2 地球上的水循环
理解地球上的水循环
理解地球上的水循环地球上的水体分布极不均匀。
尽管地球表面约71％被水覆盖，但至少97％的水是盐水，而且大部分的淡水储备都是冻结的，不能立即使用。
因此，理解水循环至关重要，因为它有助于我们更好地管理、保护和分配这种有限可再生资源。
下面，本文将从水循环的定义、过程和影响等方面，深入探讨地球上的水循环。
水循环的定义水循环指的是地球上水体的持续运动和流动。
在全球尺度上，水循环是影响生态系统、陆地和大气中水分变化和分布的重要因素。
它是由太阳能引起的大气水汽的蒸发和大气降水的再循环。
水循环的过程水循环的过程分为几个步骤：蒸发、凝结和降水。
首先，蒸发是指地球表面上的水体变成水汽，从而进入大气层中。
这个过程最容易发生在海洋、湖泊和河流这些大水体表面，但还包括植被、土壤和其他表面水体的蒸发。
接下来，凝结是指水汽被凝结成云，长时间漂浮在大气层中。
水蒸气会因为温度和压力的差异的改变，最终形成水滴或冰晶，从而形成云。
降水是指形成的云逐渐变得足够重，从而在地球表面降落。
降水形式有雨、雪、冰雹和霜。
在极端天气条件下，降水可能会产生洪水、干旱和飓风等自然灾害。
影响水循环的因素水循环是一个复杂多变的系统，许多因素都会影响它的过程和结果。
以下是一些常见的因素：1. 气候条件：气温和降雨量是决定蒸发和降水率的两个重要因素。
高温和低湿度通常使蒸发更加快速，而增加降雨通常会使水循环更加活跃。
2. 地形：山脉、河流和湖泊等地形特征会影响水循环的速度和方向。
例如，雨水可能在山上蒸发或被吸收，而在山脚下环流进入河流和湖泊。
3. 地表覆盖：草原、森林、冰川和城市等地表覆盖特征会影响蒸发和水分的含量。
不同地表覆盖特征的蒸发量和降水量差异大，因此会直接影响水循环的过程。
4. 人类活动：灌溉、污染、水库、水坝、排放和工业化等人类活动都会影响水循环。
例如，人类活动可能会改变土地使用方式和水旋转，导致水循环的变化。
总结理解地球上的水循环是一项重要的地球科学。
地理教案：学习地球上的水循环和水资源分布 (2)
地理教案：学习地球上的水循环和水资源分布学习地球上的水循环和水资源分布地球是一个蓝色星球，大部分的表面都覆盖着广阔的海洋。
水是地球上最重要的资源之一，也是维持生命运转所必需的。
通过学习地球上的水循环和水资源分布，我们可以更好地理解和保护这一珍贵的资源。
一、地球上的水循环1. 水循环概述地球上的水循环是指地球上各种形式的水（如海洋、湖泊、河流、冰川）在不断循环中转化为气态、液态和固态形式，并通过降雨、蒸发和融化等过程重新进入大气层或其他水体。
这种循环使得水可以不断被利用和再生。
2. 水蒸发和凝结过程水蒸发是指液体水由于受热而变成气体形式，进入大气层中。
凝结则是指由于气体中含有足够多的湿度，使得其中的水蒸气凝聚成小颗粒从而形成云朵。
3. 降雨和径流过程当大气层中云朵中的水凝结成足够大的水滴时，就会形成降雨。
降雨可以落到地面上形成地表水，也可以渗入土壤中形成地下水。
地下水和地表水都可以通过径流进入河流、湖泊或海洋。
4. 冰川和融化过程冰川是由积雪长期压实而形成的巨大冻结水体。
当气温升高时，冰川开始融化并释放出其中储存的淡水。
5. 水循环的重要性水循环是维持地球上各种生态系统运转的基础。
它不仅为动物、植物和人类提供了饮用水，还起着调节气候和维持生态平衡的作用。
二、水资源分布1. 地表水资源地表水主要集中在河流、湖泊和湿地等自然水体中。
世界上一些大型河流如尼罗河、亚马逊河和黄河等为周边国家提供了丰富的淡水资源。
2. 地下水资源地下水位于地质层中，在岩石裂隙或孔隙中储存。
地下水资源丰富，对于许多地区来说是主要的饮用水和农业用水来源。
3. 冰川和冻土融化极地和高山地区的冰川储量很大，其中蕴含着丰富的淡水资源。
然而，随着全球气候变暖，冰川开始融化，这可能导致未来淡水资源供应的不稳定。
4. 水资源利用与保护水资源的合理利用和保护对于维护生态平衡和人类可持续发展至关重要。
我们应该加强水资源管理，提高用水效率，并减少对于非可再生水源（如地下水）的过度开采。
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；
地球的水循环
