登陆注册
38007500000004

第4章 水循环和降水

水循环

在太阳能和地球表面热能的作用下,地球上的水不断被蒸发成为水蒸气,进入大气。水蒸气遇冷又凝聚成水,在重力的作用下,以降水的形式落到地面,这个周而复始的过程,称为水循环。

众所周知,水是一切生命机体的组成物质,也是生命代谢活动所必需的物质,又是人类进行生产活动的重要资源。所以水循环有着重要的意义,它维护着全球水的动态平衡;进行能量交换和物质转移,陆地径流向海洋源源不断地输送泥沙、有机物和盐类;对地表太阳辐射吸收、转化、传输,缓解不同纬度间热量收支不平衡的矛盾;造成侵蚀、搬运、堆积等外力作用,不断塑造地表形态。地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪山,以及大气、生物体、土壤和地层。水的总量约为13.86亿立方千米,其中97%在海洋中,约覆盖地球总面积的70%。陆地上、大气和生物体中的水只占很少一部分。

水系

水系是江、河、湖、海、水库、渠道、池塘、水井等及其附属地物和水文资料的总称。水系一般有以下几种类型——树枝状水系:干支流呈树枝状,是水系发育中最普遍的一种类型,一般发育在抗侵蚀力较一致的沉积岩或变质岩地区。扇形水系:干支流组合而成的流域轮廓形如扇状。这种水系汇流时间集中,易造成暴雨成灾。羽状水系:干流两侧支流分布较均匀,近似羽毛状排列的水系。汇流时间长,暴雨过后洪水过程缓慢。如西南纵谷地区,干流粗壮,支流短小且对称分布于两侧,是羽状水系的典型代表。平行状水系:支流近似平行排列汇入干流的水系。当暴雨中心由上游向下游移动时,极易发生洪水。格子状水系:由干支流沿着两组垂直相交的构造线发育而成的。如闽江水系。此外还有梳状水系,即支流集中于一侧,另一侧支流少。放射状水系及向心状水系,前者往往分布在火山口四周,后者往往分布在盆地中。通常大河由两种或两种以上水系组成。

流域

流域是指由分水线所包围的河流集水区。分地面集水区和地下集水区两类。如果地面集水区和地下集水区相重合,称为闭合流域;如果不重合,则称为非闭合流域。平时所称的流域,一般都指地面集水区。

一般说来,每条河流都有自己的流域,一个大流域可以按照水系等级分成数个小流域,小流域又可以分成更小的流域等。另外,也可以截取河道的一段,单独划分为一个流域。流域之间的分水地带称为分水岭,分水岭上最高点的连线为分水线,即集水区的边界线。处于分水岭最高处的大气降水,以分水线为界分别流向相邻的河系或水系。

地下水

广泛地说,埋藏于地表以下的各种状态的水,统称为地下水。大气降水是地下水的主要来源。

根据地下埋藏条件的不同,地下水可分为上层滞水、潜水和自流水三大类。上层滞水是由于局部的隔水作用,使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水,通常所见到的地下水多半是潜水。当潜水流出地面时就形成泉。自流水是埋藏较深的、流动于两个隔水层之间的地下水。这种地下水往往具有较大的水压力,特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时,隔层中的水体要承受更大的水压力。当井或钻孔穿过上层顶板时,强大的压力就会使水体喷涌而出,形成自流水。

水圈

众所周知,水是一切有机物的生长要素,也是生命的母亲,如果地球上没有水,也就没有生命。水圈是地球表层水体的总称。水体是指由天然或人工形成的水的聚积体,例如海洋、河流(运河)、湖泊(水库)、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气圈中的水等。这些水体形成一个断断续续围绕地球表层的水壳即水圈。水圈同大气圈、岩石圈和生物圈共同组成地球外壳最基本的自然圈层。水圈中水的总体积约为13.86亿方千米,海洋占总水体的97%,冰占2.1%,陆地水占0.6%。若将水圈中的水均匀平铺在地球体表面,水深约2718米。水圈处于连续的运动状态。大气圈水的更新约为8天,河水约为16天,土壤水约为一年,深部地下水为1400年,大洋为2500年,极地冰川为近1万年。海洋是水圈中最大的水体。大陆冰盖、冰川和永久积雪是水圈中最大的淡水水体。若全球大陆冰雪全部消融,现在的洋面将升高约70米,并引起全球水循环的变化。

降水

降水指的是从云雾降落到地面的液态水或固态水。它是水循环的重要组成部分,常见的形式有雨、雪、雹等。降水的形成主要决定于上升气流的强弱和水汽供应量是否充足。例如:湿的空气与冷空气交汇,促使暖湿空气被冷空气强迫抬升,或由暖湿空气沿锋面斜坡爬升,会产生降水;夏日的地方性热力对流,使暖湿空气随强对流上升形成小型积雨云和雷阵雨;地形的起伏,使其迎风坡产生强迫抬升,也会产生降水,但这是一个次要因素。一般情况下,它和前两种过程结合影响降水量的地理分布。

