二地球上的水循环
科普知识探索地球的水循环
科普知识探索地球的水循环地球的水循环地球上的水循环是指水在地球上不断蒸发、凝结、降水和入地流动的循环过程。
这一过程不仅是地球水资源的重要来源，也是维持地球生态平衡的重要环节。
本文将深入探索地球的水循环，介绍其基本原理、影响因素以及与人类生活的关系。
一、水循环的基本原理地球的水循环是一个持续的、动态的循环过程。
首先，太阳能使地球表面的水蒸发，水蒸气上升到大气层中。
其次，水蒸气在大气层中冷却凝结为云或水滴，形成云层。
随后，云层中的水滴会聚结为大雨滴或冰晶，最终形成降水，回到地表。
降水中的一部分经地表径流流入海洋或湖泊，一部分渗入地下，补充地下水资源，再通过地下排泄或地下水流回到地表或入海。
这样，水就完成了一次循环。
二、水循环的影响因素水循环的过程受到多个因素的影响，其中最主要的是太阳能和地球自转。
太阳能是水蒸发的动力源，阳光的照射会加热地表，使得水分分子获得足够的能量逸出地表。
地球自转则影响着水循环的分布和强度。
由于地球自转速度的不同，不同地区的受照时间和受照强度也有所差异，导致了不同地区降水量和蒸发量的差异。
此外，地球的地形和地貌也会对水循环产生影响，如山脉和高地会影响降水的分布，而河流和湖泊则会改变地下水的流向。
三、水循环与人类生活水循环对于人类生活和社会经济发展有着重要的意义。
首先，水循环涉及到雨水和蓄水资源的分布，对农业、工业、生活用水等具有重要的补给作用。
通过合理利用水资源和科学的水循环管理，可以保证国家和地区的可持续发展。
其次，水循环的变化也直接影响着地方气候变化，合理利用和控制水循环可以减少灾害性天气的发生，保障人民的生命安全和财产安全。
此外，水循环还与全球气候变化密切相关，了解水循环的机制和规律对于研究气候变化、保护生态环境具有重要意义。
结论地球的水循环是一个复杂而重要的自然过程，它不仅是水资源的重要来源，也是维持地球生态平衡的重要环节。
通过了解水循环的基本原理和影响因素，人们可以更好地利用和管理水资源，促进社会发展和生态保护。
地球上的水循环
• 普遍接受的，水的起源学说：
– 地球表层的水是在原始地壳形成后，在整个 地质时期内从地球内部不断逸出形成的。
地球上的水（续1）
• 地球上的水按分布深浅与所处状态分为：
– 浅部层圈水和深部层圈水 – 从大气圈到地壳上半部属浅部层圈水 – 分布在地壳下部到地幔的水属于深部层圈水
• 浅部层圈水包括大气水、地表水和地下水以及 生物体内的水和矿物结合水
广义的水圈应当包括地球各层圈中以及不同状态存在而 且相互转化的所有的水。
自然界的水循环
• 概念：自大气圈到地幔的地球各个圈层中的水 构成一个系统，系统内的水相互联系、相互转 化的过程，称为自然界的水循环。 • 分为水文循环和地质循环
– 水文循环：是指发生于大气水、地表水和地壳岩石 空隙中的地下水之间的水循环
时的气温称为露点。
水文循环的影响因素:气象因素（3）
• 主要气象要素（4）
– 蒸发：指在常温下水从液态变为气态进入大 气的过程。包括水面蒸发、陆面蒸发和叶面 蒸发，通常用水面蒸发表征一个地区蒸发的 强度。是水文循环的主要环节之一。 – 影响水面蒸发的因素有气温、气压、湿度和 风速等，但主要取决于气温和绝对湿度（即 饱和差），其次是风速（？）。
水文循环的影响因素:气象因素
• 水文循环与大气的物理状态密切相关，气象和气候(?) 对水资源的形成与分布具有重要影响。 • 大气圈的结构
– 成分：氮气、氧气、CO2、臭氧、水汽等 – 结构：大气圈厚达2000-3000km，按大气的热力性质可分为： 对流层、平流层、中层、热层和外层共5层 – 对流层最接近地表，水汽主要分布在对流层下部，其物理状 态对水文循环起控制作用。其特点有： • 对流层厚度随纬度而变化 • 大气的密度随高度增加而呈指数衰减 • 水汽的分布随纬度而变化，赤道位置大气中水汽含量最高 • 水汽在垂直方向上分布不均，主要集中在对流层下部
水文地质学基础--2.地球上的水循环
% 0 69.0 30.92 0.05 0.04 0.003 100
2.5%
97.5%
淡水 咸水
29.9% 0.9%
0.3%
冰和永久积雪
地表淡水
68.9%
地下淡水
土壤水、沼泽 水和永冻土
• 不同层圈其水分含量、分布及物理化学状态不同，可以区 分为浅部层圈水和深部层圈水。
