水在自然界的循环

对于自然界的水,人们往往提出这样的疑问: 天上的雨,为什么下不尽?

河里的水,为什么流不完? 井和泉,为什么不会干涸?

河水不断地流入海洋,海洋的水为什么不会溢出来?

自然界的水,是个高明的“魔术师”,又是个勤快的“旅行家”。对于不作深入细致观察的人,就不可避免地要在这些问题面前发懵,搞不清是怎么一回事。

为什么我们说自然界的水是个高明的“魔术师”呢?

取一杯液态水,放在阳光下,杯里的水本来是满满的,一、二天后,它就浅下去一点儿;十天半月以后,就浅下去一大截;若干天后,杯子里空空的,滴水不见了。水到哪里去了呢?原来,它耍了一套“隐身术”,变成了水蒸汽,不知不觉地腾云驾雾跑掉了。

在地面挖个坑,在坑底铺一层沙子,沙子上面注进一些水。过一会儿, 水少了;又过一会儿,水更少了;最后只剩下一些浸湿的沙子,看不到沙面上的水了。水到哪里去了呢?原来,它耍了一套“钻地术”,通过沙子颗粒间的空隙,钻到地底下去了。

水,能耍“隐身术”,又能耍“钻地术”,这个“魔术师”难道还不够高明吗?

为什么我们说自然界的水是个勤快的“旅行家”呢?

河里的水在流动,这是我们大家都看得到的。陆地上的水,海洋中的水, 受太阳照射以后变成水汽跑到天空中去,这就不容易看清楚了。天空中的水汽集结成云,云变成雨点降落到地面,这些水一部分顺着地面流走,汇入江河;一部分渗透到地底下去,成为地下水;一部分重新蒸发回到空中去,成为水汽。这样年复一年,循环往复,很可能,它昨天还在海洋里,今天就上了天,明天又回到地上,后天便钻入地下。⋯⋯天上人间,到处游呀逛呀, 从来也不知疲倦,从来也想不到休息,这个“旅行家”,难道还不够勤快吗?

自然界的水,它旅行的路线不一,有时长,有时短: 天上——地面——地下——河流——海洋——天上⋯⋯

天上——地面——河流——海洋——天上⋯⋯

这种从海洋到大陆的长距离旅行,叫做水的“大循环”。天上——海洋——天上⋯⋯

天上——地面——天上⋯⋯

这种海洋和陆地之间不发生关系的短距离旅行,叫做水的“小循环”。水的旅程虽然如此复杂,但脉络还是清楚的;不管它怎样变化,水的总

量却始终保持不变。

在海洋上,海洋表面每年平均蒸发掉厚度约为 1160~1220mm 的水,约合4.48×1014m3。海洋上的年平均降水量大约为 1070~1140mm,约合 4.12×

1014m3。两相比较,降水量比蒸发量少了 3.6×1013m3。

在大陆上,蒸发量随纬度增高而降低,这是由于随着纬度的升高,太阳辐射总量减少,气温下降所致。在赤道地区,年平均蒸发量可达 2400mm;35

°N 的北卡罗来纳州,年平均蒸发量是 800~1200mm;50°N 的英国,年平均蒸发量约 500mm;65°N 的芬兰,年平均蒸发量则为 200mm。还有约占陆地一半面积的地方,被冰盖、沙漠、秃山和苔原所占,这些地区几乎没有什么蒸发,所以陆地上年平均蒸发量不过 470mm 左右,约合 6.3×1013m3。而陆地上年平均降水量却接近 710mm,约合 9.9×1013m3。年降水量比年蒸发量又多了3.6×1013m3。

海洋上不知去向的水量,恰恰是等于陆地上来路不明的水量。究其原因,

乃是由于通过水的大循环。海洋每年通过空中向陆地赠送了 3.6×1013m3 的水;而陆地又通过江河等渠道,如数地回赠给了海洋。

明白了这些关系以后,再回头看一看前面提出的一些疑问,就不难作出回答了。

天上的雨为什么下不尽?因为海洋、地面上的水分不断地蒸发,变成水汽,跑到天上去。

河里的水为什么流不完?因为从河道里流入海洋的水,一部分又变成了水汽,经过高空回到陆地上空,在河流上源地区以降水的形式回到地面,汇入河流。

井和泉为什么不会干涸?井水和泉水都是地下水,我们抽取井水,汲取泉水,与从水缸里舀水,是截然不同的。因为地球上的水是一个整体,地下水和地下水、地下水和地表水之间,都存在补给关系。我们抽汲井水、泉水的时候,井和泉四面的地下水将源源流入井眼和泉眼,地表水也将通过地层空隙,不断地渗入地下,补给地下水。

河水不断地流入海洋,海洋的水为什么不会溢出来?因为海洋接纳河水的同时,有一部分水变成水汽,跑到天空中去了,所以它才不会溢出来。河流入海,这是眼睛看得见的,而海水蒸发,则是眼睛看不见的。人们所以产生这样的疑问,就毫不足怪了。

位于大气层中的大气水,位于地面上的地表水和位于地面下的地下水, 都不是孤立存在的,它们相互之间的关系错综复杂,变幻万千。水的世界所以有如此巨大的魅力,吸引着无数学者和青年孜孜不倦地探求它的奥秘,这也应该是一个重要的原因吧!