地球的水循环地球的水循环是指水在地球上以固定的方式循环流动的过程。
它通过蒸发、降水、融化、蒸发等一系列的物理和化学变化，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。
1. 蒸发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。
2. 云的形成和降水当蒸发的水汽上升到高空时，由于温度的变化，水汽会逐渐凝结成小水滴或冰晶，形成云。
云可以分为不同的类型，如卷云、积云和层云等。
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，如雨、雪、冰雹等，将水带回到地面。
3. 地表径流和地下水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。
4. 冰雪消融和融化地球的水循环还与冰雪和冰川的消融和融化相关。
当气温升高时，冰雪会逐渐融化，形成水体，其中一部分水体会流入海洋、湖泊和河流中，一部分水体会渗入地下，在地下水系统中循环。
地球的水循环是一个复杂而持续的过程，它受到许多因素的影响，如太阳能的辐射、大气层的状况和地球表面的地形等。
水循环的平衡与稳定对地球的生态环境和生物多样性具有重要作用。
同时，地球的水循环也直接影响着天气和气候的变化。
例如，当水蒸汽在大气中凝结成云和降水时，会释放出大量的热量，导致气温下降，从而影响着气候的形成和变化。
然而，随着人类活动的不断增加，如大规模的森林砍伐、过度的水资源开采和污染等，地球的水循环面临着严重的威胁。
这些人类活动破坏了水循环的平衡，导致水资源的枯竭和环境问题的加剧。
因此，我们需要加强对水资源的保护和可持续利用，推动水资源的循环利用和回收利用，减少对地球水循环的干扰，以保护地球的生态环境和可持续发展。
地球上的水循环
地球上的水循环
蒸发
地球上70%的表面是水，其中97%是海水。
当太阳照射在水面上，水分子吸收太阳能量，并逐渐蒸发成水蒸气。
蒸发过程主要发生在海洋、湖泊、河流以及植物的叶片上。
降水
当水蒸气上升到高空遇到冷空气时，水蒸气就会凝结成小水滴或冰晶，并形成云。
云中的水滴会不断凝结和碰撞，最终足够重以至于从云中落下。
这就是降水，包括了雨、雪、冰雹等形式。
蓄水
降水后，水可以被地面、土壤、岩石和植被吸收。
这些水分会逐渐渗入地下，成为地下水。
部分降水也会形成湖泊、河流、冰川等。
这些地表水和地下水一起构成了蓄水过程。
流动
蓄水后，水会通过地下河流、地表河流等方式向更低的地势流动，最终返回到海洋。
在流动过程中，水会携带着气候和岩石颗粒，对地表和地质结构产生影响。
地球上的水循环是一个连续而不断的过程，它决定了全球的气
候和环境。
这个循环使得地球上的水资源能够得以再利用，在维持
生命和生态系统的平衡中起着重要作用。
> 提示：请注意避免抄袭和引用无法确认的内容，我们鼓励自
主创作和简明扼要的表述。
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
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）。
科普认识地球的水循环
科普认识地球的水循环地球是我们人类赖以生存的家园，而水是地球上最重要的资源之一。
我们每天都会接触和使用水，但你是否了解地球上水的循环以及它对我们的生活和环境的影响呢？本文将为你科普一下地球的水循环。
一、水循环的概念地球的水循环是指地球上水在不同形式间循环的过程。
水循环主要由蒸发、凝结、降水和流动四个阶段组成。
（1）蒸发：太阳能使得地球上的水蒸发成为水蒸气，从水面、植被和土壤上升至大气中。
（2）凝结：水蒸气在大气中冷却并凝结为云、雾等可见的水滴或冰晶。
（3）降水：云中的水滴或冰晶通过增长到一定程度后会沉积下来，形成雨、雪、露、霜等降水形式，重新回到地面。
（4）流动：降水从地表径流流入河流、湖泊、地下水等，并最终回到海洋。
二、水循环的重要性水循环是地球上维持生态平衡和水资源供应的重要过程，对我们的生活有着深远的影响。
（1）维持生态平衡：水循环通过降水将水从大气中输送到地表和植被上，支持着植物生长和陆地生态系统的运转。