• 浅部层圈水 分布于大气圈到地壳的上半部的水； 分布类型：大气水、地表水、地下水以及生物体中的水； 物理状态：气态水、液态水和固态水，以液态水为主。 化学状态：以自由水分子形式存在； 深部层圈水 分布于地壳的下部到下地幔之间的水； 物理状态：高温高压，压密的气水溶液； 化学状态：多以离子态或矿物结合水的形式存在。
2.2 地球中水的循环
从大气圈到地幔的各层圈的水分是一个完整的统一体，它们之 间相互联系、相互转化。 根据循环的途径、速度和深度等，分为地质循环和水文循环。
地质循环(Geological Cycle)
➢发生于大气圈到地幔之间的水分交换。 ➢一般属于间接循环，它与岩浆活动、岩 石重结晶、沉积成岩等地质活动有关，它 主要表现为伴随地球物质的运动、转移、 变化过程而产生的水分循环。 ➢具有循环途径长，速度缓慢（循环周期 长）的特点。 ➢研究水的地质循环，有助于分析地壳浅 表和深部各种地质作用，对于寻找矿产资 源、预测环境变化和深部地质灾害具有重 要意义。
水文循环(Hydrological Cycle)
定义：是大气水、地表水及地壳浅部岩石空隙中的地下水 之间的水分交换。 特点： 是一种直接循环，即浅部层圈中水分子的直接转换； 具有循环速度快，循环途径短，交替迅速的特点。 分类： 大循环：海洋—陆地之间，受控于全球气候条件的变化； 小循环：陆地—陆地，或海洋—海洋，受局部气候影响， 可调控。 水文循环的动力——太阳辐射和重力共同作用。 水文循环的意义 水质净化、水量更新再生；
《水循环》地球上的水PPT
海上内循环
海洋面上的水蒸发 形成水汽，进入大 气后在海洋上空凝 结，形成降水，又 降到海面的过程。
活动探究—认识砂田影响的水循环环节ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分析砂石对水的下渗的影响 比较砂田和裸田蒸发量的差异，说明砂石
覆盖层对蒸发的影响 读课本图3.5，比较4月末砂田和裸田土壤
含水量，归纳砂田影响的水循环环节及其 作用
海陆间循环
海陆间循环是指海洋 水与陆地水之间通过 一系列过程所进行的 相互转换运动。这种 循环又称为大循环。
思考题：以下说法有道理么？
黄河之水天上来 奔流到海不复回
陆地内循环
降落到大陆上的水，其中 一部分或全部（指内流区 域）通过陆面、水面蒸发 和植物蒸腾形成水汽，被 气流带到上空，冷却凝结 形成降水，仍降落到大陆 上，这就是陆地内循环。
人
第三章 地球上的水
教 版
第一节 水循环
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教学目标
1. 水循环的过程和主要环节。 2. 水循环的地理意义。
黄
奔
河
流
之
到
水
海
天
不
上
复
来
回
水循环
水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、 生物圈四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。
水循环类型：海陆间循环、陆地内循环、海洋内循环 水循环动力：太阳辐射能、重力等
陆地内循环
蒸
发
降、 水蒸
腾
降 水
下 渗
海陆间循环 水汽输送 蒸 发
水循环示意图
海上内循环 降蒸 水发
海陆间水循环使陆地水不断得到补充和更新
海陆间水循环、海上内循环和陆上内循环都具有的环节是 蒸发和降水
海上内循环参与水循环的水量最大
第二章地球上的水循环
地球上的水分循环 和水量平衡
一、水分循环
（一）水分循环及其成因
地表水、地下水和生物有机体内的水，不断蒸发和蒸 腾，化为水汽，上升至空中，冷却凝结成水滴或冰晶， 在一定的条件下，以降水的形式落到地球表面。降落于 地表的水又重新产生蒸发、凝结、降水和径流等变化。 水的这种不断地蒸发、输送、凝结、降落的往复运动过 程称为水分循环。
水循环
陆地上地表水总量约360000km3，生物水量约2000km3。 陆地上的大气降水与冰雪融水消耗于蒸发、生物吸收和 渗透到地下，另有约36000km3通过径流返回海洋。陆地 上水体的自然更新一次的时间长短不一，河流约需10-20 天，土壤水约需280天，淡水湖约需1-100年，盐湖和内 海约需10-1000年。
