水循环

这里有一些食物(或饮料)供你思考:从天空降下的每一滴雨都不是全新的,你喝的每一杯水也不是全新的。它们一直存在于地球上,由于水循环包括5.个主要过程,它们刚刚被回收和再利用:...

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所有的水都是循环水

water cycle diagram

这里有一些食物(或饮料)供你思考:从天空降下的每一滴雨都不是全新的,你喝的每一杯水也不是全新的。它们一直存在于地球上,由于水循环包括5.个主要过程,它们刚刚被回收和再利用:

  • 蒸发(包括升华、蒸腾)
  • 冷凝
  • 降水
  • 地表径流(包括融雪和径流)
  • 渗透(地下水储存和最终排放)
Person's finger touching surface of mountain lake

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蒸发、蒸腾、升华使水进入空气

Steam on hot surface - Bolivia

蒸发被认为是水循环的第一步。在其中,储存在海洋、湖泊、河流和溪流中的水从太阳吸收热能,从而将其从液体转化为称为水蒸气(或蒸汽)的气体。

当然,蒸发不仅仅发生在水体上——它也发生在陆地上。当太阳加热地面时,土壤表层的水分蒸发——这一过程被称为蒸散。类似地,植物和树木在光合作用过程中没有使用的任何额外水分都会在一个叫做蒸腾作用的过程中从叶子上蒸发掉。

当在冰川、冰和雪中冻结的水直接转化为水蒸气(而不首先转化为液体)时,也会发生类似的过程。当空气温度极低或施加高压时,就会发生升华。

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凝结成云

rain drops

既然水已经蒸发了,它就可以自由地上升到大气中。它上升得越高,失去的热量越多,冷却得也越多。最终,水蒸气粒子冷却得如此之快,以至于它们凝结并变回液态水滴。当足够多的水滴聚集在一起时,它们就会形成云。

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降水将水从空中转移到陆地

Pouring rain

当风吹动云层时,云层与其他云层发生碰撞并增长。一旦它们长得足够大,就会以降水的形式从天上掉下来(如果大气温度较高,则为雨;如果大气温度低于32华氏度则为雪)。

从这里开始,沉淀水可以采取以下几种途径之一:

  • 如果它落入海洋和其他水体,它的循环就结束了,它准备再次蒸发,重新开始。
  • 另一方面,如果它落在陆地上,它将继续水循环的旅程,必须找到返回海洋的路。

因此,我们可以继续探索完整的水循环,让我们假设选项#2——水已经落在陆地上。

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冰和雪在水循环中移动水的速度非常慢

Close up of melting snow on tree branch over Crater Lake, Oregon, United States

随着地面积雪的累积而降下的降水,形成季节性积雪(一层层的雪不断累积并被压缩)。随着春天的到来和温度的升高,这些大量的雪融化,导致径流和溪流。

(水也会被冻结,并在冰盖和冰川中储存数千年!)

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径流和溪流将水向下移动,流向海洋

Sandy plain with the glacial runoff of the Joekulsarlon glacier, aerial view, Iceland, Europe

由于地心引力的作用,雪融化的水和雨水流过地表并流下山坡时落在地面上的水。这一过程称为径流(径流很难想象,但你们可能已经注意到了暴雨或山洪暴发时的径流,因为水流会沿着你们的车道急速流下,进入雨水沟。)

径流的工作原理是这样的:当水流过景观时,它会置换地面最上层的土壤。这些被置换的土壤形成沟渠,然后水沿着沟渠流入最近的小溪、溪流和河流。因为这些水直接流入河流和溪流,所以有时被称为溪流。

水循环的径流和径流步骤在确保水返回海洋以维持水循环方面起着关键作用。为什么呢嗯,除非河流改道或筑坝,否则它们最终都会流入大海!

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渗透

Low section of a boy standing in a puddle

并非所有沉淀的水最终都会成为径流。其中一部分渗入地下——这是一种被称为渗透的水循环过程。在这个阶段,水是纯净的,可以饮用。

一些渗入地面的水填满了地下蓄水层和其他地下储层。这些地下水中的一部分在地表上发现了开口,并以淡水泉的形式重新出现。尽管如此,其中的一部分被植物根系吸收,最终从叶子中蒸发出来。那些停留在陆地表面附近的物质,会渗透回地表水体(湖泊、海洋),在那里循环再次开始。

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儿童和学生的额外水循环资源

A young girl drawing the water evaporation cycle on a clear see through surface with a marker pen.

渴望更多的水循环可视化?查看这张学生友好的水循环图,由美国地质调查局提供。

不要错过这张美国地质勘探局交互式图表,它有三个版本:初学者、中级和高级。

每个水循环主要过程的活动可在国家气象局的急流气象水文循环学校页面上找到。

美国地质勘探局水科学学院有两大资源:水循环概要和地球的水在哪里?

  • 发表于 2021-09-04 14:20
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  • 分类:科学

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