第二章 地球上的水循环1
合集下载
地球上的水分循环与水量平衡(-节)
5 蒸发 4 降水
1 植物蒸腾
2 降水
湖
6 地表径流
6 地下径流 海洋
地球表面的水在太阳辐射作用下，大量 水分不断地从海洋、河湖等水面、陆面 和植物表面蒸发和蒸腾，升入空中，被 气流带动输送至各地，在适当条件下遇 冷凝结而以降水形式降落到地表面或水 体上。降落到陆地表面的水又在重力作 用下，一部分渗入地下，一部分形成地 表径流注入江河汇流大海，还有一部分 又重新蒸发返回空中。其中渗入到地下 的水，一部分也逐渐蒸发，一部分也形 成径流最终也汇集于海洋。
（三）水循环是联系海洋与陆地的主要纽带
海洋正是通过蒸发水分源源不断地向大陆 输送水汽而形成降水，进而影响陆地上的 一系列物理、化学与生物过程。而从陆地 上回归海洋的径流，则不断地向海冰输送 大量的泥沙、有机杂质、各种营养盐类， 进而影响海水的性质、海水中的生物学过 程，以及海冰沉积与海盆形态等。
1
第2章 地球上水分循环与 水量平衡P41－88
§2.1 地球上的水分循环41－47
一、水分循环的过程、原因及影响因素
（一）水分循环过程
地球上的水不断通过运动和相变从一个地 圈转向另一个地圈，或从一种空间转向另 一种空间。 地表水（海、河、湖水面，陆面和植物）
3 水汽输送
1蒸发
4 降水
1蒸发
3、水循环广及整个水圈，并深入大 气圈、岩石圈及生物圈
水循环广及整个水圈，并深入大气圈、岩 石圈及生物圈。其循环路径并非单一的， 而是通过无数条路线实现循环和相变的， 所以水循环系统是由无数不同尺度、不同 规模的局部水循环所组合而成的复杂巨系 统。
4、全球水循环是闭合系统，但局部 水循环却是开放系统。
各种水体的更替周期
表
04-水循环
2、小循环 、
• 小循环又称内部循环，发生在海洋与大气之间或陆 小循环又称内部循环， 内部循环 地与大气之间。 地与大气之间。 （1）海洋小循环 • 主要包括海面的蒸发与降水两大环节。 主要包括海面的蒸发 降水两大环节 蒸发与 两大环节。
陆地小循环比海洋小循环复杂得多 比海洋小循环复杂得多， （2）陆地小循环比海洋小循环复杂得多，并且内部存 在明显的差别。 在明显的差别。 • 从水汽来源看，有陆面自身蒸发的水汽，也有自海洋 从水汽来源看，有陆面自身蒸发的水汽， 输送来的水汽，并在地区分布上很不均匀， 输送来的水汽，并在地区分布上很不均匀，一般规律 是距海愈远，水汽含量愈少， 是距海愈远，水汽含量愈少，因而水循环强度具有自 海洋向内陆深处逐步递减的趋势; 海洋向内陆深处逐步递减的趋势; • 如果地区内部植被条件好，贮水比较丰富，那么自身 如果地区内部植被条件好，贮水比较丰富， 蒸发的水汽量比较多，有利于降水的形成， 蒸发的水汽量比较多，有利于降水的形成，可以促进 地区小循环。 地区小循环。
大循环
外流区小循环 海洋小循环
内流区 小循环
பைடு நூலகம்
海
陆
1、大循环 、
• 大循环的主要特点： 大循环的主要特点：
在循环过程中，水分通过蒸发与降水两大基本环节， 在循环过程中，水分通过蒸发与降水两大基本环节，在空 中与海洋，空中与陆地之间进行垂向交换， 垂向交换 中与海洋，空中与陆地之间进行垂向交换， 以水汽输送和径流的形式进行横向交换。交换过程中， 横向交换 以水汽输送和径流的形式进行横向交换。交换过程中，海面 上的年蒸发量大于年降水量，陆面上情况正好相反 上情况正好相反， 上的年蒸发量大于年降水量，陆面上情况正好相反，降水大 于蒸发； 于蒸发； 在横向交换过程中， 在横向交换过程中，海洋上空向陆地输送的水汽要多于陆地 上空向海洋回送的水汽，两者之差称为海洋的有效水汽输送 海洋的有效水汽输送。 上空向海洋回送的水汽，两者之差称为海洋的有效水汽输送。 有效的水汽输送，在陆地上转化为地表及地下径流， 有效的水汽输送，在陆地上转化为地表及地下径流，最 后回流入海，在海陆之间维持水量的相对平衡。 后回流入海，在海陆之间维持水量的相对平衡。
