水循環(huán)是否將大氣圈水圈生物圈巖石圈有機(jī)聯(lián)合在一起

【專家解說】：[編輯本段]1.定義 定義1：水循環(huán)是指水由地球不同的地方透過吸收太陽(yáng)帶來的能量轉(zhuǎn)變存在的模式到地球另一些地方，例如：地面的水份被太陽(yáng)蒸發(fā)成為空氣中的水蒸汽。而水在地球的存在模式包括有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。而地球的水多數(shù)存在于大氣層中、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。水會(huì)透過一些物理作用，例如：蒸發(fā)、降水、滲透、表面的流動(dòng)和表底下流動(dòng)等，由一個(gè)地方移動(dòng)至另一個(gè)地方。如水由河川流動(dòng)至海洋。 定義2 ：在太陽(yáng)能和地球表面熱能的作用下，地球上的水不斷被蒸發(fā)成為水蒸氣，進(jìn)入大氣。水蒸氣遇冷又凝聚成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面，這個(gè)周而復(fù)始的過程，稱為水循環(huán)。 定義3 ：水循環(huán)是指大自然的水通過蒸發(fā)，植物蒸騰，水汽輸送，降水，地表徑流，下滲，地下徑流等環(huán)節(jié)，在水圈，大氣圈，巖石圈，生物圈中進(jìn)行連續(xù)運(yùn)動(dòng)的過程。 [編輯本段]2.主要作用 水是一切生命機(jī)體的組成物質(zhì)，也是生命代謝活動(dòng)所必需的物質(zhì)，又是人類進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的重要資源。 地球上的水分布在海洋、湖泊、沼澤、河流、冰川、雪山，以及大氣、生物體、土壤和地層。水的總量約為1.4×1013 m3，其中97%在海洋中，約覆蓋地球總面積的70%。陸地上、大氣和生物體中的水只占很少一部分。 水循環(huán)的主要作用表現(xiàn)在三個(gè)方面： ① 水是所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的介質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)和水循化不可分割地聯(lián)系在一起； ② 水對(duì)物質(zhì)是很好的溶劑，在生態(tài)系統(tǒng)中起著能量傳遞和利用的作用； ③ 水是地質(zhì)變化的動(dòng)因之一，一個(gè)地方礦質(zhì)元素的流失，而另一個(gè)地方礦質(zhì)元素的沉積往往要通過水循環(huán)來完成。 地球上的水圈是一個(gè)永不停息的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。在太陽(yáng)輻射和地球引力的推動(dòng)下，水在水圈內(nèi)各組成部分之間不停的運(yùn)動(dòng)著，構(gòu)成全球范圍的大循環(huán)，并把各種水體連接起來，使得各種水體能夠長(zhǎng)期存在。海洋和陸地之間的水交換是這個(gè)循環(huán)的主線，意義最重大。在太陽(yáng)能的作用下，海洋表面的水蒸發(fā)到大氣中形成水汽，水汽隨大氣環(huán)流運(yùn)動(dòng)，一部分進(jìn)入陸地上空，在一定條件下形成雨雪等降水；大氣降水到達(dá)地面后轉(zhuǎn)化為地下水、土壤水和地表徑流，地下徑流和地表徑流最終又回到海洋，由此形成淡水的動(dòng)態(tài)循環(huán)。這部分水容易被人類社會(huì)所利用，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，正是我們所說的水資源。 水循環(huán)是聯(lián)系的球各圈和各種水體的“紐帶”，是“調(diào)節(jié)器”，它調(diào)節(jié)了的球各圈層之間的能量，對(duì)冷暖氣候變化起到了重要的因素。水循環(huán)是“雕塑家”，它通過侵蝕，搬運(yùn)和堆積，塑造了豐富多彩的地表形象。水循環(huán)是“傳輸帶”，它是地表物質(zhì)遷移的強(qiáng)大動(dòng)力，和主要載體。