地球上的水循环
2024.07.16 中国矿业报
◎ 朱丙坤 韩明洋 李 东
水循环是地球上的水在蒸发和重力的作用下，以气态、液态和固态形式在陆地、海洋和大气间不断转移的过程。
自然界的水在太阳能和大气运动的共同驱动下，不断从江、河、湖、海、水面、土壤等，通过蒸发和散发，以水汽的形式进入大气圈，并且在地球引力的作用下，以降水的形式落到地球表面。一部分渗入了地下，一部分则形成了地面径流流入江河湖泊，汇入海洋，还有一部分通过蒸发或散发到大气圈，或者是以地下水的形式流入江河湖泊，再汇入海洋，使得地球上的水源始终得到补充，同时也保持了水资源的平衡和可持续性利用，地球的水循环对于维护地球生态系统的稳定性和可持续发展具有重要的意义。
地球上的水分为几类？
地球上的水可划分为淡水、盐水、冰雪、大气水、土壤水。
淡水指的是盐度低于0.5%的水，包括地表水（如河流、湖泊、湿地等）和地下水（如含水层、渗漏水等）。淡水是人类日常生活和经济活动中主要的用水来源。
盐水指的是盐度高于0.5%的水，包括海水、咸水湖等。盐水可以通过海水淡化技术转化为淡水，但成本较高。
冰雪指的是地球表面上的冰和雪，包括极地冰帽、冰川、高山积雪等。冰雪是地球上最大的淡水储存库之一，也是维持全球水循环平衡的重要因素之一。
大气水指的是大气中的水分，包括云、雾、雨、雪等。大气水是水循环过程中不可或缺的一环，通过降水为地球上的生物提供水源。
土壤水指的是土壤中的水分，包括毛细水、地下水等。土壤水是支撑植物生长和维持生态平衡的重要水源之一。
水循环分为几种？
水循环分为海陆间大循环、陆地水循环、海洋水循环。
海陆间大循环是指海水蒸发后到海洋上空，其中90%冷凝，又降落到海洋，其余10%随着大气运动输送到陆地上空，冷凝形成降水，降落到陆地表面，在地表形成地表径流，渗入地下形成地下径流，径流再从陆地流回海洋。
陆地水循环是指陆地表面的水蒸发到空中，遇冷凝结降落到地面，再蒸发再凝结，实现水的循环。
海洋水循环是指海洋水蒸发到高空，经过远程水汽输送，遇冷凝结降落回海洋，然后循环往复。
在海陆间大循环、陆地水循环和海洋水循环中，海陆间大循环最重要，它是陆地水的主要来源。海洋水循环是三个循环中水量循环最大的一个。
水循环要经过几个环节？
水循环包括蒸散（蒸发+蒸腾）、水汽输送、降水、下渗和径流五个环节，其中蒸散、降水和径流是水循环中最主要的三个环节。
蒸散是水循环中最重要的环节之一。地球上的水主要存在于海洋、湖泊、河流和地下水中，当太阳能照射到水面时，水中的分子会吸收太阳能并逐渐升温，达到一定温度后就会发生蒸发现象，蒸发水汽会逐渐上升，形成云层。它是液态水或固态水转变为气态水的一种现象，包括蒸发和蒸腾两部分。
水汽输送是当蒸发的水汽上升到高空时，随着温度的变化，水汽会逐渐凝结成小水滴成冰晶，当云中的水滴或冰晶增大到一定程度时，就会发生降水现象。以空间尺度为准，水汽输送有水平输送和垂直输送两种方式，前者主要把海洋上空的水汽带到陆地上空，是水汽输送的主要形式，而后者由空气上升运动把低层水汽输送到高空。
降水是指大气中的水以液态或固态的形式从空中降落到地面的现象。我们将从空中降下的雨、雪、雹等统称为降水现象，其中降雨和降雪是主要形式。
下渗是指水分从地表渗入到地下的运动过程，是降雨径流形成过程的重要环节，直接决定地表径流、壤中流和地下径流的生成和大小，并影响土壤水和地下水的动态过程。
径流降水在地面上形成径流，其中一部分径流直接流入河流、湖泊和海洋中，另一部分渗入地下，形成地下水。地下水会通过渗透和地下水流的方式补充地表水，并逐渐与地表水相互交换和混合。根据径流的形成过程及径流途径的不同将径流分为地表径流、壤中流、地下径流三类。
地球上的水是如何分布的？
地球上的水分布很广泛，它以固态、液态和气态的形式分布于海洋、陆地以及大气之中，形成各种水体，共同组成水圈。其中，海洋是水圈的主体，面积约3.61亿平方公里，覆盖了地球表面约71%的面积。在地球为人类提供的“大水缸”里，总水量达1385984.61万亿立方米，绝大部分为咸水，约占97.2%，淡水只占全球总水量的约2.8%，其中只有地下水和湖泊、河流中的淡水可以被人类利用，该淡水量只占总水量的约0.64%，即8870.3万亿立方米。
水循环是自然界和人类生活中不可或缺的一环，不仅维持了地球上水的动态平衡，而且还促进了自然界的能量转换，对自然界的各类物质的新陈代谢起到了重要作用。
保护好水资源，合理地开发利用好水资源，是人类责无旁贷的义务和责任。我们需要采取有效的措施保护水资源，促进水循环的平衡和可持续发展，以实现地球生态环境的稳定和人类社会的可持续发展。
（作者单位：中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心）
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