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地球系统中的水的组成指存储于海洋、湖泊、河流、冰川、沼泽等水体中的水指赋存于土壤和岩石孔隙、洞穴、溶穴中的水指含在生物体内的水指悬浮于大气中的水汽，包括以液态和固态形式悬浮于大气中的水地球系统中水的组成水循环基本过程水循环的类型与层次结构水体的更替周期一、二、三、2.1水循环概述（Hydrologicalcycle）水循环的作用与效应四、本节重难点重点：水循环的概念、基本过程、成因、机理、类型和作用。难点：水循环的作用与效应是指地球上各种形态的水,在太阳辐射和地心引力等作用下，以蒸发﹑水汽输送、凝结降水、下渗和径流等环节，不断地发生相态转化和周而复始运动的过程。（一）水文循环概念一、水文循环基本过程水文循环示意图降水蒸发径流水汽输送入渗水文循环过程的5个基本环节：蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗、径流。自然界水循环发生的原因是什么？想一想：内因外因水循环内因——水的“三态”变化，也就是在常温的条件下，水的气态、液态、固态可以相互转化。这使水分循环过程的转移、交换成为可能;外因——太阳辐射和地心引力。太阳辐射的热力作用为水的“三态”转化提供了条件；太阳辐射分布的不均匀性和海陆的热力性质的差异，造成空气的流动，为水汽的移动创造了条件。地心引力（重力）促成降水，并使水从高处向低处流动，从陆地到海洋。从而实现了水分循环。（二）水循环发生的原因（水的物理特性）（太阳辐射和地心引力）水循环服从质量守恒定律；太阳辐射与重力作用是水循环的基本动力；水循环广及整个水圈，并深入到大气圈、岩石圈及生物圈；全球水循环是闭合系统，但局部水循环却是开放系统；地球上的水分在交替循环过程中，溶解且携带某些物质运动。（三）水循环机理（特征）海洋的有效水汽输送势能热能动能径流质量守恒——海陆之间水量的平衡能量的守恒整个水循环保持着连续性，既无开始，也没有结尾。从实质上说，水循环乃是物质与能量的传输、储存和转换过程，而且存在于每个环节，且遵守质能守恒定律。（一）水循环类型二、水文循环类型及尺度多年平均降水量等于蒸发量，自成一个独立的水循环系统，地面上并不直接和海洋相沟通，水分交换以垂向交换为主。陆地小循环•海陆大循环•陆地小循环——外流区小循环、内流区小循环•海洋小循环是指从海洋表面蒸发的水汽,被气流带到大陆上空,在适当的条件下,以降水的形式降落到地面后,其中一部分蒸发到空中,另一部分经过地表和地下径流又流到海洋,这种海陆间的水循环又称大循环。（海洋—大气—陆地）是指陆面水分的一部分或者全部通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，在高空冷凝形成降水，仍落到陆地上，从而完成的水的循环过程。（陆地——大气）海上内循环，就是海面上的水分蒸发成水汽，进入大气后在海洋上空凝结，形成降水，又降到海面的过程。（海洋—大气）全球水文循环流域或区域水文循环水-土-植系统水循环（二）水循环尺度全球水循环系统的层次结构（一）概念水体在参与水文循环过程中，全部水量被交替更新一次所需的时间。WTW式中，T——更新周期W——水体总储水量；△W——水体年平均参与水循环量；水体的更新周期是反映水循环强度的重要指标，也是反映水体水资源可利用率的基本参数。三、水体的更新周期（永续利用，利用后可恢复）（二）地球系统中水的更新速度地球的总储水量约13.8亿km3，但平均每年只有57.7万km3的水参与水文循环，按此速度，地球上全部的水量都参与循环一次，或者说全部水量更新一次，大约需要年。水体类别更新时间水体类别更新时间极地冰川、长年积雪约10000年土壤水1年世界大洋2500年河流水16日高山冰川1600年大气水8日深层地下水1400年生物水12小时湖泊水17年全球2400年沼泽水5年表2-1：地球上各种水体中水的更新时间2400水循环是水文现象的根源，是地球上最基本的物质大循环和最活跃的自然现象。水循环深刻地影响全球地理环境，影响生态平衡，影响水资源的开发利用。四、水文循环的作用及效应（一）水循环与地球圈层结构水圈中的水，通过周流不息的循环运动，积极参于了圈层之间界面活动，并且深入4大圈层内部，将它们耦合在一起。水循环，它上达15公里的高空，成为大气圈的有机组成部分，担当了大气循环过程的主角；深入地表以下1-3公里深处，积极参与岩石圈中化学元素的迁移过程，成为地质大循环的主要动力因素；同时水作为生命活动的源泉，生物有机体的组成部分，它全面的参与了生物大循环，成为沟通无机界和有机界联系的纽带。