水文循环

水文循环是自然界中最重要的过程之一,也许我们都认为这是理所当然的。世界上所有的水都受到这个过程的影响,它见证了水的形式、位置和可达性的变化。

在最基本的评估中,水在这个循环中有三种不同的状态变化。它以不同的形式表现为液体、气体和固体:水、蒸汽和冰。在整个循环过程中,水会多次在这三种形式之间发生变化:水冻结成冰,冰融化成水,水蒸发成水蒸气,水蒸气再凝结成水。

水文循环,也称为全球水循环或H2O循环,描述了生物圈,大气,岩石圈和水层之间的水的储存和运动。根据维基百科,“水循环,也称为水文循环或H2O循环,描述了水上的连续运动,在地球表面上方和下方。”

水文循环

水以液体的形式存在于河流、海洋、小溪和地球中最常见。太阳的光线不断地使这些地方的水变暖,无论是通过这种热量还是通过人工手段,水粒子获得能量并扩散,通过蒸发把水从液体变成蒸汽。水蒸气因此变得不那么稠密,随着温暖的空气上升到天空中,在那里它与其他的水粒子粘在一起形成云。

通常,我们认为水的沸点是100摄氏度,当压力和湿度正常时,这当然是正确的。然而,在湿度低、气压更低的山区,烧水所需的能量更少。

随着水蒸气的蒸发,一些小颗粒常常可以上升形成云。不仅液态水可以蒸发成水蒸气,冰和雪也可以。这个过程非常简单,但是关于蒸发有几点需要注意。

然而,这个简单的解释并不能公正地解释由许多步骤组成的水文循环的复杂性。以下是水文循环的不同步骤。

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水文循环的不同步骤

以下是水文循环的不同步骤。

在河流、海洋、小溪和地球上,最常见的是它的液体形式。太阳的光线不断地使这些地方的水变暖,无论是通过这种热量还是通过人工手段,水粒子获得能量并扩散,通过蒸发把水从液体变成蒸汽。水蒸气因此变得不那么稠密,随着温暖的空气上升到天空中,在那里它与其他的水粒子粘在一起形成云。

  • 蒸发- 经常用作捕获术语,以指的是水转向水蒸气的过程,然而,存在从植物的叶子蒸发水的另一个明显术语。
  • 土壤水分蒸发蒸腾损失总量-由于地球表面被植物覆盖,地球大气中的水构成了很大的一部分。大气中的大部分水(约90%)来自湖泊和海洋,但就陆基水而言,蒸发蒸腾作用是一个重要的因素。
  • 升华-如上所述,当压力和湿度较低时产生。不仅液态水可以蒸发成水蒸气,冰和雪也可以。由于气压较低,冰升华成蒸汽所需的能量较少。其他有助于升华的因素是大风和强烈的阳光,这就是为什么高山冰是升华的主要候选者,而地面冰的升华并不常见。一个很好的、可见的升华例子是干冰,由于其能量需求较低,它会释放出一层厚厚的水蒸气。

离海平面越高,空气就越冷。当水蒸气到达这个平面时,它会显著冷却并凝结在一起。因此,这种新形成的云被粘在一起,受到风的运动和气压的变化,而气压正是推动地球上的水流动的因素。在这种状态下,蒸汽会发生一些变化。

  • 降水/降雨- 指的是蒸汽,冷却到冰点(零摄氏度)的任何温度将凝结,变成液体水滴。当水蒸气凝聚颗粒和其他在蒸发过程中升高的其他物质时,这些液滴形成,使核滴在水滴,使得它可以将其团聚在一起。一旦许多这些微小的粒子的液滴形式,它们将碰撞并丛集在一起,随着较大的液滴。在一定点,液滴将变得足够大,因为它的质量将在比其空气中的空气中的空气中的力更快地处于重力的速度。此时,水落到了地球上。
  • 雪,指的是天上掉下来的冰冻水。当天气特别冷或空气压力特别低时,这些水滴在下落前就会结晶。
  • 雨夹雪-是刺骨的寒冷,半冻的雪泥。这第三状态时发生的条件不够冷保持水晶冻和水不完全冻结或如果降水发生在特别寒冷的条件下,或条件的气压很低,那么这些水滴可以经常结晶和冻结。这导致水以固体冰的形式下落,在这个过程中会有所融化。
碳汇:天然和人工碳汇

当水落到地球上时,通常会落到停机坪或人造地面上,然后很快再次蒸发。

  • 渗透,沉淀后不会蒸发的水,落入土壤和其他吸收性表面。水在整个土壤中移动,饱和。
  • 地下水的储存,是没有沉淀或跑进流或河流的水,而是将被称为“地下水储存”的深层地下形成池。在地下水储存中,水在土壤中加入并形成饱和土的池,而不是逃离饱和土土壤。这些水池被称为“含水层”。
  • 泉水 -当含水层变得过饱和时,多余的水就会从土壤中渗出到地表。最常见的是,泉水会从岩石的裂缝和地下的洞中涌出。有时,如果条件特别火山,温泉会升温,形成“温泉”。
  • 径流-强降雨使土壤饱和后,土壤将停止吸收水分,额外的降雨以及融化的冰雪将简单地从地表流失。水流随着重力向下,沿着山丘、山脉和其他斜坡形成小溪并汇入河流。这就是所谓的“径流”,这是水沿着地球表面移动的主要方式。河流和小溪受到重力的牵引,直到它们汇集在一起形成湖泊和海洋。
  • 河流- - - - - -是径流形成小溪的方向正是这股水流决定了河流的流向取决于它们离海洋有多近。因为冰和雪在径流中占很大一部分,热浪是洪水的主要原因,因为储存在地表的水突然被释放成径流。特别是,寒冷的冬天之后的暖春可能会导致相当壮观的洪水,因为大量的水被储存在冰雪中,只是很快融化并形成新的河流。
  • 冰盖 -当大量的雪落下来且没有蒸发或升华时,冰在自身的重量下凝结形成这些冰帽。冰盖、冰川和冰原含有大量的水,在地球两极地区发现的冰是世界上发现的最大的冰。随着大气缓慢升温,越来越多的冰融化蒸发,释放出更多的水进入水文循环。正是这个过程导致了海平面的上升。
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水循环不断地进行着,所有不同的步骤同时发生在世界各地。许多人对水文循环最大的担忧是饮用水的可用性,这是一个不断变化的东西,以及极地冰盖上巨大的冰库的融化。了解水文循环的不同步骤是了解人类活动对世界水的影响的重要步骤。

参考:美国地质调查局
图片来源:brunurb
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