大气水(气态水)

大气水为地球水的“三态”(液态、固态、气态)之一,属于“气态水”。它浮游于地球的大气圈中,主要集中在大气层低层(对流层)。大气水以水汽的形式,参与着自然界的一切气象活动。大气水在地球水总量(13.86 亿立方公里)中,虽只占十万分之一(为 12900 立方公里),其量似乎微不足道,但就是这些水汽,却构成了地球上不断变幻的云、雨、霜、雪,形成了地球上的水分循环。使得海洋上被蒸发的大量水汽,随着气流的运移来到陆地上成为降水,维持了“千年江河流不尽,万年大海不会溢”的自然景象。大气水还拦阻了地球辐射热量的 60%,使之不向宇宙空间散失,进而保持了地球的气温。水汽的这种作用,人们也称其为“温室效应”。这种效应,对人类显然是有益的。据计算,若大气圈水蒸汽含量减少一半时,地球表面的平均温度将降低 5℃左右,即从现在的 14.3℃降低到 9℃。真若出现这种情况,那时地球的整个景观会是什么样子?简直使人不敢想象。

大气水的来源,是地球在太阳辐射的作用下,水从洋面、海面、河湖面等地球表面各水体以及植物叶面、土壤等通过蒸发或蒸腾而进入大气圈的。据估计,每年从地球表面蒸发的水量,共计达 52 万立方公里,其中,以大洋

蒸发的水量最多,大洋洋面蒸发的水层每年平均厚达 1.5 米,而从陆地蒸发

的水层平均厚仅为 0.24 米,两者相差 6.2 倍。大气水是水圈中水分交换中最

活跃、更新最快的“分子”,大气中全部水量 9 天就可更新一次。大气圈里每时每刻都有大量的气态水处在向液态水的转化之中。如果把大气水平均分配到我们的地球表面上,全球地表将可形成厚度为 27 毫米的水层。

大气水在地球上的空间分布,是不均匀的。总的趋势是从赤道向两极不断减少。据计算,如果没有循环补充,赤道地区大气中的水汽含量将是最高的。如能把它全部“挤出”来的话,可以产生的雨量,将为两极地区的 5~ 22 倍。大气水在垂直分布上,也有从地面向高空递减的趋势,据观测资料显示,1.5~2 公里高空中水汽的平均含量仅为地面的一半;到 5 公里高空则减为地面的 1/10;到 10~12 公里高度,含量就微乎其微了。此外,距海远近的程度,亦会影响到大气水分布的多寡。一般来说,海洋上空水汽含量多于陆地;沿海多于内陆。内陆沙漠和极地内部,是水汽最少的地区。

大气水在多种因素的影响下,可参与自然界大小水分循环。大循环是指海陆之间的水分循环;小循环是指海洋或陆地内部的局部循环。

海陆间循环:海洋表面蒸发的水汽,其中由气流带到大陆上空的,在适当条件下,遇冷可形成陆地上的降水。陆地上的一部分降水形成径流,经过江河汇集,又回到海洋。这一系列过程,通常叫海陆间循环,也叫外循环或大循环。

海上内循环:海洋表面经过蒸发进入大气中的水汽,在一定的条件下得到凝结,并以降水方式回到海洋。这一过程,只在海洋和海洋的上空范围内进行,通常叫海上内循环。属于小循环的一种。

内陆循环:降落到大陆上的水,其中一部分蒸发成水汽,被气流带到上空形成降水,仍降落到大陆上。这一过程,通常叫内陆循环。由于水汽循环范围仅限内陆陆面与其上空之间,故亦属于小循环。

从以上的三种主要水分循环形式知,大气水及其相态变化,对循环运动均起着极为重要的作用。没有大气水,就谈不上任何水分循环。

通过水循环,使水圈成为一个动态系统,水资源和水力资源,亦从此得以恢复再生,被人类可长期利用。据估计,大气中的静水储量为 1.29 万立方

公里,而全球的年降水量却有 57.7 万立方公里,后者的动态水量为前者静储

量的 44.8 倍。全球河槽水储量约为 0.212 万立方公里,而年径流量却有 4.7

万立方公里,动态水为静储量的 22.2 倍。形成这种情况,则由于水分循环、大气水反复输送的结果。大气水的重要性,由此可见其大。