水的流动也为动物提供了适宜的栖息地和食物来源。
同时，水循环还通过蒸发和凝结的过程调节了地球的气候和温度。
（2）水资源供应：地球上的水循环是水资源循环利用的基础，确保了人类饮水、灌溉农田、发电等各项活动的顺利进行。
水循环使得地球上的水资源相对稳定，能够满足人类的生产和生活需求。
三、水循环的影响与挑战水循环的正常运转对地球生态系统和人类的福祉至关重要。
然而，随着人类活动的加剧和气候变化的影响，水循环面临一些挑战和问题。
（1）水资源的不均衡分布：地球上的水资源并不均衡分布，很多地区会有干旱和缺水的问题。
例如，沙漠地区由于蒸发量大、降水量少，导致大面积的干旱土地。
（2）人类活动对水循环的影响：过度排放工业废水和农业化肥，以及过度的城市化和土地开垦，都会对地球的水循环产生负面影响。
这些人类活动导致水污染和水资源的不可持续利用。
（3）气候变化带来的影响：气候变化导致地球气温的升高，使得蒸发增加，降水模式发生改变。
地球上的水是如何循环运动的？
地球上的水是如何循环运动的？
地球上的水循环是一个连续运动的过程，基本上可以分为以下几个步骤：
1.蒸发：地球上的水源，如海洋、湖泊、河流和植被等，受
到太阳能的热量作用下，水分分子脱离液态转变为气态，
形成水蒸气。
2.起云：水蒸气随着上升空气形成云层。
当水蒸气在更冷的
高空遇到凝结核，如尘埃、盐粒或冰晶，水蒸气会凝结为
微小的水滴或冰晶，形成云。
3.降水：云滴或冰晶不断增长，当达到足够大的尺寸，受到
重力作用，云滴会落地或以形式降下，如雨、雪、冰雹或
雾露等，这就是降水过程。
4.地面径流：降水落到地表后，一部分会通过地面径流，流
入河流、湖泊和海洋。
也有一部分被植被吸收并进行蒸散，或渗入地下水层成为地下水。
5.蒸散和蒸发：地表、植被和地下水中的水被热量蒸散或蒸
发成为水蒸气，再次进入大气层。
整个循环过程中，水分子从液态、气态到固态的相变不断发生，通过太阳能的驱动完成水的循环运动。
这个循环过程是地球上水资源得以再生和分布均衡的重要机制，同时也对维持地球上生态系统的稳定具有重要意义。
科普了解地球的水循环
科普了解地球的水循环地球的水循环是一个不断循环的过程，它描述了水在地球上各个部分之间的移动和转化过程。
本文旨在科普介绍地球的水循环，让读者对地球上水资源的利用和保护有更深入的了解。
一、水循环的概念地球的水循环是指地球上水分从海洋、江河湖泊、湿地、地下水、土壤和植被蒸腾等处蒸发，形成水蒸气，随后水蒸气上升进入大气中，与大气中的气象条件相互作用形成云、雨、雪等降水，最后返回地表，重新进入水体或渗入土壤形成地下水，完成一个循环过程。
二、水循环的各个阶段1. 蒸发和蒸腾水循环的第一个阶段是蒸发和蒸腾。
太阳能将水体表面的液态水加热，使其转变为水蒸气，这个过程称为蒸发。
而植物通过根部吸收土壤中的水分，在叶子表面释放出来形成水蒸气，这个过程叫做蒸腾。
2. 水蒸气的上升和云的形成蒸发和蒸腾产生的水蒸气经过上升，遇到更冷的空气层时，水蒸气会凝结成小水滴，形成云。
这些云可能会通过空气流动聚集形成云团。
3. 降水当云中的水滴增长到一定大小时，由于重力的作用，它们会从云中下落，形成降水。
降水可以以雨、雪、冰雹等形式出现，降水是水循环中最为直观的部分。
4. 地表径流和地下渗透降水落到地表后，有一部分水会形成地表径流，流入河流、湖泊、海洋等水体中。
同时，一部分降水会渗透到地下，形成地下水，供应植物生长和人类活动使用。
五、人类活动对水循环的影响和水资源保护随着人类的不断发展和工业化进程，人类活动对水循环产生了一定的影响。
例如，大规模的水资源开发、过度的排放废水、城市化进程等，都会改变地球水循环的平衡。
为了保护地球的水资源并维持水循环的平衡，我们可以采取以下一些措施：1. 提倡节约用水意识，合理利用水资源。
2. 加强水资源保护和管理，减少水污染。
3. 发展可再生能源，减少对水资源的过度开发。
4. 积极推动水资源的国际合作，共同应对全球水资源危机。
六、结语地球的水循环是维持地球生态平衡和人类生存的重要过程。
通过了解水循环的原理、各个阶段和影响因素，我们可以更好地保护和利用水资源，共同建设可持续发展的地球家园。
地球表面的水循环过程