降水按性质又可分为连续性、阵性和间歇性降水。连续性降水持续时间较长,降水强度变化不大;阵性降水开始和停止都比较突然,降水强度变化较大;间歇性降水的降水强度较弱,并伴有长时间的断续现象。

众所周知,雨是一种常见的自然现象。雨有很多种类,除了我们平时常见的雨外,还有酸雨、有颜色的雨。另外还有许多有趣的雨,例如:蛙雨、铁雨、金雨,甚至钱雨,它们都是龙卷风的杰作。那么雨是怎样形成的呢?

地球表面的水受到太阳光的照射后,达到一定的温度后就会变成水蒸气被蒸发到空气中去。水蒸气在高空遇到冷空气便凝聚成小水滴。这些小水滴都很小,直径只有0.01~0.02毫米,最大也只有0.2毫米。它们又小又轻,被空气中的上升气流托在空中。这些小水滴要变成雨滴降到地面,它的体积大约要增大100多万倍。这些云滴互相碰撞,体积便会增大,另外凝结和凝华也会使小云滴体积增大。在雨滴形成的初期,云滴主要依靠不断吸收云体四周的水汽来使自己凝结和凝华。如果云体内的水汽能源源不断地得到供应和补充,使云滴表面经常处于过饱和状态,那么,这种凝结过程将会继续下去,使云滴不断增大,成为雨滴。但有时云内的水汽含量不够多,同一块云里水汽往往供不应求,这样就不可能使每个云滴都增大为较大的雨滴,有些较小的云滴被归并到较大的云滴中去。如果云内出现水滴和冰晶共存的情况,那么,这种凝结和凝华增大过程将大大加快。大云滴的体积和重量会不断增加,当大云滴越长越大,最后大到空气再也托不住它时,便从云中直落到地面,成为我们常见的雨水。

降水量

所谓降水量指的是从天空降落到地面上的液态和固态(融化后)的降水,没有经过蒸发、渗透和流失而在水平面上积聚的深度。把一月内的降水量相加,为月降水量,一年内的降水量相加,为年降水量。一般气象上用降水量来区分降水的强度。它的单位是毫米。可分为:小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨,小雪、中雪、大雪和暴雪等。

世界雨极

世界雨极,顾名思义就是世界上雨下得最多的地方。那么它指的是哪里呢?1816年,位于世界屋脊喜马拉雅山南麓的印度阿萨密邦的乞拉朋齐,一年里下了20447毫米的雨量,夺得了世界“极”雨的称号。以后来自世界各大洲的年雨量记录,都对这个数字可望而不可即。时隔99年以后,就是1960年8月到1961年7月乞拉朋齐一次降水量26461.2毫米,这是一个十分惊人的数字,它比台湾省火烧寮于1912年创造的我国“雨极”的纪录8408毫米多了18053.2毫米,比北京42年的总降水量还多。乞拉朋齐以这个“优异的成绩”打破了它自己的纪录,获得了世界“雨极”的荣誉!

地球上的水是在不断循环运动的,降水是水循环的一部分。这种降水一般分为两种:一种是液态降水,就是雨;另一种是固态降水,就是我们冬天所见到的美丽的雪花或冰雹。

在天空中运动的水汽想要结晶,形成降雪必须具备两个条件:一是水汽饱和。空气在某一个温度下所能包含的最大水汽量,叫做饱和水汽量。空气达到饱和时的温度,叫做露点。饱和的空气冷却到露点以下的温度时,空气里就有多余的水汽变成水滴或冰晶。因为冰面饱和水汽含量比水面要低,所以冰晶生长所要求的水汽饱和程度比水滴要低。也就是说,水滴必须在相对湿度(相对湿度是指空气中的实际水汽压与同温度下空气的饱和水汽压的比值)不小于100%时才能增长;而冰晶呢,往往相对湿度不足100%时也能增长。例如,空气温度为-20℃时,相对湿度只有80%,冰晶就能增长了。气温越低,冰晶增长所需要的湿度越小。因此,在高空低温环境里,冰晶比水滴更容易产生;另一个是空气里必须有凝结核。所以我们有时会见到天空中有云,却不见降雪。凝结核是一些悬浮在空中的很微小的固体微粒,最理想的凝结核是那些吸收水分最强的物质微粒。比如说海盐、硫酸、氮和其他一些化学物质的微粒。