更重要的是，通過水循環(huán)，海洋不斷向陸地輸送淡水，補(bǔ)充和更新新陸地上的淡水資源，從而使水成為了可再生的資源。 [編輯本段]3.環(huán)節(jié) 水循環(huán)是多環(huán)節(jié)的自然過程，全球性的水循環(huán)涉及蒸發(fā)、大氣水分輸送、地表水和地下水循環(huán)以及多種形式的水量貯蓄。 降水、蒸發(fā)和徑流是水循環(huán)過程的三個(gè)最主要環(huán)節(jié)，這三者構(gòu)成的水循環(huán)途徑?jīng)Q定著全球的水量平衡，也決定著一個(gè)地區(qū)的水資源總量。 蒸發(fā)是水循環(huán)中最重要的環(huán)節(jié)之一。由蒸發(fā)產(chǎn)生的水汽進(jìn)入大氣并隨大氣活動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。大氣中的水汽主要來自海洋，一部分還來自大陸表面的蒸散發(fā)。大氣層中水汽的循環(huán)是蒸發(fā)－凝結(jié)-降水-蒸發(fā)的周而復(fù)始的過程。海洋上空的水汽可被輸送到陸地上空凝結(jié)降水，稱為外來水汽降水；大陸上空的水汽直接凝結(jié)降水，稱內(nèi)部水汽降水。一地總降水量與外來水汽降水量的比值稱該地的水分循環(huán)系數(shù)。全球的大氣水分交換的周期為10天。在水循環(huán)中水汽輸送是最活躍的環(huán)節(jié)之一。 徑流是一個(gè)地區(qū)（流域）的降水量與蒸發(fā)量的差值。多年平均的大洋水量平衡方程為：蒸發(fā)量=降水量+徑流量；多年平均的陸地水量平衡方程是：降水量=徑流量+蒸發(fā)量。但是，無論是海洋還是陸地，降水量和蒸發(fā)量的地理分布都是不均勻的，這種差異最明顯的就是不同緯度的差異。 中國(guó)的大氣水分循環(huán)路徑有太平洋、印度洋、南海、鄂霍茨克海及內(nèi)陸等 5個(gè)水分循環(huán)系統(tǒng)。它們是中國(guó)東南、誤南、華南、東北及西北內(nèi)陸的水汽來源。西北內(nèi)陸地區(qū)還有盛行西風(fēng)和氣旋東移而來的少量大西洋水汽。 陸地上（或一個(gè)流域內(nèi)）發(fā)生的水循環(huán)是降水－地表和地下徑流－蒸發(fā)的復(fù)雜過程。陸地上的大氣降水、地表徑流及地下徑流之間的交換又稱三水轉(zhuǎn)化。流域徑流是陸地水循環(huán)中最重要的現(xiàn)象之一。 地下水的運(yùn)動(dòng)主要與分子力、熱力、重力及空隙性質(zhì)有關(guān)，其運(yùn)動(dòng)是多維的。通過土壤和植被的蒸發(fā)、蒸騰向上運(yùn)動(dòng)成為大氣水分；通過入滲向下運(yùn)動(dòng)可補(bǔ)給地下水；通過水平方向運(yùn)動(dòng)又可成為河湖水的一部分。地下水儲(chǔ)量雖然很大，但卻是經(jīng)過長(zhǎng)年累月甚至上千年蓄集而成的，水量交換周期很長(zhǎng)，循環(huán)極其緩慢。地下水和地表水的相互轉(zhuǎn)換是研究水量關(guān)系的主要內(nèi)容之一，也是現(xiàn)代水資源計(jì)算的重要問題。 據(jù)估計(jì)，全球總的循環(huán)水量約為496′1012立方米/年，不到全球總儲(chǔ)水量的萬(wàn)分之四。在這些循環(huán)水中，約有22.4%成為陸地降水，這其中的約三分之二又從陸地蒸發(fā)掉了。但總算蒸發(fā)量小于降水量，這才形成了地面徑流。 [編輯本段]4.類型及水交換周期 水循環(huán)系統(tǒng)是多環(huán)節(jié)的龐大動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，自然界中的水是通過多種路線實(shí)現(xiàn)其循環(huán)和相變的。其范圍可由地表向上伸展至大氣對(duì)流層頂以上，地表向下可及的深度平均約1000米。全球性的水循環(huán)稱為大循環(huán)，由海洋、陸地和一系列大小區(qū)域的水循環(huán)所組成。水循環(huán)按其發(fā)生的空間又可以分為海洋水循環(huán)、陸地水循環(huán)（包括內(nèi)陸水循環(huán)）。因此，水循環(huán)的尺度大至全球，小至局部地區(qū)。