地球表面的水循环过程地球上的水循环是一个复杂而精密的系统，它是维持地球生态平衡的重要环节。
水循环过程包括蒸发、降水、融化、蒸发和地下水循环等多个环节。
下面将从不同角度来探讨地球表面的水循环过程。
一、蒸发和降水蒸发是水循环的第一个环节。
当太阳能照射到地表时，地表的水分会受热而蒸发成水蒸气。
这些水蒸气上升到大气层，形成云层。
云层中的水蒸气随着温度和压力的变化，逐渐凝结成水滴，最终形成降水，如雨、雪等。
降水是水循环的重要环节之一。
当水滴凝结成足够大的雨滴时，它们会从云层中下落到地面。
降水可以滋润土地，为植物提供生长所需的水分，也可以补充地下水和湖泊的水源。
二、融化和蒸发除了蒸发和降水，融化和蒸发也是地球表面水循环的重要环节。
融化是指冰雪融化成水的过程。
在温暖的季节里，冰川、冰山和雪山上的冰雪会受到太阳的照射而融化，形成水流，流入河流、湖泊和海洋。
蒸发是指水体受热而变成水蒸气的过程。
蒸发不仅发生在地表的水体上，还发生在植物的叶片上。
植物通过叶片上的气孔释放水分，这些水分会蒸发成水蒸气，进入大气层。
三、地下水循环地下水循环是地球表面水循环的另一个重要环节。
当降水渗入地表，部分水分会渗透到地下，形成地下水。
地下水通过地下岩石层的裂缝和孔隙，慢慢地流动着，最终进入河流、湖泊或海洋。
地下水的循环速度相对较慢，但它却是维持地表水循环平衡的重要因素。
地下水可以补充河流和湖泊的水源，也可以为植物的生长提供水分。
四、水循环与生态系统地球表面的水循环与生态系统密切相关。
水循环为生物提供了生存所需的水分，维持了陆地和海洋生态系统的平衡。
在陆地生态系统中，水循环为植物提供了生长所需的水分，同时也为动物提供饮水的来源。
水循环还通过降水来滋润土壤，保持土壤湿度，为微生物提供适宜的生存环境。
在海洋生态系统中，水循环为海洋生物提供了水分和养分。
降水和融化的冰雪流入海洋，为海洋生物提供了水源和食物来源。
总结：地球表面的水循环是一个复杂而精密的系统，它通过蒸发、降水、融化、蒸发和地下水循环等多个环节，维持着地球生态平衡。
水文学第2章 地球上的水循环及水量平衡
三、水循环国内研究进展 1 水循环要素研究进展 降水研究进展：①在暴雨时空分布统计特征研究方面出现一些有价值 的新成果，如“中国降水与暴雨季节变化”（王家祁等，1997）；② 关于致洪暴雨中期预报研究取得了新的进展并在实际应用中取得一定 成效（章淹等，1996）。 径流研究进展：在流域产流的理论和计算方法研究中，由于水向土壤 中入渗的研究取得了新成果（唐海行等，1995），推动了超渗产流机 制和模型的研究。在汇流方面的研究进展主要表现在两个方面：①将 水力学方法和水文学方法相结合的河道汇流研究取得显著进展（谭维 炎等，1996）；②数值地貌学的理论和方法被应用于流域汇流研究， 并取得一定成果。 蒸发研究进展：近年来关于作物蒸腾和土壤与潜水蒸发的研究取得了 较大进展，提出了一些植物蒸腾计算新公式（谢贤群等，1997）和土 壤蒸发计算新公式（罗毅等，1997）。
若以海洋为研究水量平衡对象，某时段△t内的水量平衡方程可 写成：
2.陆地水量平衡方程式
陆地上水循环可区分为外流区水循环系统及内流区水循环系统，其水量平衡 方程存在两种形式：
(1)外流区任意时段的水量平衡方程为： P外-E外-R地表-R地下=△s外 对于多年平均而言Δs外→0，并以R=R地表 + R地下，则有 P0 = E0 + R0 式中；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、入海的地表与地下径流量。P0、E0、R0、分别为外流 区多年平均降水量，蒸发量及径流量。 (2)内流区基本上呈闭合状态，没有水量入海。水量平衡方程为： P内 = E内
5
四、水循环的作用与效应
水循环作为地球上最基本的物质大循环和最 活跃的自然现象，具有重要的自然地理环境功能 和社会影响作用，是水文学重要的基础研究领域。 1 .水循环具有促进自然地理环境中物质和能量迁移转化的功
第2章+地球上的水循环1-2水循环与水量平衡
水循环概述 水量平衡 蒸发 水汽扩散与输送 降水 下渗 径流
§2.1 水循环概述
水循环基本过程 水循环的类型与层次
