什么是水文循环？

水循环或水循环是指水在地球水圈内的连续循环。水流入和流出地球表面上方，上方和下方的各种水库，并在此过程中转化为固体（冰），液体（水）和气体（蒸气）的各个阶段，总质量水保持相当稳定。蒸发，冷凝，升华，降水，蒸腾和径流的物理过程是维持水循环的原因。在循环过程中也会交换热能，这种储存和释放的热量会影响全球的气候。水循环对于维持地球上的生命至关重要，因为它补充了世界上的淡水资源并缓和了极端气候。

水循环中涉及的物理过程

各种物理过程协同作用，以便在所有时间点保持水循环活跃。蒸发涉及来自液相的水的蒸发，由来自太阳辐射的热能源触发。蒸发也可以扩展到包括蒸腾作用，植物叶子失水的过程和汗液，这是在热应激条件下动物的类似水分流失。大气水的90％来自蒸发，10％来自植物蒸腾。冷凝和平流是指将蒸发的水蒸气转化为悬浮在空气中的液体水滴，如云或雾，以及这种浓缩的大气水在海洋和陆地之间的运动。冷凝水通过降水过程到达陆地和海洋表面。一些降水受到冠层拦截，其中陆地上的植被在到达陆地之前吸收水。到达陆地的水受到径流（或在积雪的情况下融水），并以流入大海的河流形式穿过陆地向海洋移动。在这个过程中，水也会蒸发，渗入地下（在称为渗透的过程中，水在土壤中收集，甚至在地下含水层中更深）或由植物的根系或其他方式提取。水的地下水流发生在地下，甚至可能通过泉水进入海洋或陆地表面。在自然界中也发现了少量的升华，包括将固体冰直接转化为水蒸气。

水库和停留时间

水库代表参与水循环的部分水存储一段时间的区域。海洋是地球上最大的水库，储存了近97％的水圈，而冰盖和冰川则储存了2％。地下水库，河流，湖泊，池塘和溪流也存储了水体总水量的很小百分比，而生物体中的水含量是所有水库中最小的。与水循环相关的另一个重要术语是“停留时间”，它由以下数学公式表示：

停留时间=水库容积/（水量加入水库或离开水库）

因此，停留时间代表水分子在储层中所花费的平均时间，并且可以正或负表示，这取决于储层是否经历净损失或净增益。例如，地下水在离开地下水库之前可以在地球表面下存在1万年，而大气中的水在大气中存在最多10天，然后在雨或雪中沉淀。

水循环的重要性和人类活动的影响

全球气候受到水循环模式变化的影响，并且极其敏感，因为循环允许陆地和水体之间的热量和水分交换。水的蒸发导致环境的冷却，而冷凝通过释放热能来加热环境。地球的自然地理也受到水循环的高度影响，因为冰川的崩溃和河流的径流划分了地球上看到的山谷，山峰，峡谷，湖泊和其他地貌。最近，地球的水循环加剧，蒸发和降水的速度大大增加。人类活动，例如河流和溪流的筑坝，用于灌溉和其他目的的地表和地下水的开采以及广泛的森林砍伐，对地球水循环的功能产生了不利影响。全球变暖通过触发极地冰盖的融化进一步影响了水圈，极地冰盖现在因蒸发，融雪和径流而失去的水量多于通过降水获得的水量。这有可能提高海洋的水位并淹没世界各地的沿海城市。