從時(shí)間上劃分，可以是長(zhǎng)時(shí)期的平均，也可以是短時(shí)段的狀況。相應(yīng)的，研究水循環(huán)時(shí)，研究的區(qū)域可大至全球、某一流域，也可小至某一地域內(nèi)的土壤或地下含水層內(nèi)的水循環(huán)，時(shí)間也可長(zhǎng)可短。 4.1水的大循環(huán)和小循環(huán) 水循環(huán)分為大循環(huán)和小循環(huán)。從海洋蒸發(fā)出來的水蒸氣，被氣流帶到陸地上空，凝結(jié)為雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸發(fā)返回大氣，其余部分成為地面徑流或地下徑流等，最終回歸海洋。這種海洋和陸地之間水的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程，稱為水的大循環(huán)。僅在局部地區(qū)(陸地或海洋)進(jìn)行的水循環(huán)稱為水的小循環(huán)。環(huán)境中水的循環(huán)是大、小循環(huán)交織在一起的，并在全球范圍內(nèi)和在地球上各個(gè)地區(qū)內(nèi)不停地進(jìn)行著。 4.2水交換周期 水循環(huán)使地球上各種形式的水以不同的周期或速度更新。水的這種循環(huán)復(fù)原特性，可以用水的交替周期表示。由于各種形式水的貯蓄形式不一致，各種水的交換周期也不一致。 [編輯本段]5.水循環(huán)的形成和影響因素 5.1 形成水循環(huán)的原因 形成水循環(huán)的內(nèi)因是水在通常環(huán)境條件下氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)易于轉(zhuǎn)化的特性，外因是太陽(yáng)輻射和重力作用，為水循環(huán)提供了水的物理狀態(tài)變化和運(yùn)動(dòng)的能量。地球上的水分布廣泛，貯量巨大，是水循環(huán)的物質(zhì)基礎(chǔ)。由于地球上太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度不均勻，不同地區(qū)的水循環(huán)的情況也就不相同。如在赤道地區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大，降水量一般比中緯地區(qū)多，尤其比高緯地區(qū)多。 5.2 影響水循環(huán)的因素 自然因素主要有氣象條件(大氣環(huán)流、風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度等)和地理?xiàng)l件(地形、地質(zhì)、土壤、植被等)。人為因素對(duì)水循環(huán)也有直接或間接的影響。 人類活動(dòng)不斷改變著自然環(huán)境，越來越強(qiáng)烈地影響水循環(huán)的過程。人類構(gòu)筑水庫(kù)，開鑿運(yùn)河、渠道、河網(wǎng)，以及大量開發(fā)利用地下水等，改變了水的原來徑流路線，引起水的分布和水的運(yùn)動(dòng)狀況的變化。農(nóng)業(yè)的發(fā)展，森林的破壞，引起蒸發(fā)、徑流、下滲等過程的變化。城市和工礦區(qū)的大氣污染和熱島效應(yīng)也可改變本地區(qū)的水循環(huán)狀況。 環(huán)境中許多物質(zhì)的交換和運(yùn)動(dòng)依靠水循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。陸地上每年有3.6×1013 m3的水流入海洋，這些水把約3.6×109 t的可溶解物質(zhì)帶入海洋。 人類生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)排出的污染物通過不同的途徑進(jìn)入水循環(huán)。礦物燃料燃燒產(chǎn)生并排入大氣的二氧化硫和氮氧化物，進(jìn)入水循環(huán)能形成酸雨，從而把大氣污染轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛嫠屯寥赖奈廴尽４髿庵械念w粒物也可通過降水等過程返回地面。