水体的更替周期
水循环的作用与效应
一、水循环基本过程
1、水循环基本过程 水循环是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, 不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。 2、水循环机理 第一，水循环服从于质量守恒定律。水循环乃是物质与能量 的传输、储存和转化过程. 第二，太阳辐射与重力作用,是水循环的基本动力. 第三，水循环广及整个水圈,并深入大气圈、岩石圈及生物圈。 第四，全球水循环是闭合系统，但局部水循环却是开放系统。 第五，地球上的水分在交替循环过程中，总是溶解并携带着 某些物质一起运动，这些物质不可能象水分那样，构成完整的循 环系统，所以通常意义上的水文循环仅指水分循环，简称水循环。
3.水循环与地貌形态及地壳运动 地壳构造运动奠定了全球海陆分布，以及陆地表面上高山、 深谷、盆地、平原等等地表形态的基本轮廓。水循环过程中的流水 以其持续不断的冲刷、侵蚀作用、搬运与堆积作用，以及水的溶蚀 作用，在地质构造的基底上重新塑造了全球的地貌形态，而且还影 响到地壳表层内应力的平衡，是触发地震，甚至引起地壳运动的重 要原因。 4.水循环与生态平衡 水是生命之源，又是生物有机体的基本组成物质，无论是动 物还是植物，细胞原生质中大部分是水，如人体组织中70％是水。 同时，水循环的强度及其时空变化，还是制约一个地区生态 环境平衡或失调的关键；是影响地区内生物有机体活动旺盛，繁茂， 或凋萎、贫泛的主要因子。 此外，对于同一地区来说，水循环强度的时空变化，又是造 成本区洪、涝、旱等自然灾害的主要原因，循环强度过大，可能引 发洪水与涝渍灾害；循环过弱，可能产生水资源不足，形成旱灾。
地球上的水循环具体内容
4. 地表径流：降水落到陆地上，一部分水会渗入土壤形成地下水，一部分被植物吸收并通过蒸腾返回大气层，但还有一部分形成地表径流。地表径流是指降水过剩无法渗入土壤或被植物吸收时，流经地面进入河流、湖泊、湿地等水体。
地球上的水循环Βιβλιοθήκη 体内容地球上的水循环是指水从地表蒸发，升至大气层形成云，通过降水回到地表的过程。具体内容如下：
1. 蒸发：太阳能使得地表水（海洋、湖泊、河流、湿地等）的分子获得足够的能量，从而转变为水蒸气进入大气层。蒸发的主要来源是海洋，但还包括陆地上的水体以及植被蒸腾。
2. 蔽蔽：蒸发后的水蒸气升至大气层，与大气中的气体混合形成云。蒸发的水蒸气在大气中冷却凝结成小水滴或冰晶，形成云。云的形状和高度取决于大气中的温度、湿度和气流情况。
5. 地下水：降水渗入土壤后部分会被土壤和岩石层储存为地下水。地下水以慢速流动，最终注入河流、湖泊、湿地或直接进入海洋。
6. 再次蒸发和蒸散：地表水和地下水再次被太阳能加热，部分转化为水蒸气进入大气层，进行新一轮的水循环。
这样，通过蒸发、蔽蔽、降水、地表径流和地下水的循环，地球上的水在不断转移和分布，维持了水资源的平衡。水循环也对地球上的气候和生态系统起着非常重要的作用。
地球的水循环过程
地球的水循环过程地球的水循环是指地球上水分在不同形态之间不断转化和迁移的过程。
这个过程是由太阳能的驱动和地球的重力所控制的，它在维持地球上的水资源平衡和生态系统稳定中起着至关重要的作用。
1. 蒸发和蒸腾地球上大部分的水都存在于海洋中，而蒸发是地球水循环的第一步。
当太阳照射到海洋、湖泊、河流和植被表面时，水分会受热而蒸发成为水蒸气。
此外，植物通过叶子表面的气孔释放水分，这个过程被称为蒸腾。
蒸发和蒸腾共同作用下，大量的水分被释放到大气中。
2. 水汽凝结当水蒸气升至高空时，遇到较低温度的空气，就会发生凝结现象。
这些凝结成小水滴或冰晶体的水汽形成云朵。
云朵可以是高层云、中层云或低层云，它们在大气中漂浮着，随着风的吹动而移动。
3. 降水当云朵中的水滴或冰晶体增大到一定程度时，它们就会变得足够重以至于无法被空气支撑，从而下落到地面上。
这个过程被称为降水。
降水可以是雨、雪、冰雹等形式，不同地区和季节的降水量和类型各不相同。
4. 地表径流和地下水补给降水后的水分有两种去向：一部分会形成地表径流，即沿着地表流动进入河流、湖泊和海洋；另一部分则渗入地下，补给地下水。