1．大循环
从海洋表面蒸发的水汽，被气流带到大陆上空，在适 当的条件下，以降水的形式降落到地面后，其中一部分蒸 发到空中，另一部分经过地表和地下径流又流到海洋，这 种海陆之间的水分交换过程，称为大循环，也称海陆间循 环。它是由许多小循环组成的复杂的水分循环过程。
2．小循环
小循环是指水仅在局部地区（海洋或陆地）内完成 的循环过程。小循环可分为海洋小循环和陆地小循环。 海洋小循环就是从海洋表面蒸发的水汽，在空中 凝结，以降水形式降落海洋上的循环过程。
水循环
全球水分循环中各主要贮水库的总水量以及各主要贮水库之间水 分交换通量，在地质历史时期曾发生过重大变化。如白垩纪中晚期 地球表面没有冰盖，没有冰雪的贮水。再如第四纪冰期鼎盛时期，
以距今18000年末次冰期鼎盛时期为例，当时的全球平均气温要比
现代低6-7℃，全球陆上冰体总量要比现代多约50.72×106km3， 世界海洋水位要比现代低约130m，海面蒸发量要比现代少约
第二章 地球上的水循环1
1 概述 2 水量平衡 3 蒸发 4 水汽扩散与输送 5 降水 6 下渗 7 径流
1
1 概述
1.1 水循环基本过程 1.2 水循环的类型与层次结构 1.3 水体的更替周期 1.4 水循环的作用与效应
2
1.1 水循环基本过程
水循环：指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下， 通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断发生 相态转换和周而复始运动的过程。
c.陆地水量平衡方程
(P外 P内) (E外 E内) R
如以 P陆 P外 P内 ； E陆 P外 E外代入上式，则有：
P陆 - E陆 R
各大洲水量收支
大洲
欧洲 亚洲 非洲 北美洲 南美洲 大洋洲 南极洲 全球陆地 内流区 外流区
面积 (×104km2)
1050 43475 3012 2420 1780
水汽分子的垂向扩散
垂
水
向 扩
汽
散
水平面
水
68
大气垂向对流运动
使蒸发 面水汽 不断送 入空中
水平面
水
上空的 干空气 下沉到 蒸发面
69
空气紊动扩散作用 影响蒸发面的蒸发速度
水平面
水平运动
涡
流
水
70
3.1 蒸发的物理机制——土壤蒸发
71
3.1 蒸发的物理机制——土壤蒸发
克服水分子的内聚力和土壤颗粒对水分子的吸附力 本质：土壤干化过程
36
第二章 地球上的水循环
1 概述 2 水量平衡 3 蒸发 4 水汽扩散与输送 5 降水 6 下渗 7 径流
39
2 水量平衡
2.1 概述 2.2 通用水量平衡方程式 2.3 全球水量平衡方程式
地球上的水循环主要内容
（一）水循环概念地球表面的水在太阳辐射能的作用下，在水圈、大气圈、岩石圈和生物圈中通过各种途径循环往复的运动过程，称为水循环。
（二）水循环类型自然界水循环每时每刻在全球范围内进行，按其进行的领域分为以下三种情况：
1.海陆间循环海洋水通过蒸发、凝结，被气流带到大陆上空，其中一部分以大气降水形式降落地表。
降落地表的水，一部分被蒸发进入大气，一部分为植被截留，大部分沿地表流动，形成地表径流，一部分渗入地下，形成地下径流。
地表径流和地下径流又汇注江河，回归海洋，这种循环过程就称为海陆间循环，又叫大循环。
海陆间水循环是最重要的一种循环运动。
陆地上的水主要就是靠这种循环不断得到补充，淡水资源得以再生。
2.海上内循环海洋表面通过蒸发成为水气进入大气，在一定条件下产生凝结，以降水形式又回到海洋，这一循环过程称为海上内循环，又称小循环。
这种循环虽然只在海洋领域内进行，但从参与水分循环的量来说却是主要部分。
3.内陆循环降落到大陆上的水，部分被陆面、水面蒸发、植物蒸腾返回大气，一部分又被气流带到内陆上空，再凝结降落，一般消耗于荒漠之中，不再返回海洋。
这种不断向内陆输送的水分循环，称为内陆循环。
它可以使远离海洋的内陆地区获得一定量的水分。
地球上的水循环了解水在地球上的循环过程
地球上的水循环了解水在地球上的循环过程地球上的水循环：水在地球上的循环过程地球是一个水球，约71%的表面由水覆盖。
水循环是地球上水分从地表升至大气层再降回地表的过程，对于维持地球的气候和生态系统起着至关重要的作用。
下面将详细介绍水在地球上的循环过程。
1. 蒸发和蒸腾水循环的第一步是蒸发和蒸腾。