第二章地球上的水循环
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。
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
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 水循环及径流形成
自动记录降雨量，不需人为干预。方便、快捷。有三种类型：称重式、 自动记录降雨量，不需人为干预。方便、快捷。有三种类型：称重式、 虹吸式和翻斗式。 虹吸式和翻斗式。
3
雷达探测
利用云、 利用云、雨、雪等对雷达无线电波的反射现象来研究天气系统。 雪等对雷达无线电波的反射现象来研究天气系统。 不同形状的雷达回波反映不同性质的天气系统。 不同形状的雷达回波反映不同性质的天气系统。从而预测探测范围内 的降水量、强度及开始和终止时刻。 的降水量、强度及开始和终止时刻。
RSI
地下分水线
RGI
△W
RGO RSO
2.2
1
河流和流域
概念
河流(River) 一 河流(River)
河流可分为河源、 一定地质和气候条件下形成的河槽与在其中的水流。河流可分为河源、 上游、中游、下游和河口五段。 上游、中游、下游和河口五段。 2 河流长度（河长L 河流长度（河长L）
自河源沿河道至河口的长度，称河长， km计 自河源沿河道至河口的长度，称河长，以km计。 3 河流横断面 如图2 所示。 如图2-2所示。 4 水系及水系形态
(1)水系 (1)水系 由干流、 由干流、支流及流域内 水库、 水库、湖泊连成的一个庞大 系统，成为水系。 系统，成为水系。
(2)水系形态 (2)水系形态 羽毛状 扇形 平形状 混合形
图 2 | 3 水 系 示 意 图
4
河网密度
流域内干支流的总长度∑ 和流域面积F之比： 流域内干支流的总长度∑L和流域面积F之比：
4
气象卫星云图 将卫星云图资料结合气象模型，通过专家系统，进行降雨量预测。 将卫星云图资料结合气象模型，通过专家系统，进行降雨量预测。
三
降水特性描述
第二章-水循环及径流形成过程
蒸发量用相应于蒸发面的水层深度来度量，记为E， 以mm计。
水面蒸发观测资料较多，比较可靠，常是其他蒸发计 算的基础。
可能最大蒸发率或蒸发能力（EM)： 在充分供水的条件下，某一蒸发面的蒸发量，即同
一气象条件下可能达到的最大蒸发率。
3.5.1 水面蒸发 的观测
（1） 器测法
水文部门普遍采用 E601蒸发器。
3.5.3 气象卫星云图
气象卫星按其运行轨道分为极轨卫星和地球静止卫星。 目前地球静止卫星发回的高分辨数字云图资料有两 种：（1）可见光云图—其亮度反映云的反照率。反 照率强的云，云图亮度大，颜色白；否则，色调灰暗。 （2）红外云图—反映云顶的温度和高度，云层温度 越高，其高度越低，发出的红外辐射就越强。
每日8时至次日8时 降水量为当日降水量。
（2）自记式
虹吸式 分辨率：0.1mm 降雨强度适用范围： 0.01～4.0mm/min 记录纸上记录下来的雨 量曲线是？？ 它既表示雨量大小， 又表示降雨过程的变 化情况。
翻斗式
由感应器和信号记录器组成。
雨水—翻斗一侧—接满 0.1mm—倾倒—接通电 路—记录器控制自记笔记 录雨量。 分辨率：0.1mm 降雨强度适用范围： 4.0mm/min以内
（4）气旋雨
中心气压低于四周的大气旋涡。气流自四周向中心辐合后， 再转向高层，引起大规模的上升运动，水汽因动力冷却而致 雨，…。
在低纬度的海洋上形成的气旋，称为热带气旋。 我国气象部门对气旋的分类：按气旋地面中心最大风