雪线

雪线是一种气候标志线,也称为固态降水的零平衡线。雪线升降是古气候变化的重要标志之一,第四纪时期几次大的气候波动,出现冰期和间冰期,都引起雪线的大幅度升降。雪线高度不仅有空间差异,在时间上也有一定变化。空气变冷、变湿,导致雪线降低;反之,引起雪线上升。这种变化有季节性的,也有多年性的。其分布高度主要决定于气温、降水量和地形条件。高度从低纬向高纬地区降低,反映了气温的影响。在高纬度和高山地区永久积雪区的下部界线,称为雪线。在雪线以上,气温较低,全年冰雪的补给量大于消融量,形成了常年积雪区;在雪线以下,气温较高,全年冰雪的补给量小于消融量,不能积累多年冰雪,只能是季节性积雪区;在雪线附近,年降雪量等于年消融量,达到动态平衡。故又称零平衡线。在中国西部,从青藏高原、昆仑山往北到天山、阿尔泰山,雪线高度由6000米依次下降到5500米、3900~4100米和2600~2900米。再往北到北极地区,雪线降至海平面。在气温相同的条件下,雪线高度取决于年降雪量的多少。

蒸发量

通常情况下,蒸发量是指在一定时段内,水分经蒸发而散布到空中的量。在地球上,由于各地地形和气候的不同,蒸发量的大小也就不同。通常用蒸发掉的水层厚度的毫米数表示,水面或土壤的水分蒸发量可以分别用不同的蒸发器测定。一般温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低、则蒸发量就越大;反之蒸发量就越小。测量蒸发的仪器常用的有小型蒸发器、大型蒸发桶和蒸发皿等几种。我国蒸发量最大的地区是青海省的察尔汗盐湖,年平均蒸发量为3518毫米。各个大洲的蒸发量从大到小依次为亚洲、非洲、南美洲、北美洲、大洋洲、欧洲。

蒸发不仅与降水相互依存,它们还与地面的河流有关。实际蒸发量与降水量应该是相等的。但在极度干旱的地区降水量很小。那里的地面上没有河流,甚至连干枯的小沟也没有。我国的沙漠地区就是这样的。河流的源头或上游地区的降水量要比实际的蒸发量大。这些多余的水分便形成了河流,并慢慢地流进了海洋或湖泊。

同类推荐
  • 世界文化博览(第三册)

    世界文化博览(第三册)

    《世界文化博览》精选了大量世界文化与自然遗产,以精炼的文字从多方面加以说明与介绍。揭开历史,一窥背后的故事,将人类历史上的里程碑和转折点,冲突和战争、创造和发现、崛起和衰落等,一一呈现在读者面前。其内容涵盖了原始社会、传媒通讯、人类军事武器的产生、数学宝库、西方文明的产生、人类走向宇航时代等。带你领略世界文化的博大精深,感受文化的力量和魅力,享受精神的盛宴,浓缩世界文化知识精粹。旨在为读者提高文化修养、丰富人生内涵、添加知识储备、准备写作素材、增加聚会谈资……
  • 人类会爱上人工智能吗?

    人类会爱上人工智能吗?

    《21世纪经济报道》是南方报业集团下属中国最大的商业报纸媒体,是中国商业报纸的领导者。致力于服务最优秀的人群,是在世界经济界最受关注的中国经济类日报。全国三大经济类报纸之一。《21世纪经济报道》2001年创刊,始终坚持新闻创造价值的理念,以优质内容服务用户,以专业和高度推动商业中国发展,秉承移动优先的方针,大力拓展新媒体业务,旗舰产品21财经APP下载量已经突破6000万,传播力、公信力以及影响力居同类客户端前列,并不断积极开拓知识付费、研究智库、内容电商等创新业务。
  • 透视地球

    透视地球

    主要从各个方面介绍地球的起源、运动、构造和特征,海陆变迁、构造运动、山川地貌等各类地质地理现象,人类对地球研究的认识方法、过程和成果。中外主要地质学派的代表人物及观点。《透视地球》语言通俗易懂,可以让读者对地球的各方面有一个全面的了解。
  • 发明简史:听房龙讲发明的故事

    发明简史:听房龙讲发明的故事

    人类从兽皮到摩天大楼,从步行到飞行,这些奇迹是如何诞生的?房龙以其广博的知识、独特的视角为我们讲述了人类发明的进步历程,每一项小的发明都蕴含着人类无穷的智慧。本书用浅显易懂的语言对其进行科学而形象的阐述。作者突破小我,站在全人类的高度上,对人类的过去进行审视,展现出人类文明发展的光辉进程。
  • 奇妙的纤维(谷臻小简·AI导读版)

    奇妙的纤维(谷臻小简·AI导读版)

    人类利用材料的历史,几乎和人类的文明史一样悠久。人类早期的历史,就是以所用的材料来划分成“石器时代”、“青铜时代”和“铁器时代”的。在远古时代,人们首先利用自然界现成的石材、木材和植物纤维做材料。本书由富有经验的材料学专家撰写,讲述了各种创新性的新材料。
热门推荐
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 莫言讲演新篇

