水循环hydrologic cycle

水在地球表面与大气之间的持续运动与相变过程。又称水文循环。海洋中的水、陆地上的水、地下水和大气中的水汽在太阳能和地心引力的作用下不断运动，并出现液态、固态和气态之间的相变，成为连续交换、循环的整体。水循环是一个动态系统，是主要的生物地球化学循环。水循环在空间上包括海洋与大陆的全球循环，称为水的大循环； 区域的或局部的循环，称为水的小循环。全球水循环总是平衡的，而区域水循环在某一年或若干年内则可能出现不平衡。陆地上不同地区水循环的特点是决定生态系统类型与分布的关键因素。水循环强烈地影响着周围环境，水循环使水成为可更新资源。随着社会发展，水资源不断被用来满足人类的需要，人类的活动也参与、影响和改变着水循环。
太阳能把液态水蒸发成水汽，随着气流运动水汽输送并重新分配； 在一定条件下水汽凝结成水滴，下落形成降水； 陆地上降水被植物截留，或在地面蓄积和渗入土壤，产生地表径流、土壤水和地下径流等； 它们通过蒸发蒸腾形成水汽，或通过河川径流回到海洋，再度蒸发为水汽，完成了水循环（见图）。

水循环示意图

水循环系统由海洋、河流、水汽等多种形态水的贮存（库）亚系统，通过输入与输出的流彼此联结成动态循环。输入输出亚系统间水的交换、更新过程，包括水汽输送、降水、蒸发蒸腾、土壤水运动、径流等。它们是水循环中人类极为关心的重要因素，只有通过不断交换、更新才使水成为可更新资源并发挥积极作用； 降水与河川径流的意义、土壤水运动与地下水的意义日趋重要；水汽输送、降水和蒸发是决定气候状态的重要因素； 淡水只占全球水量的2.6%，蒸发蒸腾使咸水自然脱盐产生淡水，也使许多污染物与水分离。各种形态水的贮量及交换更新速度不同(表1)，它使水

表1 世界各种形态水的贮量和交换周期

水的形态	水的贮量 (万km3)	交换周期（年）
世界海洋 地下水总量 其中积极活动区 冰川 湖泊 土壤水 河流（河槽水） 大气中水汽 生物体蓄水 整个水圈	137 000 6 000 400 2 400 23 8.2 0.12 1.4 0.11 145 432.7	3 000 5 000 330 8 600 10 1 0.032(11天) 0.027(10天) 几小时 2 800

循环复杂化。水的交换周期(d)可由下列关系式估算：
式中 S为水资源贮存的容量，△S为该水资源单位时间参加水循环的数量。
水是动植物生活最重要的、不可替代的因素之一。水分状况是决定土地利用、农业结构、农业技术管理体系和产量水平的主要因素； 水量的非正常变化所引起的水灾和旱灾是农业的重要灾害。但是，水循环对农业生产的作用绝不仅限于降水量、降水期等直接影响。水循环的许多间接影响更为重要，它们导致地理环境的变化，决定着地区的许多环境生态问题。水是能量的巨大贮存库。水的比热和热容量均极高，空气的热容量主要决定于其水汽的含量。水循环伴随着能量变化，单位体积的液态水变成饱和水汽其体积约为水体的1672倍，1cm³海水降温1℃可使3000cm³以上的空气增温1℃。水循环的地区差异是影响各地水热平衡、干湿状况和气候因子的最强有力的因素(表2)。不同海域因蒸发与降水的差额造成海水水位高差及海水的盐分浓度变化，导致洋流运动进而影响陆地的温度与湿度。水循环是基本的生物地球化学循环。水做为载体和溶剂参与物质的风化、搬运和化学元素的迁移，强烈影响着各种元素的生物地球化学循环。当前一些重大的环境生态问题，诸如沙漠化、土壤盐渍化、水土流失、水质变化、地下水位下降、地貌改变(地表下沉、湖泊缩小或干涸)等，都与水循环变化有关。