速大小分。 低压区（位置不定、最大风力<8级） 热带低压（位置确定、最大风力<8级） 热带风暴（风力8-9级） 强热带风暴（风力10-11级） 台风（>12级）
3.1 形式
水面蒸发观测资料较多，比较可靠，常是其他蒸发计 算的基础。
可能最大蒸发率或蒸发能力（EM)： 在充分供水的条件下，某一蒸发面的蒸发量，即同
一气象条件下可能达到的最大蒸发率。
3.5.1 水面蒸发 的观测
（1） 器测法
水文部门普遍采用 E601蒸发器。
3.5.3 气象卫星云图
气象卫星按其运行轨道分为极轨卫星和地球静止卫星。 目前地球静止卫星发回的高分辨数字云图资料有两 种：（1）可见光云图—其亮度反映云的反照率。反 照率强的云，云图亮度大，颜色白；否则，色调灰暗。 （2）红外云图—反映云顶的温度和高度，云层温度 越高，其高度越低，发出的红外辐射就越强。
每日8时至次日8时 降水量为当日降水量。
（2）自记式
虹吸式 分辨率：0.1mm 降雨强度适用范围： 0.01～4.0mm/min 记录纸上记录下来的雨 量曲线是？？ 它既表示雨量大小， 又表示降雨过程的变 化情况。
翻斗式
由感应器和信号记录器组成。
雨水—翻斗一侧—接满 0.1mm—倾倒—接通电 路—记录器控制自记笔记 录雨量。 分辨率：0.1mm 降雨强度适用范围： 4.0mm/min以内
（4）气旋雨
中心气压低于四周的大气旋涡。气流自四周向中心辐合后， 再转向高层，引起大规模的上升运动，水汽因动力冷却而致 雨，…。
在低纬度的海洋上形成的气旋，称为热带气旋。 我国气象部门对气旋的分类：按气旋地面中心最大风
速大小分。 低压区（位置不定、最大风力<8级） 热带低压（位置确定、最大风力<8级） 热带风暴（风力8-9级） 强热带风暴（风力10-11级） 台风（>12级）
3.1 形式
水文学(黄锡荃) 第二章 地球上的水循环
24
2.2 水量平衡
2.2.1 水量平衡概述 • 定义
o 是指任意选择的区域（或水体），在任意时段 内，其收入的水量与支出的水量之间差额必等 于该时段区域（或水体）内蓄水的变化量，即 水在循环过程中，从总体上说收支平衡。
I
S
I−Q=∆S
Q
质量守恒原理
25
2.2.1 水量平衡概述
水量平衡与水循环的关系： 水量平衡是质平衡方程
区域水量平衡方程： P陆+R’地表 + R’地下 − R地表 − R地下− E− T =∆S
闭合外流流域平衡方程： P陆− R地表 − R地下− E− T =∆S
闭合内流流域平衡方程： P陆− E− T =∆S
34
作业
• 结合水循环示意图，分别写出鄱阳湖及鄱 阳湖流域的水量平衡方程，并注明方程中 各符号的含义。
桦树
9
43
2.3.2 影响蒸发的因素
供水条件
蒸发
土壤特性
动力学及热力 学因素
44
供水条件
• 不充分供水 • 充分供水
o 水面蒸发 o 含水量达到田间持水量以上的土壤蒸发
o 蒸发能力，又称潜在蒸发量或最大可能蒸发量
45
动力学和热力学因素
• 动力学因素：影响蒸发面上的水汽分布梯 度
o 水汽分子的垂向扩散 o 大气垂向对流运动 o 大气的水平运动和湍流扩散
35
2.3 蒸发
• 蒸发是水由液体状态转变为气体状态的过 程，亦是海洋与陆地上的水返回大气的惟 一途径。
o 2.3.1 蒸发的物理机制 o 2.3.2 影响蒸发的因素 o 2.3.3 蒸发量的计算
36
2.3.1 蒸发的物理机制
• 蒸散发（Evapotranspiration，简写为ET） 包括 蒸发（Evaporative，简写为E） 和 散发 （蒸腾，Transportation，简写为T）。
最新苏科版物理八年级上册第二章第五节 水循环 课件
水资源的保护 找一找，你身边有水资源被破坏的例子吗?