当太阳照射到地球上的水体（如海洋、湖泊、河流和湿地）时，水分会以气态水蒸气的形式蒸发进入空气中。
同时，陆地植物的叶子通过蒸腾的方式释放水分进入大气层。
这两个过程共同导致水从地表转换为水蒸气。
2. 凝结和云的形成当水蒸气上升到较高的大气层时，由于空气温度较低，水蒸气会凝结成小水滴，形成云。
云是由许多微小水滴或冰晶构成的气体团块，它们在大气中漂浮并随风移动。
3. 降水和沉淀云中的水滴或冰晶在适当的条件下会合并增大，达到一定的重量后便会降落回地表。
这个过程称为降水，包括雨水、雪、冰雹等形式。
尽管大部分的降水会直接落入海洋、湖泊或河流中，一部分也会通过降落到陆地上的形式进入地下水层。
此外，一些降水也会以冰雪的形式沉积在高山上，形成冰川。
4. 地下径流和地表径流降水后，一部分水分渗入地下层，形成地下水。
这些地下水可以通过泉眼、井和河湖水源升至地表，形成地下径流。
同时，降雨超过土壤的渗透能力时，水分会形成地表径流，沿着河流、溪流或河道流入海洋或湖泊。
5. 水的再蒸发和再蒸腾部分地表径流和地下径流的水分会再次蒸发或蒸腾，重复开始新一轮的水循环。
蒸发和蒸腾也可以发生在地表水体表面或植物叶子上。
总结：地球上的水循环是一个复杂的过程，包括蒸发、蒸腾、凝结、降水、地下径流和地表径流等环节。
这个循环过程是地球上水分在不同形态间交换的重要机制，维持着生物多样性和生态平衡。
了解地球上的水循环过程，有助于我们更好地利用和保护水资源，应对气候变化所带来的挑战。
让我们共同关注并积极参与保护水环境的行动，为地球的可持续发展贡献力量。
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第二章 水循环与水量平衡
要点：地球上的水与水圈是开放系统，在气、 水、地、生物系统中循环流通。水量平衡，是 动态平衡。人类可以改变水量平衡方程式中的 多个因子，有时给人类带来的利多，有时会意 想不到地带来的弊比利多。
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水循环与水量平衡
据1970年国际水文学会的数据，地球上的水量总体积约 15×108km3，它们分聚为江河湖、海及冰川等多类水体(表 18-2)。如果把各类水体铺在地球表面的平均深度，规定为 它们的当量深度，那么，估算的海洋水体的当量深度为 2700-2800m，冰和雪为50m，地下水为15m，陆地上的河 湖水为0.4-1.0m，大气水的当量深度为0.03m。水域是指 水体的地理位置，自由水面的形状与面积。所谓水圈，由 地球表面各类水体各地水域共同组成，抽象为覆盖地球表 面的水层，实际上是不连续的、上下高程相差很大的自在 水体水域的总称。水圈对地球环境有重要的贡献，水体或 水域对地球环境的影响则各有各的有效范围，它们造成了 地球环境的分异，而且建立了以水体或水域为中心的、向 外逐渐减弱其影响强度的、次级地球环境的变化系列。
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水循环
陆地上地表水总量约360000km3，生物水量约 2000km3。陆地上的大气降水与冰雪融水消耗于蒸发、 生物吸收和渗透到地下，另有约36000km3通过径流返回 海洋。陆地上水体的自然更新一次的时间长短不一，河 流约需10-20天，土壤水约需280天，淡水湖约需1-100 年，盐湖和内海约需10-1000年。
全球水分循环示意图
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水 循 环
通过降水和蒸发，海洋和陆地表面水分不断地进行交 换，10天内进行这种交换的水分总量大约等于大气对 流层中水分的总贮量；全球淡水总贮量如通过江河净排 放，大约10年之内可完成，而通过蒸发发散作用，就 只需5年。图18―1是美国国际地圈—生物圈计划委员会 于1986年出刊的《地圈—生物圈的全球性变化》一书 中的附图，表示全球水分循环中的主要贮库及其相互之 间水分交换的通量。
第二章
地球上的水分循环 和水量平衡
一、水分循环
（一）水分循环及其成因