地表径流是重要的淡水资源，它为人类提供饮用水、灌溉水和工业用水等。
5. 蒸发和蒸腾再循环地表径流和地下水中的水分并不会永远停留在那里，它们会被太阳能再次加热，蒸发成为水蒸气，并通过蒸腾作用释放到大气中。
这样，循环就重新开始了。
这个过程可以持续多次，使得地球上的水资源得以再利用。
6. 影响因素地球的水循环过程受到多种因素的影响。
其中，太阳能是驱动水循环的主要能源，它提供了蒸发和蒸腾所需的热量。
地球的气候和地形也会对水循环产生重要影响，例如，热带地区由于气温高、降水多，水循环较为活跃；而沙漠地区则由于气温高、降水少，水循环相对较弱。
7. 水循环与生态系统地球的水循环对维持生态系统的平衡至关重要。
它为植物提供了所需的水分，促进了植物的生长和繁殖。
同时，水循环也影响着动物的生存和迁徙。
地球上的水循环与水资源分布
地球上的水循环与水资源分布地球是一个水资源丰富的行星，其中水循环是维持地球生态平衡的重要环节之一。
水循环是指地球上水分在大气、海洋、陆地和生物体之间不断运动和转化的过程。
通过水循环，水资源在全球范围内得以重新分布，满足不同地区和生态系统的需求。
本文将就地球上的水循环和水资源分布进行探讨。
1. 水循环的过程水循环的过程主要包括蒸发、降水、地表径流、地下径流和蓄水等环节。
首先，太阳照射地球表面的水体，使其发生蒸发，形成水蒸气进入大气。
这些水蒸气在大气中冷却凝结成云，然后凝结的云滴形成降水，包括雨水、雪水、冰雹等形式。
降水后，一部分水分通过地表径流进入河流、湖泊、海洋等水体，形成地表水循环；另一部分水分渗入土壤并通过植物的蒸腾作用释放为水蒸气，再次进入大气；还有一部分水分透过渗透作用渗入地下层，形成地下水循环。
同时，一些水分在地表形成湿地、水库和蓄水设施等，作为地表水资源储存。
2. 水资源的全球分布地球上的水资源分布极不均衡，有的地区水资源丰富，有的地区则面临着水资源短缺的困境。
全球的水资源主要集中在海洋中，占到了约97%。
地表水和地下水则是我们日常生活和生产活动中主要依赖的水资源。
地表水资源分布受地形、降雨、湖泊、河流和冰川等因素的影响，主要分布于河流流域和湖泊辐射范围内的地区。
例如，亚马逊河流域、尼罗河流域和长江流域等都是全球重要的地表水资源分布区域。
地下水资源则广泛分布于土层和岩层之间的地下水库中，其分布受到岩石渗透性、地下水补给与排泄条件等因素的影响。
例如，世界上著名的地下水资源分布区域包括北非的撒哈拉沙漠下的地下水带、美国的奥格良大平原下的地下水等。
3. 水循环与人类活动水循环对于人类活动有着重要的影响。
首先，水循环保障了全球的水资源供应，满足了人们日常生活用水、农业灌溉和工业生产等需求。
然而，由于水循环的地域性和季节性特点，不同地区和季节往往存在着水资源的过剩和短缺问题。
因此，科学合理地利用水资源，确保供需平衡，对于人类活动的可持续发展至关重要。
地球的水循环过程
地球的水循环过程地球上的水循环是一个复杂而又精密的系统，它包括了蒸发、降水、蒸发、凝结等多个环节。
这个过程不仅是地球上水资源得以再生的关键，也是维持地球生态平衡的重要因素。
下面将详细介绍地球的水循环过程。
1. **蒸发**：水循环的第一步是蒸发。
太阳能的照射使得地球上的水体表面温度升高，水分子受热能量影响而脱离水面转变成水蒸气，进入大气层。
蒸发主要发生在海洋、湖泊、河流和植被表面。
2. **凝结**：水蒸气在大气中上升，遇冷后会凝结成小水滴，形成云层。
凝结是水循环中的第二步，也是云朵形成的过程。
云层中的水滴会不断聚集增大，直至足够重以至无法再悬浮在空中，从而形成降水。
3. **降水**：降水是水循环中的重要环节，包括雨水、雪、冰雹等形式。
当云层中的水滴增大到一定程度时，就会由于重力作用而下落到地面，这就是降水。
降水形式的不同，也反映了地球不同地区的气候特点。
4. **地表径流**：降水后的水分会有一部分迅速流入地表水系，形成河流、湖泊等水体。
这些水体会继续向低处流动，最终流入海洋。
地表径流是水循环中的一个重要环节，也是地球上淡水资源的重要来源。
5. **植被蒸腾**：植被通过根系吸收土壤中的水分，然后通过叶片蒸腾释放到大气中。