水资源污染，生灵涂炭，渔民无鱼可打， 鸟类死亡。
1993年1月18日，第47届联合国大会作出决议，确定每年的3月22日为“世界水日” 。 1994年开始，我国将每年的3月22日至28日定为“中国水周” 。
图示为国家节水标志，由 水滴、人手和地球变形而成。 绿色的圆形象征节约用水是保 护地球生态的重要措施；标志 留白部分像一只手托起一滴水， 手是拼音字母JS的变形，寓意 节水，表示节水需要公众参与， 鼓励人们从我做起，人人动手 节约每一滴水；手又象一条蜿 蜒的河流，象征滴水汇成江河。
第五节 水循环ຫໍສະໝຸດ 知识回顾：凝气态 液
华
升汽
化
华
化
放
放 吸
热
吸
热
热
热
固态
熔化（吸热） 凝固（放热）
液态
1.物质从一种状态变为另一种状态称为物态变化。
2.物态变化时，总需要吸热或放热。吸热物体的能量增加，放热物体的能量减小， 所以物态变化过程中伴随着能量的转移。
一、地球上的水循环
1.自然界中的水水循环
水花 生命的符号
虫 根
一盘棋
水——生命的乐章
舞
家在水中
二、珍贵的水资源、节药用水与水资源保护
1.节药用水
水为何珍贵？
地球上覆盖着大量的水，但是淡水资源只占总水量的2.5%大部分的水都是以深层 地下淡水，冰雪固态淡水等形式存在。比较容易开采利用的，与人类生活和生产 关系密切的淡水储量只占淡水的11%、总水量的0.3%，我国是世界上13个严重缺 水的国家之一，淡水资源仅为世界人均水量的1/4。而与此同时:却存在着水资源 严重浪费和水环境严重污染情况。可见水是何其珍贵。
运用示意图,说出水循环的过程和主要环节
第二章自然地理环境中的物质循环和能量交换第二节水的运动第1课时水循环◆课程标准：运用示意图，说出水循环的过程和主要环节，说明水循环的地理意义◆课标解读：本条和下一条“标准”关注自然环境的组成要素之一——水。
本条“标准”旨在认识自然界中水的循环运动及其对自然环境和人类活动的影响。
一般将水循环按其发生的空间范围分为海陆间循环（又称大循环）、陆上内循环和海上内循环三种。
“标准”并不要求对水循环作这样的划分或出现三种循环的概念，而是要求以海陆间循环为主，将三种循环的过程和环节综合在一幅示意图中，使学生综合把握水循环。
水循环的过程是指水在陆地、海洋、大气之间的转变；环节是指实现水的循环运动的途径，主要包括降水、蒸发（蒸腾）、径流、水汽输送等。
根据“标准”的要求，学生应能以示意图的形式，通过主要环节的相互联系，说出水在自然界的循环过程。
水循环的地理意义是本条“标准”要求的重点，而且“标准”对它的要求是“说明”，从程度上区别于对过程和环节的一般要求。
水循环的地理意义首先是维持着地球上各水体之间的动态平衡，使淡水资源不断更新。
其次，水循环促进了自然界的物质运动和能量交换，由此对生态、气候、地貌等都产生了深刻的影响。
对水循环地理意义的学习应注意形成一些基本认识，如水循环将水圈、岩石圈、大气圈和水圈联系起来；水是自然最富动力作用的因子之一；水资源处在不断更新之中，但并不是取之不尽、用之不竭的等。
从本条和下一条“标准”综合来看，本条“标准”虽然将视野扩大到水圈，但落脚点放在陆地上。
因此，对于陆地各水体之间的关系（水循环各环节的联系）、水资源及其更新、水循环对气候、生态、地貌的影响等，应给予适当的关注。
◆教学目标1.通过绘制水循环示意图，理解并掌握三类水循环的主要环节和特点，能够运用所学知识解释生活中有关于水的运动地理现象，形成宏观的水循环过程的概念。
2.通过运用水循环示意图，能够说明水循环的地理意义及人类活动对水循环的影响，树立水资源的保护意识。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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
40
2.1 概述
一、水量平衡概述 (1)水量平衡概念 水量平衡：任意选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入 的水量与支出的水量之间差额必等于该时段区域（或水体）内蓄 水的变化量，即水在循环过程中，从总体上说收支平衡。
19
1.水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者
20
2.对地表太阳辐射能重新分 配，使不同纬度热量收支 不平衡矛盾得到缓解
21
3.影响天气、气候
1.4 水循环的作用与效应
（三）与地貌形态及地壳运动： 塑造地表形态 影响地壳表层内应力的平衡
24
27
1.4 水循环的作用与效应
7
1.2 水循环的类型与层次结构
（一）水循环的基本类型 大（外）循环：发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程 有效水汽输送
海洋上空向陆地输送的水汽 — 陆地上空向海洋回送的水汽
8
水汽输送 云