表2 中国若干大流域水循环的基本结构

流 域 片	流域面积 (km2)	平均降水量 (mm)	地表径流量		地下径流量		陆地蒸发量		产水模数 (万m3/km2)
			mm	占%	mm	占%	mm	占%
黑龙江、 松花江流域 辽河、 鸭绿江流域 海河、 滦河流域 黄河流域 长江流域 珠江流域 浙、 闽、 台诸江 内陆诸河 全国平均 全球陆地平均	896 756 345 207 319 029 794 712 1 808 500 578 141 241 155 3 354 289 9 559 370	486 555 556 468 1 060 1 547 1 800 152 628 834	101 110 55 52 413 654 887 22 211 204	20.8 19.8 9.9 11.0 39.0 42.3 49.3 14.5 33.6 24.5	32 31 37 35 118 166 238 14 65 90	6.6 5.6 6.6 7.5 11.1 10.7 13.2 9.2 10.4 10.8	353 414 456 382 529 727 675 116 352 540	72.6 74.6 83.6 81.6 49.9 47.0 37.5 76.2 56.0 64.7	15.5 16.8 12.7 9.6 53.1 82.0 112.5 3.6 28.5

随着人类对水需要量的迅速增长，许多地区已出现水资源短缺。中国西北、华北和东北的广大地区降水量少，地表径流更少(表2)。开采某一种水资源时，应该考虑其循环的连锁反应和环境生态后果，根据水循环和水平衡的数量和循环速度来确定开发量和利用速度。

水循环shui xunhuan

水是地球表面上分布最为广泛的物质，并以气态、液态和固态存在于地表、地下和大气中。它们在太阳辐射能和地心引力的作用下，不断地从水面、土壤和植物表面蒸发变成水汽进入大气，在适宜条件下凝结，又以降水的形式降落地面形成径流。水的这种不断蒸发、输送、凝结、降落的往复过程称为水循环，或称为水分循环和水文循环。水循环使大气圈、水圈、岩石圈和生物圈中的水分彼此密切联系，相互转化，并且在各圈层之间进行巨大的能量交换。形成水循环的内因是水的“三态”在常温条件下可以相互转化，而形成水循环的动力条件则是太阳辐射和地心引力。
地球上的水循环是由海陆之间的大循环和一些局部地区小循环构成。由海洋表面蒸发的水汽，又以降水形式落回海洋；或者由大陆表面蒸发的水汽，仍以降水形式落回陆地表面，这种发生在局部范围内、受局部气象因素控制的水循环过程称为小循环，前者又可称海洋小循环，后者称内陆小循环。大循环发生在海陆之间，受全球性气候控制，又称为外循环。故小循环又称为内循环。内循环与内陆水循环是两个不同的概念。后者指水分从海洋向内陆的循环过程：从海洋表面蒸发的水汽，有一部被气流输送到大陆上空，遇冷凝结，先在海洋边缘地区降落，形成径流，其中部分返回海洋，另一部分再蒸发成水汽加入到向大陆运行的气流中去，输送到距海洋更远的地区上空，遇冷凝结降落，其中有些形成径流，有些蒸发加入气流向内陆推进。这样，愈向内陆水汽愈少，直至远离海洋，由于水汽过少而不能形成雨雪。这种循环过程称为内陆水循环。内陆水循环过程是由大循环包括多种复杂的小循环组成，既有被气流带来的海面蒸发的水汽；又有陆地上的水分(包括大陆下层水汽、土壤上层、植物根系的水分、水库湖泊及覆盖在地面上的冰雪上层的水分等)经过蒸发参与内陆水循环。因此，在一些地面、地下储水丰富、蒸发水量较多，且风向常吹向内陆的地区，内陆水循环也较活跃。由此可知，内陆小循环对内陆地区的降水起着重要的作用。
通过水循环，使水圈成为一个动态系统，水资源和水力资源可以恢复再生，长期利用。据估计，大气中的静水储量为1.29万立方公里，而全球的年降水量却有57.7万立方公里，后者的动态水量为前者静储量的44.8倍。全球河槽水储量约为0.212万立方公里，而年径流量为4.7万立方公里，动态水为静储量的22.2倍。形成这种情况，则由于水文循环，水汽反复输送的结果。

