作者:曾俊涵 袁星(南京信息工程大學) 繪圖:駱玫
一年一度的世界氣象日快到了,
今年的主題是「氣候與水」。
2020年世界氣象日中文版海報
江河湖海奔流不息;天空突然會落下雨滴;有的地方因乾旱而土地龜裂;有的地方常年有溼潤的空氣……所有這些都是以水為載體,今天就讓我們來了解水,看一看小水滴究竟是怎樣進行全球旅行的。
我的旅行線路圖
我,是大海中的一滴水,正在海面上隨波蕩漾。溫暖的陽光照進我的身體,伴隨著陣陣海風,我感覺自己開始變得輕飄飄的,就像是被風拽著飄走的蒲公英,逐漸地變成了空氣中的水汽,我的形態也由液態變為氣態。
在大海上空飄蕩時,風把我吹得越來越高,越來越遠,高到溫度不斷下降,我開始覺得冷颼颼的,低下頭發現腳下的大海變為陸地。我開始凝結,變成了高空中的液態小水滴,有的小夥伴甚至變成了小冰晶,我們一起成了天空中美麗的雲。
隨著越來越多的小夥伴在身邊聚集,我們終於承受不住自己的重量,在地心引力的作用下像坐過山車一般傾瀉而下。我最終降落到了一片小樹林的土壤中,在這裡慢慢地滲入地下,匯入一條地下河中,並隨著河流奔回到了海洋的懷抱。這趟奇妙旅程就告一段落了。
我的旅行方式
小水滴的旅行過程,主要經歷了蒸散發、降水和徑流這3個過程,這也是水循環過程的3個最主要環節。
從旅行的形式上看:水循環的環節主要有3個。
蒸散發:是指自然界中的水通過蒸發或散發,變成水汽進入大氣圈的過程。比如,土壤和水面上無時無刻不在進行著悄無聲息的蒸發過程,冰雪也可以直接升華變成水蒸氣進入大氣。除此以外,植物的蒸騰作用也會向大氣中輸送水汽,叫作散發。
降水:上升的氣流將水蒸氣帶到大氣層中,由於大氣層中溫度較低,水蒸氣會凝結變成雲;氣流驅使著雲不停運動,其中的水汽在適當的條件下可以凝結成小水滴,小水滴合併成為大水滴,在地球引力的作用下,最終以降水的形式降落到地球表面上,也就是降水過程。
徑流:到達地球表面的降水,有的滲入地下,匯入地下河,有的則在地面上匯流成為我們熟悉的江河湖泊,形成了地底徑流和地表徑流,最終匯入海洋。
從「旅途」的遠近來看:水循環可分為大循環和小循環。
大循環又叫外循環,是指水分由海洋輸送到大陸,又回到海洋的循環。而小循環或內循環,可細分為內陸小循環和海洋小循環。只在陸地上發生的水循環叫作內陸小循環,而在海洋上發生的水循環叫做海洋小循環。
自然界中的水循環系統是複雜而龐大的,水在這一過程中走過了漫長的旅程。它是「黃河之水天上來」,又能讓「大風起兮雲飛揚」,還可以「霧氣衝雲水接天」,它為我們帶來繽紛的水氣現象的同時,也孕育了地球上多姿多彩的生命。
我為什麼要旅行?
首先,水在常溫下就能實現液態、氣態和固態這「三態」間的相互轉換,這是水循環發生的內因。另外,太陽輻射和地心引力為水循環提供了強大的動力,這是水循環發生的外因。
據聯合國教科文組織估計,地球上水的總量為13.86億立方千米,其中江河湖泊和大氣水量佔地球總水量的比例約為0.015%。這部分水量雖然佔比很小,但循環快,是地球上可更新淡水資源的主要來源。近年來,人類活動對氣候變化和水循環產生了較大的影響。人類向大氣中排入的二氧化碳等溫室氣體逐年增加,引起氣溫升高和水循環加快,而農田灌溉、森林砍伐、修築水庫等也會引起陸地水循環變化。
我旅行的意義在哪?
自然界水循環的存在,不僅是水資源和水能資源可再生的根本原因,也是讓地球上的生命生生不息延續下去的重要原因之一。
由於太陽能在地球上分布不均勻,不同時間產生的能量也不同,使主要由太陽能驅動的水循環產生了降水量和蒸發量時空分布不均的情況。因此,地球上有了溼潤地區和乾旱地區的區別,也有了多水季節和少水季節、多水年和少水年的區別,就連地球上發生旱澇災害也與之密切相關。也正因此,造就了地球上千姿百態的自然景觀。
水循環是自然界眾多物質循環中最重要的一種。水是良好的溶劑,水流具有攜帶物質的能力。因此,自然界有許多物質,如泥沙、有機質和無機質均會以水作為載體,參與各種物質循環。可以設想,如果自然界不存在水循環,則許多物質的循環,例如碳循環等是不可能發生的。所以,請大家愛惜水資源!