云
蒸发
植物蒸腾
降水
降水
小循环 湖
地下径流
地表径流
蒸发
蒸发 降水
小循环 海洋
1.2 水循环的类型与层次结构
57
水汽输送 云
云
蒸发
植物蒸腾
降水
降水
小循环 湖
地下径流
地表径流
蒸发
蒸发 降水
小循环 海洋
3 蒸发
蒸发的物理机制 影响蒸发的因素 蒸发量的计算
59
3.1 蒸发的物理机制
总
水面蒸发
蒸
土壤蒸发
发
植物散发
陆面蒸发
60
3.1 蒸发的物理机制——水面蒸发
水体与大气之间界面上的分子交换现象 水分子自水面逸出，液态变为气态； 水面上的水汽分子返回液面，气态变为液态。
2.2 通用水量平衡方程式
P + E1 + R表 + R地下 + s1 = E2 + R′表 + R′地下 + q + s2
P：降水量； E1、E2：水汽凝结量和蒸发量； R表和R′表：地表流入与流出的水量； R地下、R′地下：地下流入与流出的水量； q：工农业及生活净用水量； s1、s2：始末蓄水量。
14
1.4 水循环的作用与效应
（一）与地球圈层构造 水圈的主导地位 耦合
15
15km 1-3km
16
担 当 了 大 气 循 环 的 主 角
地质大循环的主要动力因素 全面参与了生物大循环
1.4 水循环的作用与效应
（二）与全球气候： 1.大气系统能量的主要传输、储存和转化者（36%） 2.对地表太阳辐射能重新分配，使不同纬度热量收支 不平衡矛盾得到缓解 3.影响天气、气候
1320 10.04 1420 10.8
81
6100 -20 -10900
361
0.53
220
0.32
355
5200
500
1300
1270 45.8 1400 50.5
130 47000
0
0
2.3 全球水量平衡方程式
2.陆地水量平衡方程式
a.外流区水量平衡方程 任意时段的水量平衡方程为：
P外 - E外 - R地表 - R地下 △s外 多年平均状态下△s外→0 ，且 R R地表 R地下 ，则：
液
态
跃
变
出
为
水
气
量
态
气 返态 回变 水为 量液
态
water
62
3.1 蒸发的物理机制——水面蒸发
有效蒸发量E
蒸跃
发出
潜水
热
量
返凝 回结
水潜 量热
有效蒸发量
water
63
3.1 蒸发的物理机制——水面蒸发
蒸发潜热、凝结潜热 在相同温度下：凝结潜热=蒸发潜热 L=2491-2.177T（J/g）
41
(2)研究意义 1、可以定量地揭示水循环过程与全球地理环境、自然生态系统之间 的相互联系、相互制约的关系；揭示水循环过程对人类社会的深刻影 响，以及为人类活动对水循环过程的消极影响和积极控制的结果。
42
(2)研究意义 2、是研究水循环系统内在结构和运行机制，分析系统内各个环节之 间的相互关系，揭示自然界水文过程基本规律的主要方法；是人们认 识和掌握地球上各种水体的基本特征、空间分布、时间变化、以及今 后发展趋势的重要手段。
46
2.2 通用水量平衡方程式
令E = E2 - E1为时段内净蒸发量；Δs=s2-s1为时段内蓄水变量，
上式可改写为：
P + R + R - (E + R′+ R′+ q） = Δs
即通用水量平衡方程式
47
2.3 全球水量平衡方程式
1、海洋水量平衡方程式：
任意时段的水量平衡方程为： P海 R - E海 △s海
世界各大洋水量收支
降水量
蒸发量
径流量
平衡余缺
(mm) (×1013m3) (mm) (×1013m3) (mm) (×1013m3) (mm) (×1013m3)
1460
26
1510 26.97
83 14800 30
5100
1010 9.27 1360 12.44 226 20800 -120 -10900
小（内部）循环：海洋与大气之间，或陆地与大气之间。 包括：海洋小循环+陆地小循环
内流区小循环 + 外流区小循环
10
1.2 水循环的类型与层次结构
11
1.2 水循环的类型与层次结构
（二）全球水循环系统的层次结构
12
1.3 水体的更替周期
水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需的时间。 通常可用下式作近似计算：更替周期=水体总贮水量(米3)/水体年平均参与
多年平均状态下△s海→0 ，则：P海 R - E海 0
在多年平均状态下，整个海洋的降水量加上径流量与海 面水蒸发量处于动态平衡状态。
48
各大洋的降水量与入海径流量之和均等于蒸发量吗？
海洋
面积 (km2)
太平洋 大西洋 印度洋 北冰洋
17870 9170 7620 1470
世界大洋 36130
与地貌形态及地壳运动： 塑造地表形态 影响地壳表层内应力的平衡
28
新丰江水库，又被称为万绿湖，位于广东省河源市东源县境内，因处处是绿，四季皆绿而得名。
29
1.4 水循环的作用与效应
（四）与生态平衡：
1.没有水循环，就不存在生物圈 2.生态环境平衡或失调？生物体的旺盛或者贫乏？ 3.自然灾害
31
1.
