水为终点,无休止地覆盖整个地球的循环运动过程,称为全球水循环。全球水循环是一个封闭的系统。
或者说区域水循环实际上是降水和径流的形成过程。落在流域上的雨水首先满足截留、洼地填充和入渗的要求,其余部分称为地表径流,流入河网。截留在流域出口断面(对于某一流域,地表径流和地下径流流出流域边界的断面,包括地表和地下出口断面)的水,最终会蒸发分散,或者填充洼地,渗透。渗入土壤的水,在满足土壤水容量要求(土壤能够稳定保持的较高土壤含水量)后,会形成土壤水径流(土壤表层或层状土层中界面处的侧向流动水流)或地下水径流,从地下汇集到流域出口断面。土壤中的水分最终会被蒸发和消散。或者区域水循环的空间尺度一般为1 ~ 10000平方公里,是一个开放的循环系统。
水-土壤-植被系统是由土壤、植被和水组成的相互作用的系统。降水进入这一系统后,在太阳能、重力和土壤、植被根系产生的力场作用下,会被截留、充满水分、渗透、蒸发、分散、径流,维持植被的生命过程。它不仅是一个开放的循环系统,也是自然界中最小的水循环系统。
无论是全球水循环、流域或区域水循环还是水-土壤-植被水循环,它们最重要的组成部分是降水、蒸散和径流。比如,对于全球来说,年平均降水量等于年平均蒸散量;对于开放流域,流域的年平均降水量基本等于其年平均径流量和蒸散量之和。
地球上有多少水?
要知道地球上有多少水,首先要知道地球上所有的水都储存在哪里。根据储水层数的不同,水可分为四部分:地表水、地下水、大气水和生物水。地下水主要是指储存在海洋、湖泊、河流、冰川、湿地等水体中的水;地下水是指土壤、岩石孔隙、洞穴、溶洞中的水;大气水主要是指悬浮在大气中的水蒸气,包括以液态和固态形式悬浮在大气中的水。生物水是指生物体内的水。
然而,即使我们知道地球上的水储存在哪里,要定量估计水量仍然非常困难。例如,如果我们想知道地面上有多少水,我们必须首先测量河流、湖泊和海洋的地形。这项工作相当困难,但更难的是准确估计地下水和冰盖中的水。所以,到目前为止,地球上各种圈层或各种水体中存在多少水,很难有一个公认的数字,但水在各种水体中的分布比例大体是一样的。联合国教科文组织公布了一组数据:地球水资源总量为13.86亿立方千米,其中96.54%为海水,淡水仅占总量的2.53%。在淡水中,68.7%储存在南极、北极和高山冰川的冰雪中,30%储存在地下,近一半的地下水埋藏在地下800米以下的岩层中。地球上所有河流、湖泊和沼泽中储存的水约为19万立方千米,仅占地球总水量的0.014%。但水的这种划分与人类的生存和发展密切相关。大气水总量约12900立方千米,占地球水总量的0.001%。比重虽小,但循环更新最快,是地球上可再生淡水资源的主要来源。
地球上所有的水多久能循环一次?
地球上的13.86亿立方千米的水能否每次都参与水循环?答案是否定的,根据研究,全球每年只有57.7万立方千米的水参与水循环。如果按照这个速度,地球上所有的水都要参与一个水循环,理论上平均需要2400年左右。不同种类的水参加水循环的时间不同,其中时间最长的是极地冰川和终年积雪,参加一次水循环的时间在一万年左右。最短的是生物水,只需要几个小时。比如其他大气水需要8天,河水需要16天,土壤水需要1年,沼泽水需要5年,湖水需要17年,深层地下水需要1400年,高山冰川需要1600年,世界海洋需要2500年。
总之,水循环与人类生产生活密切相关。缺水会导致干旱或缺水;水多了可能造成洪涝灾害,水被污染会导致环境恶化。更好地了解一些与水循环相关的科学知识,对防灾避灾、环境保护和水资源的合理利用具有重要意义。
本文来源:气象知识
中国气象科普
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