(三)水的循环性及其环境效应
水是处在运动之中的,不同水体之间存在着循环与交流。水体的循环与
交流既可以发生在气态、液态和固态水之间,也可发生在海洋与陆地之间, 还可发生在非生物与生物之间、水圈与岩石圈之间。水的循环是一个既无起点、也无终点的运动系统。水在循环过程中,产生很多的环境效应,如传送能量、运输物质、调节气候、清洁大气等。
- 传送能量
在地球的不同部分,太阳入射的角度是不同的,这就造成了地球不同部位所接受的太阳辐射量不一样,并出现了太阳能分布不均等的现象。通常是低纬度地区太阳辐射能过剩,而高纬度和两极地区的太阳辐射能亏空。低纬度地区的太阳辐射能可通过水循环的途径被运输到高纬度地区。据计算,每年通过降雨的形式向南极洲输送的太阳能达 4.105×1021J。除了不同纬度之间的能量传送外,还有海陆之间的能量输送。据研究,每年从海洋输送到陆地的太阳能达 9.912×1021J,这对陆地上的生物生长起着重要的作用。
水循环过程运输的物质可分为两大类,即溶解物质和碎屑(固体)物质, 溶解物质包括气体、离子和胶体三类。运输这些物质的最主要动力是地面流水,每年通过河流运输到海洋的固态物质达 200 亿 t,溶解物质超过 40 亿 t。同时海洋的蒸发过程,又把一部分盐类物质和气体送入大气圈,运输到陆地上。
- 调节气候
水圈循环不仅能调节地球表面的干、温变化,而且还调节气温的变化。大气圈中的水蒸汽能够阻留地球的热辐射的 60%,起到一种“温室效应”。地球表层气候的最大“调节器”是海洋,如果海水的气温降低 1℃,那么将释放出 5.53×1024J 热能,这足以使大气温度不发生大幅度的变化。例如, 我国处于同一纬度的西北地区和东部地区,气温及湿度差别很大,东部地区受海洋气候的调节而显得湿润,而西部地区远离海洋而变得非常的干燥。
- 清洁空气和净化污水
据观测,一次较大的降雨过程,可除去大气中的 90%以上的粉尘和 80
%以上的污染气体。降雨过后,城市里的空气变得清新,透明度增加。每年通过降雨的形式,从大气中除去的盐类物质达 30 亿 t 左右,现在世界各地普降酸雨是这一过程的具体表现。天然水体具有一定的自净作用。其自净作用是指进入天然水体中的污水,通过物理的、化学的和生物的作用使污染物沉淀、扩散、稀释、吸收、分解、氧化、还原等而变成无害物质或沉淀下来, 使水体净化的过程。天然水体的自净能力是有限的,不同水体的自净能力也不一样。地球表面的海洋自净能力最强,被称为是最大的“天然污水处理厂”; 流动水体的净化能力比静止水体强。陆地水体中的污水绝大多数最终流入海洋,在这里进行净化,最后通过水体蒸发,干净的水又回到陆地。