没 有 水 循 环 ， 就 不 存 在 生 物 圈
2.生态环境平衡或失调？生物体的旺盛或者贫乏？
33
3.自然灾害
34
1.4 水循环的作用与效应
（五）与水资源开发利用 水资源具有再生性和可以永续利用的特点
35
1.4 水循环的作用与效应
（六）与水文现象以及水文学科的发展： 引导了水文学科的发展
P外 - E外 - R 0
其中：P外，E外，R地表，R地下，△s外分别为外流区任意时段内降水量，蒸发量，
入海的地表径流量及蓄水变量；P外、E外、R 分别为外流区多年平均降水量，蒸发量
及径流量
2.3 全球水量平衡方程式
2.陆地水量平衡方程式
b.内流区水量平衡方程
P内 E内
其中：P内 、E内 分别为内流区多年平均降水量与蒸发量
17700
418
10100
910
16200
511
4570
0
0
485
7200
529
河流而直接入海的地下水
径流量
(mm)
(×109m3)
283
2970
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
40
2.1 概述
一、水量平衡概述 (1)水量平衡概念 水量平衡：任意选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入 的水量与支出的水量之间差额必等于该时段区域（或水体）内蓄 水的变化量，即水在循环过程中，从总体上说收支平衡。
19
1.水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者
20
2.对地表太阳辐射能重新分 配，使不同纬度热量收支 不平衡矛盾得到缓解
21
3.影响天气、气候
1.4 水循环的作用与效应
（三）与地貌形态及地壳运动： 塑造地表形态 影响地壳表层内应力的平衡
24
27
1.4 水循环的作用与效应
7
1.2 水循环的类型与层次结构
（一）水循环的基本类型 大（外）循环：发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程 有效水汽输送
海洋上空向陆地输送的水汽 — 陆地上空向海洋回送的水汽
8
水汽输送 云
云
蒸发
植物蒸腾
降水
降水
小循环 湖
地下径流
地表径流
蒸发
蒸发 降水
小循环 海洋
1.2 水循环的类型与层次结构
57
水汽输送 云
云
蒸发
植物蒸腾
降水
降水
小循环 湖
地下径流
地表径流
蒸发
蒸发 降水
小循环 海洋
3 蒸发
蒸发的物理机制 影响蒸发的因素 蒸发量的计算
59
3.1 蒸发的物理机制
总
水面蒸发
蒸
土壤蒸发
发
植物散发
陆面蒸发
60
3.1 蒸发的物理机制——水面蒸发
水体与大气之间界面上的分子交换现象 水分子自水面逸出，液态变为气态； 水面上的水汽分子返回液面，气态变为液态。
2.2 通用水量平衡方程式
P + E1 + R表 + R地下 + s1 = E2 + R′表 + R′地下 + q + s2
P：降水量； E1、E2：水汽凝结量和蒸发量； R表和R′表：地表流入与流出的水量； R地下、R′地下：地下流入与流出的水量； q：工农业及生活净用水量； s1、s2：始末蓄水量。
14
1.4 水循环的作用与效应
（一）与地球圈层构造 水圈的主导地位 耦合
15
15km 1-3km
16
担 当 了 大 气 循 环 的 主 角
地质大循环的主要动力因素 全面参与了生物大循环
1.4 水循环的作用与效应
（二）与全球气候： 1.大气系统能量的主要传输、储存和转化者（36%） 2.对地表太阳辐射能重新分配，使不同纬度热量收支 不平衡矛盾得到缓解 3.影响天气、气候
1320 10.04 1420 10.8
81
6100 -20 -10900
361
0.53
220
0.32
355
5200
500
1300
1270 45.8 1400 50.5
130 47000
0
0
2.3 全球水量平衡方程式
2.陆地水量平衡方程式
a.外流区水量平衡方程 任意时段的水量平衡方程为：
