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水圈

液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部,下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。

水圈内全部水体的总储量为13.86亿立方公里,其中海洋为13.38亿立方公里,占总储量的96.5%。分布在大陆上的水包括地表水和地下水,各占余下的一半左右。在全球水的总储量中,淡水仅占2.53%,其余均为咸水。

地球表面的水是十分活跃的。海洋蒸发的水汽进入大气圈,经气流输送到大陆、凝结后降落到地面,部分被生物吸收,部分下渗为地下水,部分成为地表径流。地表径流和地下径流大部分回归海洋。水在循环过程中不断释放或吸收热能,调节着地球上各层圈的能量,还不断地塑造着地表的形态。水圈中的地表水大部分在河流、湖泊和土壤中进行重新分配,除了回归于海洋的部分外,有一部分比较长久地储存于内陆湖泊和形成冰川。这部分水量交换极其缓慢,周期要几十年甚至千年以上。从这些水体的增减变化,可以估计出海陆间水热交换的强弱。大气圈中的水分参与水圈的循环,交换速度较快,周期仅几天。由于水分循环,使地球上发生复杂的天气变化。海洋和大气的水量交换,导致热量与能量频繁交换,交换过程对各地天气变化影响极大。目前,各国极其关注海-气相互关系的研究。生物圈中的生物受洪、涝、干旱影响很大,生物的种群分布和聚落形成也与水的时空分布有极密切的关系。生物群落随水的丰缺而不断交替、繁殖和死亡。大量植物的蒸腾作用也促进了水分的循环。水在大气圈、生物圈和岩石圈之间相互置换,关系极其密切,它们组成了地球上各种形式的物质交换系统,形成千姿百态的地理环境。

人类大规模的活动对水圈中水的运动过程有一定的影响。大规模的砍伐森林、大面积的荒山植林、大流域的调水、大面积的排干沼泽、大量抽用地下水等,都会促使水的运动和交换过程发生相应变化,从而影响地球上水分循环的过程和水量平衡的组成。人类的经济繁荣和生产发展也都依赖于水。如水力发电、灌溉、航运、渔业、工业和城市的发展,无不与水息息相关。