植被蒸腾是水循环中的一个重要环节，也是地球上水分再循环的重要方式。
植被蒸腾不仅有助于维持植被生长，也有助于调节大气湿度。
6. **地下水循环**：部分降水会渗透到地下形成地下水，地下水会在地下层流动，并最终通过泉眼、井等方式返回地表。
地下水循环是水循环中的一个重要环节，也是地球上淡水资源的重要组成部分。
地球的水循环是一个复杂而又精密的系统，它保障了地球上的水资源得以再生，也维持了地球生态平衡的稳定。
只有充分了解和保护水循环过程，才能更好地保护地球上的水资源，维护地球生态环境的平衡。
希望人类能够更加珍惜和保护地球上的水资源，共同守护我们共同的家园。
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6
1.2 水循环的类型与层次结构
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
7
1.2 水循环的类型与层次结构
小（内部）循环：海洋与大气之间，或陆地
与大气之间。海洋小循环+陆地小循环
内流区小循环 + 外流区小循环
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：各种形态的水体，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。
强度
108
it=s/tn
It，相应历时t的降水平
均强度（mm/h）
s, 暴雨参数（雨力），
相当于t=1小时的雨强 n，暴雨衰减指数
109
5.1 降水要素——降水特征表示方法
降水特征综合曲线
– 历时曲线 平均深度 – 面积曲线 雨深 – 面积 – 历时曲线
强度
1103.1 蒸发源自物理机制——土壤蒸发凋萎系数：植 田间持水量：重力
物无法从土壤
中吸收水而开 始凋萎枯死时
水排除后留下的可
供植物利用的含水 量
的土壤含水量
53
3.1 蒸发的物理机制——植物散发
根土渗透势：在根和土共存的系统中，由
于根系中溶液浓度和四周土壤中水的浓度 存在梯度差而产生的。
54
55
88
4.2 水汽输送——水汽通量散度
单位时间汇入单位体积或从该体积辐散出
的水汽量
水汽源：散度为正的地区，水汽自该地区
向四周辐散，降水较少。
水汽汇
89
4.2 水汽输送——影响因素
大气环流（流场、风速场）
地理纬度（温度、蒸发、水汽含量）
海陆分布 海拔高度与地形屏障作用
90
96
5.1 降水要素
降水强度（雨强）：单位时间内的降水量
97
5.1 降水要素
降水面积：降水所笼罩的面积，km2
98
5.1 降水要素——降水特征表示方法
降水过程线
降水量在时 间上的变化 过程
99
100
101
5.1 降水要素——降水特征表示方法
降水过程线
102
5.1 降水要素——降水特征表示方法
太阳辐射
平流时的热量交换
68
散发量
太阳辐射
T<1.5℃ ：极少 1.5℃<T<40 ℃：递增
T>40℃：大增
大地
69
平流时的热量交换
暖气团
冷气团
70
3.2 影响蒸发的因素——土壤特性和土壤含水量
对土壤蒸发的影响
临界含水量
71
3.2 影响蒸发的因素——土壤特性和土壤含水量
对植物散发的影响 有效水=田间持水量 - 凋萎含水量
水汽分子的垂向扩散
水汽含量垂向梯度、水汽压梯度
大气垂向对流运动 大气中的水平运动和湍流扩散
64
水汽分子的垂向扩散 垂 向 扩 散
水 汽
水平面
水
65
大气垂向对流运动
使蒸发 面水汽 不断送 入空中 水平面
水
66
大气中的水平运动和湍流扩散 影响蒸发面的蒸发速度
水平运动 水平面
涡 流
水
67
3.2 影响蒸发的因素——动力学与热力学因素
与地球圈层构造
水圈主导地位
耦合
14
15km
1-3km
15
1.4 水循环的作用与效应
与全球气候：
大气系统能量的主要传输、储存和转化者（36%） 对地表太阳辐射能重新分配 影响天气、气候
16
17
1.4 水循环的作用与效应
与全球气候：
大气系统能量的主要传输、储存和转化者 对地表太阳辐射能重新分配 影响天气、气候（雨、雪、霜）
流出气柱 的水汽量
85
4.2 水汽输送
(W1+Ei)-(W2+Pi)=ΔW 对于长时段，ΔW→0，于是研究时段内气柱 的降水量可用下式表示：