    莫言讲演新篇

    本书从属于《莫言美术馆系列》由莫言发起,汇聚了“当代最富影响力的美术家、收藏家、设计家,以文字表达对艺术的感悟、思考与创作中的得失。描写了艺术如何既偶然又必然地改变了他们生命的道路。”这是延伸在美术馆之外的修辞空间,是感知艺术创作的“现身说法”。而莫言心声系列正是其中的一套书,包含《莫言散文新编》、《莫言讲演新篇》、《莫言对话新录》三本。小说之外的莫言,思维睿智、谈吐文雅。文章在天马行空般的叙述和陌生化的处理中阐述作家莫言的思想情感。本次收录丛书完整展现了小说之外的莫言。尊敬的书友,本书选载最精华部分供您阅读。
  • 傅我梨梨雪

    傅我梨梨雪

    【冷情冷性vs可狼可狗】傅梨骼十六岁那年捡回解棠知,从此放在心尖上疼他。解棠知十岁那年终于见到傅梨骼,从此要做一个像她一样的人。清风霁月,冰壶秋月。傅梨骼想,阿棠就是一场梦,她不愿醒来的梦。解棠知这人啊,谁也不喜欢,只喜欢那个冷冰冰的老板娘,他的阿梨。世人皆知惊月轩老板娘乃傅家嫡女,是楚凉百年来第一美人,皇城风花雪月四君子之一,集才华与美貌一身的奇女子。可无人知她为何冷情冷性,无人知她被傅家亲友欺骗了九年之久。世人皆知解棠知是个惊才风逸美如冠玉,胜比风花雪月四君子的天纵之才,他少年封侯与南荣将军镇边疆之乱,却卸甲归田不慕权财。可无人知他也曾被人欺辱,被唤作怪物敬而远之,不知他的一切尊荣,全是她在苦心经营。他的一切荣华因她而起,此生定不负她。
  • 巫师的漫威之旅

    巫师的漫威之旅

    本书糅合了漫威宇宙以及哈利波特世界,主要还是以电影为主,背景设在伊法魔尼,算是把自己喜欢的东西进行一个融合,以及对于遗憾的补充……对于基础设定会有一些较大的改动,毕竟要解决冲突的问题,比如说卡玛泰姬和霍格沃兹体系的冲突,也不知道自己能不能写好……嘛,车到山前必有路,没路就趟出来呗!
  • 你在我的回忆里出现过

    你在我的回忆里出现过

    有那么一个人是否一直停留在你的回忆里久久挥散不去?他,是你美好时光的印记。或她,是你青葱年华里想守护的人。当爱和被爱的时候,是幸福的。当你转过身回头发现,他或她一直在你的身边默默付出着。一个人,一辈子。两个人,一辈子。你的回忆却是永远地这样延续下去。
  • 阴阳莜

    阴阳莜

    只为宏扬中华千古文化,希文忧字生缘,希仁正义青天。萧居脱尘出阴阳,不在变数天。萧氏为阴,萧执为阳,杭城为定点,紫气生萧居,鸿蒙笑叹。
  • 豪门虐恋:囚爱

    豪门虐恋:囚爱

    “夏悠悠,你这辈子生是我的人,死是我的死人,就算下了阴曹地府,那也是我萧易风的鬼魂。”“如果真是这样,那我宁可魂飞魄散,永世不得超生!”她被死死抵在床上,任他玩弄。如果爱情从一开始就可以是单纯的爱情,那么我们也许就不会记得那么深刻,也不会活的那么累。
  • 受困于美丽世界

    受困于美丽世界

    “我的名字是艾灵·薇丝·瓦,伟大又骄傲的勇士,欧德利尔岛第一魔物猎手!站在我左边的是我的随从兼超级占卜师……你叫什么来着?”哎,我叫胡灵,说起来很麻烦,因为种种原因我从正常的世界被传送到了这个遍地鬼怪的地方,睁眼看到的第一个人就是这个中二少女,为了活命暂且选择赖在她身边,鬼知道我什么时候能逃出去……好想念汽水啊!
  • 逆天狂妃:神医夫君号个脉

    逆天狂妃:神医夫君号个脉

    人前折辱,换来一场华丽的蜕变再睁开眼,她不再是那个懦懦可欺的废柴琴师召奇珍,唤异兽,天地之间唯我差遣欺我者,辱我者,概莫能逃逆天改命,她就是这异界的主宰!
  • 炼狱邪少

    炼狱邪少

    无情的放逐,众生的嘲讽,在炼狱中崛起,踏上世人仰望的巅峰。正派中被埋没的天才,却走入炼狱成为了邪教的教主。究竟如何才能在强者林立的世界杀出自己的血路?