水圈
水圈(Hydrosphere),地质学专业术语,是指由地球表面上下,液态、气体和固态的水形成一个几乎连续的、但不规则的圈层。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。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。
基本信息
- 中文名
水圈
- 外文名
Hydrosphere
- 类型
地质学专业术语
- 包括
液态、气态和固态的水
- 学科
自然地理学
简介
水圈的主体是世界大洋,其面积占全球面积的约71%。陆地上的湖泊、河流、沼泽、冰川、地下水,甚至矿物中的水都是水圈的组成部分。可见,水是地球表面分布最广泛的物质。同时,水也是地表最重要的物质和参与地理环境物质能量转化的重要因素。
水分和能量的不同组合使地球表面形成了不同的自然带、地带和自然景观类型,水溶解岩石中的营养物质,为满足生物需要创造了前提。水分循环不仅调节气候、净化大气,而且几乎伴随一切自然地理过程促进地理环境的发展与演化。1
地球水源
地球上的总水量约1.36×109立方千米,其中海洋占97.2%,覆盖了地球表面积的71%。地表水约2.3×105立方千米,其中淡水只有一半,约占地球总水量的万分之一。地下水总量8.40×106立方千米。大气中水量为1.3×104立方千米。地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于空中、地表和地下,这些水不停地运动着和相互联系着,以水循环的方式共同构成水圈。1
它与大气圈、生物圈和地球内圈的相互作用,直接关系到影响人类活动的表层系统的演化。水圈也是外动力地质作用的主要介质,是塑造地球表面最重要的角色。如沟谷、河谷、瀑布都是流水侵蚀的作用形成;溶洞、石林、石峰等喀斯特地貌都是流水溶蚀作用形成。1
储存形式
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。1
水循环
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。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。1
形成过程
太阳系八大行星之中只有地球是被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。1