P外 - E外 - R地表 - R地下 △s外 多年平均状态下△s外→0 ，且 R R地表 R地下 ，则：
液
态
跃
变
出
为
水
气
量
态
气 返态 回变 水为 量液
态
water
62
3.1 蒸发的物理机制——水面蒸发
有效蒸发量E
蒸跃
发出
潜水
热
量
返凝 回结
水潜 量热
有效蒸发量
water
63
3.1 蒸发的物理机制——水面蒸发
蒸发潜热、凝结潜热 在相同温度下：凝结潜热=蒸发潜热 L=2491-2.177T（J/g）
41
(2)研究意义 1、可以定量地揭示水循环过程与全球地理环境、自然生态系统之间 的相互联系、相互制约的关系；揭示水循环过程对人类社会的深刻影 响，以及为人类活动对水循环过程的消极影响和积极控制的结果。
42
(2)研究意义 2、是研究水循环系统内在结构和运行机制，分析系统内各个环节之 间的相互关系，揭示自然界水文过程基本规律的主要方法；是人们认 识和掌握地球上各种水体的基本特征、空间分布、时间变化、以及今 后发展趋势的重要手段。
46
2.2 通用水量平衡方程式
令E = E2 - E1为时段内净蒸发量；Δs=s2-s1为时段内蓄水变量，
上式可改写为：
P + R + R - (E + R′+ R′+ q） = Δs
即通用水量平衡方程式
47
2.3 全球水量平衡方程式
1、海洋水量平衡方程式：
任意时段的水量平衡方程为： P海 R - E海 △s海
世界各大洋水量收支
降水量
蒸发量
径流量
平衡余缺
(mm) (×1013m3) (mm) (×1013m3) (mm) (×1013m3) (mm) (×1013m3)
1460
26
1510 26.97
83 14800 30
5100
1010 9.27 1360 12.44 226 20800 -120 -10900
小（内部）循环：海洋与大气之间，或陆地与大气之间。 包括：海洋小循环+陆地小循环
内流区小循环 + 外流区小循环
10
1.2 水循环的类型与层次结构
11
1.2 水循环的类型与层次结构
（二）全球水循环系统的层次结构
12
1.3 水体的更替周期
水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需的时间。 通常可用下式作近似计算：更替周期=水体总贮水量(米3)/水体年平均参与
多年平均状态下△s海→0 ，则：P海 R - E海 0
在多年平均状态下，整个海洋的降水量加上径流量与海 面水蒸发量处于动态平衡状态。
48
各大洋的降水量与入海径流量之和均等于蒸发量吗？
海洋
面积 (km2)
太平洋 大西洋 印度洋 北冰洋
17870 9170 7620 1470
世界大洋 36130
与地貌形态及地壳运动： 塑造地表形态 影响地壳表层内应力的平衡
28
新丰江水库，又被称为万绿湖，位于广东省河源市东源县境内，因处处是绿，四季皆绿而得名。
29
1.4 水循环的作用与效应
（四）与生态平衡：
1.没有水循环，就不存在生物圈 2.生态环境平衡或失调？生物体的旺盛或者贫乏？ 3.自然灾害
31
1.
没 有 水 循 环 ， 就 不 存 在 生 物 圈
2.生态环境平衡或失调？生物体的旺盛或者贫乏？
33
3.自然灾害
34
1.4 水循环的作用与效应
（五）与水资源开发利用 水资源具有再生性和可以永续利用的特点
35
1.4 水循环的作用与效应
（六）与水文现象以及水文学科的发展： 引导了水文学科的发展
P外 - E外 - R 0
其中：P外，E外，R地表，R地下，△s外分别为外流区任意时段内降水量，蒸发量，
入海的地表径流量及蓄水变量；P外、E外、R 分别为外流区多年平均降水量，蒸发量
及径流量
2.3 全球水量平衡方程式
2.陆地水量平衡方程式
b.内流区水量平衡方程
P内 E内
其中：P内 、E内 分别为内流区多年平均降水量与蒸发量
17700
418
10100
910
16200
511
4570
0
0
485
7200
529
河流而直接入海的地下水
径流量
(mm)
(×109m3)
283
2970