（二）水循环与全球气候水循环一方面受到全球气候变化，尤其是大气环流的影响，另一方面它又制约了全球气候。1、水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者。如果大气圈中的水汽含量减少一半，地球表面的平均气温将降低5℃，两极地区的冰盖将大大扩大，地球进入冰期；如果完全没有水汽，平均气温将下降16℃。温室效应：CO2、CH4和水蒸汽大气热量的主要来源构成图2、水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解。图2-4地球-大气系统的辐射收支随纬度的分布（浅井富雄，1984）地球辐射的净支出净收入的太阳辐射如果没有热平流（洋流）来调节高低纬度之间的这种热量分配的不均状态，那么赤道附近地区的温度要比现今增加10℃以上，两极地区则要降低20℃。3、水循环的强弱及其路径，会直接影响到各地的天气过程，甚至可以决定地区的气候基本特征。在这方面，海洋环流系统的气候效应表现得最为强烈。水循环强的区域雨水补给充足，气候湿润，反之干旱。洋流性质影响了地区的气候特征。北大西洋暖流1月份平均气温要比同纬度亚洲与北美洲的东海岸高出15～20℃。4、此外，各种天气现象如云、雨、雪、霜及台风暴雨等，本身就是水循环的产物，没有水循环就不存在这类天气现象。（三）水循环与地貌形态及地壳运动1、水循环过程中的流水、冰川塑造了地表形态，如冰川地貌、海岸地貌、流水地貌、岩溶地貌。2、水循环影响到地壳表层内应力的平衡，是触发地震，甚至引起地壳运动的重要原因。如水库诱发地震。角峰与刃脊（四）水循环与生态平衡1、没有水循环，就不会有生命活动，亦就不存在生物圈。2、水循环的强度及其时空变化，是制约一个地区生态环境平衡或失调的关键。3、水循环强度的时空变化，又是造成本区洪、涝、旱等自然灾害的主要原因。（五）水循环与水资源开发利用1、水循环的存在使水资源具有再生性和可以永继利用的特点。那水资源是“取之不尽，用之不竭”的吗？为什么？2、水资源的更新速度和补给量要受到水循环的强度、循环周期的长短的制约。（对于地区而言，可利用的水资源量是有限的）3、只有在开发利用强度不超过地区水循环更新速度以及控制水污染的条件下，水资源才能不断获得更新，才能永继利用。（六）水循环是水文学学习的钥匙1、水循环与水量平衡的研究引导了以往水文学科的发展，亦将指导水文学的未来。2、宏观上，研究全球尺度的水文循环与能量通量，以及它们对环境变迁，人类活动的影响等。3、微观上，研究自然地理区的水循环微观过程，以及土壤水分动态平衡、蒸发、蒸腾水文模型等研究。本节复习题1、名词解释：（1）水循环；（2）水体的更新周期；2、简述水循环的基本过程和机理？3、水文循环的内、外因是什么？4、为什么称水资源为可再生资源，可再生的水资源是取之不尽的吗？5、水循环的自然地理效应？transferofwatervapor全球水文循环本节结束，谢谢！Waterbalance（水量平衡）——是指在任一时段内研究区的输入与输出水量之差等于该区域内的储水量的变化值。即水在循环过程中，从总体上说收支平衡。水量平衡研究的对象可以是全球、某区（流）域、或某单元的水体（如河段、湖泊、沼泽、海洋等）。研究的时段可以是分钟、小时、日、月、年，或更长的尺度。2.2地球上的水量平衡一、水量平衡概述I1、水量平衡与水文循环的关系：水量平衡是质量守恒原理在水循环过程中的具体体现，是水循环持续不断的基本前提。水循环是地球上客观存在的自然现象，水量平衡是水循环内在的规律。2、水量平衡的研究意义定量地揭示水循环过程与全球地理环境、自然生态系统以及人类活动之间的相互联系、相互制约的关系研究水循环系统内在结构和运行机制。水资源现状评价与供需预测研究工作的核心。为流域规划提供基本设计参数。式中收入项I和支出项Q，可视具体情况进一步细分。其简繁程度与所研究的对象以及时段长短有关。例如，对于多年平均来说，Δs→0，可忽略不计；但对于短时段水量平衡方程式而言，蓄水变化量Δs不可忽略（一）水量平衡方程式的通式：二、水量平衡方程（二）区域水量平衡方程（三）海洋水量平衡方程（四）陆地水量平衡方程（五）全球水量平衡方程全球水平衡(数据来自JohnMbuguaetal,1995)本节思考题：1、名词解释：水量平衡2、试述水量平衡与水循环的内在关系以及水量平衡的研究意义。3、试分别写出一个城郊区，一块水田的水量平衡方程，并说明它们之间的异同。