Pi=W1- W2+Ei
86
4.2 水汽输送——水汽输送通量
单位时间内流经某一单位面积的水汽量。
水平、垂直
87
4.2 水汽输送——水汽输送通量
水平水汽输送方向与风向相同 纬向输送，向东为正；经向输送，向北为正 垂直，向上为正
作业2
1 已知P=800, R=300, E=500, 求ΔS（写出可 能的合理的解法）
2 具体说明一种影响蒸发的因素 3 说明水汽输送通量和水汽通量散度的联系和 区别
91
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
92
5 降水
自然界中发生的雨、雪、露、霜、霰、雹等
克服水分子的内聚力和土壤颗粒
对水分子的吸附力
土壤干化过程
51
3.1 蒸发的物理机制——土壤蒸发
根据土壤供水条件的差别以及蒸发率的变化：
定常蒸发率阶段 ：受气象条件的影响 蒸发率下降阶段 ：决定于土壤含水量 蒸发率微弱阶段 ：上下层水汽压梯度、水汽所通过 的路径长短和弯曲程度有关
52
I为水量收入项；Q为水量支出项；Δs为研究时 段内区域（或水体）变化量。
33
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；
3
1.1 水循环基本过程
基本环节：
•水汽蒸发
•水汽输送 •凝结降水 •水分入渗 •地表、地下径流
4
1.1 水循环基本过程
5
1.1 水循环基本过程——水循环机理
服从质量守恒定律 基本动力是太阳辐射与重力作用
广及整个水圈，深入大气圈、岩石圈和生物圈
全球是闭合系统，局部是开放系统 溶解并携带某些物质一起运动
40
2.3 全球水量平衡方程式——陆地
41
2.3 全球水量平衡方程式
42
2.3 全球水量平衡方程式
全球总水量不变，不等于各种水体之间相对数量 恒定不变
43
请列出一个城郊区、一块水田的水量平衡方程。
44
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
直接测定法
器测法、坑测法、棵枝称重法
分析计算法
水量平衡法、热量平衡法、散发模型
77
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
78
4 水汽扩散与输送
4.1 水汽扩散 4.2 水汽输送
79
4.1 水汽扩散
由于物质、粒子群
等的随机运动而扩 展于给定空间的一 种不可逆现象。
56
3.1 蒸发的物理机制——植物散发
散发拉力：由于植物散发作用而拉引根部水向上
传导的吸力。
57
3.1 蒸发的物理机制——植物散发
58
59
3.2 影响蒸发的因素
供水条件 动力学与热力学因素
土壤特性和土壤含水量
60
3.2 影响蒸发的因素——供水条件
充分供水：水面蒸发及含水量>田间持水量 不充分供水：土壤含水量<田间持水量
30
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
31
2.1 概述
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。
32
2.2 通用水量平衡方程式
72
3.3 蒸发量的计算
水面蒸发量的确定 土壤蒸发量的确定 植物散发量的确定
器测法
经验公式
理论公式
73
3.3 蒸发量的计算——水面
器测法
经验公式法（饱和水汽压、风速）
热量平衡法
74
75
3.3 蒸发量的计算——土壤
器测法 经验公式法
76
3.3 蒸发量的计算——植物
61
3.2 影响蒸发的因素——供水条件
蒸发能力（潜在蒸发量、最大可能蒸发
量）：特定气象环境中，具有充分供水条 件的可能达到的最大蒸发量。
62
3.2 影响蒸发的因素——供水条件
对于某个特定的蒸发面而言，蒸发能力不是常数， 会随着太阳辐射、温度、水汽压差、风速等变化。
63
3.2 影响蒸发的因素——动力学与热力学因素
q，工农业及生活净用水量； s1、s2，始末蓄水量。
34
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表 + R地下）-（E+R′表+R′地下 + q）=Δs 即通用水量平衡方程式