土壤和固體廢物受降水的沖洗、淋溶等作用，其中的有害物質(zhì)通過徑流、滲透等途徑，參加水循環(huán)而遷移擴(kuò)散。人類排放的工業(yè)廢水和生活污水，使地表水或地下水受到污染，最終使海洋受到污染。 水在循環(huán)過程中，沿途挾帶的各種有害物質(zhì)，可由于水的稀釋擴(kuò)散，降低濃度而無害化，這是水的自凈作用。但也可能由于水的流動(dòng)交換而遷移，造成其他地區(qū)或更大范圍的污染。 [編輯本段]6.中國(guó)水量平衡 水量平衡是說，在一個(gè)足夠長(zhǎng)的時(shí)期里，全球范圍的總蒸發(fā)量等于總降水量。與世界大陸相比，中國(guó)年降水量偏低，但年徑流系數(shù)均高，這是中國(guó)多山地形和季風(fēng)氣候影響所致。中國(guó)內(nèi)陸區(qū)域的降水和蒸發(fā)均比世界內(nèi)陸區(qū)域的平均值低，其原因是中國(guó)內(nèi)陸流域地處歐亞大陸的腹地，遠(yuǎn)離海洋之故。 中國(guó)水量平衡要素組成的重要界線，是1200毫米年等降水量。年降水量大于1200毫米的地區(qū)，徑流量大于蒸散發(fā)量；反之，蒸散發(fā)量大于徑流量，中國(guó)除東南部分地區(qū)外，絕大多數(shù)地區(qū)都是蒸散發(fā)量大于徑流量。越向西北差異越大。水量平衡要素的相互關(guān)系還表明在徑流量大于蒸發(fā)量的地區(qū)，徑流與降水的相關(guān)性很高，蒸散發(fā)對(duì)水量平衡的組成影響甚小。在徑流量小于蒸發(fā)量的地區(qū)，蒸散發(fā)量則依降水而變化。這些規(guī)律可作為年徑流建立模型的依據(jù)。另外，中國(guó)平原區(qū)的水量平衡均為徑流量小于蒸發(fā)量，說明水循環(huán)過程以垂直方向的水量交換為主。 [編輯本段]7.研究意義 當(dāng)前已經(jīng)把水循環(huán)看作為一個(gè)動(dòng)態(tài)有序系統(tǒng)。按系統(tǒng)分析，水循環(huán)的每一環(huán)節(jié)都是系統(tǒng)的組成成分，也是一個(gè)亞系統(tǒng)。各個(gè)亞系統(tǒng)之間又是以一定的關(guān)系互相聯(lián)系的，這種聯(lián)系是通過一系列的輸入與輸出實(shí)現(xiàn)的。例如，大氣亞系統(tǒng)的輸出——降水，會(huì)成為陸地流域亞系統(tǒng)的輸入，陸地流域亞系統(tǒng)又通過其輸出——徑流，成為海洋亞系統(tǒng)的輸入等。以上的水循環(huán)亞系統(tǒng)還可以細(xì)分為若干更次一級(jí)的系統(tǒng)。 水循環(huán)把水圈中的所有水體都聯(lián)系在一起，它直接涉及到自然界中一系列物理的、化學(xué)的和生物的過程。水循環(huán)對(duì)于人類社會(huì)及生產(chǎn)活動(dòng)有著重要的意義。水循環(huán)的存在，使人類賴以生存的水資源得到不斷更新，成為一種再生資源，可以永久使用；使各個(gè)地區(qū)的氣溫、濕度等不斷得到調(diào)整。此外，人類的活動(dòng)也在一定的空間和一定尺度上影響著水循環(huán)。研究水循環(huán)與人類的相互作用和相互關(guān)系，對(duì)于合理開發(fā)水資源，管理水資源，并進(jìn)而改造大自然具有深遠(yuǎn)的意義。 [編輯本段]8.地理意義 水循環(huán)的地理意義有五方面： ①水在水循環(huán)這個(gè)龐大的系統(tǒng)中不斷運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)化，使水資源不斷更新。 ②水循環(huán)維護(hù)全球水的動(dòng)態(tài)平衡。 ③水循環(huán)進(jìn)行能量交換和物質(zhì)轉(zhuǎn)移。陸地徑流向海洋源源不斷地輸送泥沙、有機(jī)物和鹽類；對(duì)地表太陽(yáng)輻射吸收、轉(zhuǎn)化、傳輸，緩解不同緯度間熱量收支不平衡的矛盾。 ④造成侵蝕、搬運(yùn)、堆積等外力作用，不斷塑造地表形態(tài)。 5。水循環(huán)可以對(duì)土壤的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)生影響。