地表水、地下水和生物有机体内的水，不断蒸发和蒸 腾，化为水汽，上升至空中，冷却凝结成水滴或冰晶， 在一定的条件下，以降水的形式落到地球表面。降落于 地表的水又重新产生蒸发、凝结、降水和径流等变化。 水的这种不断地蒸发、输送、凝结、降落的往复运动过 程称为水分循环。
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水循环
每年约有505000km3的水量 通过蒸发进入大气，其中来 自陆地的蒸发和蒸腾水量约 71000km3，占进入大气总水 量的14%左右。与此同时， 每年又有同等水量通过降水 返回陆地和海洋。大气的贮 水总量仅有15500km3，其中 海洋上空占71%左右。这部 分贮水大约只需8天—9天就 可以全部更新一次。
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地球上的水量
水体（贮水库） 江河 淡水湖 盐湖与内陆海 冰盖与冰川 地下水 海洋 （大气水） （土壤水与渗流水） 水量（km3） 1,250 125,000 104,000 29,200,000 8,350,000 1,370,000,000 13,000 67,000 占总水量的% 0.0001 0.009 0.008 2.41 0.61 97.3 0.001 0.005
水圈的组成
海洋水：海洋是水
圈的主体，是地球 上水的最大源地。 全球海洋总面积为 3.61×108 km2， 约占地球表面的 71%；海水总体积 约为1.37×109 km3，约占地球总 水量的96%-97%。
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½ µ Â Ø Ë ®源自地 球 上 的 水1 2 3 4 5 6
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水 循 环
地球上的淡水大量地以冰的形式贮存 在南极与格陵兰地区。南极冰盖总体积 约23.45×106km3，折合水量约 21.50×106km3。格陵兰冰盖总体积约 2.6×106km3，折合水量约 2.38×106km3(Flint, R.F., 1971)。全球 冰川冰的总体积约25×106km3，如果 全部溶化，大约相当于海洋水层增厚 65m。冰川贮水的特点是贮存时间长， 参与全球水循环的速度十分缓慢。估计 大陆冰盖冰的平均停留时间为103―105 年。大约距今18000年来，全球大陆冰 川的总消融量约50.72×106km3，相当 冰盖与冰川•新西兰法兰士约塞夫冰川 于海洋水层增厚132m。高山冰川冰更 新一次约需数十年到数百年，有的达 1600年以上。
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水循环
地下水总量的估计值相差很大.它位于地表以下和 海底以下，大多存在于地表以下1m左右的岩土孔隙 裂缝之中。地下水的停留时间一般为10-102年，自 然更新一次需300年左右，但部分较深层地下水可停 留106年。
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水 循 环
全球海洋总贮水量约1.4×109km3，约占全球总水量的 97%。全球海洋表面积约3.61×108km2，约占地球表面积 的70.8%。海洋水主要通过蒸发散失，每年蒸发散失总水 量约434000km3，其中约398000km3的水量又通过降水直 接返回海洋，实际散失约36000km3，被风携入陆地上空。 这部分水量又通过江河径流返回海洋。海洋水体全部更替 一次大约需要3.7×104a。
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陆 地 水
陆地水：河流；湖泊；沼泽；地下水；冰川。
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水 循 环
水循环是贮水库水体之 间水分的往返交换，周而 复始的互补。水循环的实 施途径是水的三种物态的 更替与流动。水循环的基 本动力是太阳辐射能与地 球引力，以及在水循环过 程中的能量转移。全球水 分循环是地球各圈层之间 的水分交换，是最基本的 物质流、能量流及生物地 球化学循环，并对天气和 气候及地貌发育起着重要 的作用。