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水循环shuixunhuan

地球表面的70%覆盖着水，地球上的水分别以液体（咸水或淡水）、固体（淡的）和汽体（淡的）状态存在，总体积约为15亿立方公里，其中咸水占97%，淡水占3%。在全部淡水中，有3/4存在于两极冰盖和冰川中，余下的1/4是可供人类利用的淡水。大气、海洋和陆地形成一个全球性的水循环系统，循环的动力是太阳能。当阳光照射到江河湖海和土壤中时，一部分水就变成了水蒸气而进入大气中；植被中的水、陆生动物体内的水，都有一部分要通过蒸腾或蒸发作用进入大气。大气是全球水循环的关键，大气中的水汽完全来源于蒸发，假定地球上的总降水量为100单位，来源于海洋蒸发的就占了84单位，来源于陆地蒸发的只占16单位。一般来说，低纬度地区的蒸发量比高纬度地区的大。但是，大气中的水汽通过降水到达海洋的约为77单位，到达陆地的约为23单位。可见海洋的蒸发量超过其降水量，而陆地的蒸发量又少于其降水量。降至海洋水量的不足可通过从陆地流入海洋的水而得到补偿(约为7单位)。河流是陆地上水运动的原动力，从河流带入海洋的水要比其自身存在的水多得多。水资源是指与生产和日常生活有直接关系的地表水、土壤水和地下水。我国陆地水资源总量为2.8万亿立方米，居世界第6位，但人均占有量只有世界人均占有量的1/4。我国水资源的分布很不均匀，总的来说是东南多，西北少。当前，我国的江河湖泊普遍受到污染，在已调查的内陆水域中，受污染的占82.3%，这些问题应引起我们重视。

图618 生态系统的物质循环

水循环Shui xunhuan

又称水分循环和水文循环。分布在地球不同圈层中的水分，彼此密切联系，在太阳辐射能和地心引力的作用下，水从一种形态(固态、液态、气态)转化为另一种形态，从一个地方转移到另一个地方的这种不断往复的水的迁移和转化过程称为水循环。按水循环的过程、规模，可分为大循环与小循环。大循环发生在海陆之间，从海洋蒸发的水汽，被气流带到大陆上空，在适当的条件下凝结，又以降水的形式降至地面，到达地面的水，一部分又重新蒸发返回大气，其余部分经地面和地下途径汇入海洋，这种海陆间的水分交换过程称大循环或外循环。水在大循环运动中，一方面在地面和天空之间通过降水和蒸发进行纵向水分的交换；另一方面又在海洋和陆地之间通过水汽输送和径流进行水分的横向交换。水的这种不断蒸发、输送、凝结、降落、产流、汇流的往复循环过程，不仅使水在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈中的水分彼此密切联系，相互转化，使水圈成为一个动态系统，而且在各圈层之间进行巨大的物质和能量交换。小循环是指陆地上的水经蒸发、凝结作用又降落到陆地上，或海洋面上蒸发的水汽在空中凝结后，又以降水形式降落到海洋中，这种局部的水循环称为小循环或内循环。前者又可称内陆小循环，后者称海洋小循环。海洋中蒸发的水汽输送到内陆，除了直接通过气流输送到内陆以外，还需要通过内陆小循环，像接力赛一样，使水汽不断地向距离海洋很远的内陆输送，这是内陆地区的主要水汽来源。由此可见，水分大循环过程中，包括了许多复杂的内陆小循环，这种水循环过程称为内陆水循环。内陆水循环与内陆小循环是两个不同的概念。一个地区地面水和地下水储水比较丰富，蒸发水汽量又多，内陆小循环比较活跃，对于促进内陆水循环的凝结降水起一定作用。
由于自然界中的水循环，使水资源和水力资源可以恢复再生，长期利用。这是因为各种水体除了它本身的静储量以外，还包括它参与水循环过程中的动态量。例如大气圈中所含水量为1.29万立方公里，这是它的静储量，而全球年降水量却有57.7万立方公里，后者动态量为静储量44.8倍，平均约8天更新一次。全球河槽蓄水量为0.212万立方公里（静储量），而年径流量为4.7万立方公里，动态量为静储量22.2倍，平均16天河水更新一次。

水循环

地表水因蒸发升入空中，冷凝变成云雾等水汽凝结物；在适当条件下以雨、雪、露等形式降回地面的循环过程。局部的水循环，称水的小循环。海陆间水分的交换过程，称水的大循环。

水循环

见“水文循环”。

水循环hydrological cycle

指地面和大气间水不断交换的过程。水在太阳能和地球热能作用下，不断从地球表面(水面、地面、植物表面等)蒸发为水汽，到高空冷凝成云。云再遇冷则降水落至地面，通过地表径流渗入地层而反复循环。海洋和陆地间水的往复称大循环，仅限于局部地区者称小循环。人类活动可影响水循环过程，改变地区循环状况。