水在地球上完成其不断循环的旅程,是一个复杂而精妙的自然过程,被称为 水循环。它涉及水的形态变化(液态、气态、固态)和空间位置的转移(大气、地表、地下)。这个过程主要由 太阳辐射能 和 地球重力 驱动,是一个近乎闭环的系统。以下是水循环的主要步骤:
蒸发:
- 过程开始: 太阳辐射提供能量,加热地球表面的水体(海洋、湖泊、河流等)、土壤以及植被。
- 形态变化: 地表水吸收热量后,由液态转化为气态的水蒸气,进入大气层。植物叶片中的水分也会通过 蒸腾作用 释放水蒸气到大气中。这两者合称为 蒸散。
- 主要来源: 海洋是最大的水蒸气来源。
水汽输送:
- 移动: 水蒸气进入大气后,变得比空气轻,会上升。风(大气环流)将这些水蒸气从蒸发旺盛的地区(如海洋、湿润地带)输送到其他地方。
凝结:
- 冷却: 随着暖湿气流上升或移动到较冷区域,温度逐渐下降。
- 形态变化: 当空气冷却到露点温度以下,无法容纳所有水汽时,多余的水汽就会在空气中微小的颗粒(凝结核)上 凝结 成微小的液态水滴或冰晶。
- 云的形成: 无数这样的微小水滴或冰晶聚集在一起,就形成了我们肉眼可见的 云。
降水:
- 返回地表: 云中的水滴或冰晶不断碰撞、合并增大,当它们增长到足够大,空气无法托住时,就会在 重力 作用下向地表降落。
- 形式多样: 根据低空温度的不同,降水可以呈现为 雨(液态水)、雪(冰晶)、冰雹(冻结的水滴)或 雨夹雪 等形式。这就是水从云朵回到地表的旅程。
地表径流:
- 流动: 降落到地表的降水,一部分会在地表汇集,形成溪流、河流,最终流入湖泊、海洋。这部分流动的水称为 地表径流。
下渗:
- 渗入地下: 另一部分降水会渗入土壤和岩石缝隙中,成为 地下水。
- 补充: 地下水缓慢流动,可以补充泉水、河流(称为基流),或直接流入海洋。
储存与再循环:
- 水库: 水在地球的不同地方被暂时储存起来,如海洋、湖泊、河流、冰川、积雪、土壤水和地下水。这些都是地球的“水库”。
- 新的起点: 储存的水会再次经历蒸发或蒸腾,重新进入大气,开始新一轮的循环。
- 植物作用: 植物吸收土壤中的水分,通过蒸腾作用将其释放回大气,是陆地水循环返回大气的重要途径。
总结关键点:
- 驱动力: 太阳辐射(提供蒸发能量)、地球重力(驱动降水和径流)。
- 核心环节: 蒸发/蒸腾 -> 水汽输送 -> 凝结成云 -> 降水 -> 径流/下渗 -> 储存 -> 再蒸发。
- 闭环(近): 全球范围内,蒸发量和降水量大体平衡,水在不断地循环利用,总量基本保持不变(除了少量逸散到太空或地球内部深部的水)。这使得地球上的水资源具有 可持续性。
- 时间尺度: 水在不同环节的停留时间差异很大,可能只有几天(如大气水汽),也可能长达数千年(如深层地下水、冰川)。
因此,从云朵中的水汽凝结成雨滴降落,只是水循环旅程中的一个环节。这个雨滴最终会通过径流、下渗等方式汇集或储存,并在太阳和重力的作用下,再次踏上蒸发、上升、凝结、降落的循环之旅,永不停歇。