电子课文第三章地球上的水

1电子课文●第三章地球上的水地球不同于其他行星的主要特征之一，是地球上有丰富的水。地球上的水，分布广泛，全球约有四分之三的面积覆盖着水，因而地球有“水的行星”之称。地球上的水呈固态、液态、气态，分布于海洋、陆地以及大气之中，形成各种水体，并且共同组成水圈。水圈是一个连续不规则的圈层。水圈的质量只占地球质量的万分之四，但是水圈却在人类赖以生存的地理环境中起着重要的作用。2水是地球上人类和一切生物得以生存的物质基础；人类在生活和生产中，都不能缺少水。水作为资源来说，是其他任何物质所不能代替的。地球上各种水体中，海洋水是最主要的，它占地球上水储量的96.5％。海洋水是咸水，当前科学技术还不能大规模进行淡化，用之于生产。分布于陆地上的河流、湖泊、冰川和地下水等水体是生产、生活用水的主要来源，占地球上水储量的3.5％，但实际上可利用的只是其中的一小部分。第一节水循环和水平衡自然界的水循环水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。自然界的水循环运动时刻都在全球范围内进行着，它发生的领域有：海洋与陆地之间，陆地与陆地上空之间，海洋与海洋上空之间。（一）海陆间循环海陆间循环是指海洋水与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转换运动。这是最重要的一种循环运动。这一运动的具体过程是：广阔海洋表面的水经过蒸发变成水汽，水汽上升到空中随着气流运行，被输送到大陆上空，其中一部分水汽在适当条件下凝结，形成降水。降落到地面的水，一部分沿地面流动，形成地表径流①；一部分渗入地下，形成地下径流。二者经过3江河汇集，最后又回到海洋。这种海陆间的循环又称为大循环。通过这种循环运动，陆地上的水就不断得到补充，水资源得以再生。（二）内陆循环降落到大陆上的水，其中一部分或全部（指内流区域）通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，被气流带到上空，冷却凝结形成降水，仍降落到大陆上，这就是内陆循环。由内陆循环运动而补给陆上水体的水量为数很少。（三）海上内循环海的水蒸发成水汽，进入大气后在海洋上空凝结，形成降水，又降到海面。在水循环的一系列过程中，通过降水、地表径流、入渗、地下径流、蒸发和植物蒸腾等各个环节，使大气圈、水圈、岩石圈和生物圈相互联系起来，并在它们之间进行能量交换。同时因水在运动中夹带溶解物质和泥沙而使物质迁移。再者，由于水循环运动，使大气降水、地表水、地下水、土壤水之间相互转化，使水资源形成不断更新的统一系统。据计算，大气中总含水量为12900立方千米，而全球年降水总量为577000立方千米，大气中的水汽平均每年可以跟降水转化44次（577000／12900），也就是大气中的水汽，平均每8天多轮换一次（365／44）。全球河流总储水量约2120立方千米，而河流年径流量为47000立方千米，这就是说，全球的河水每年可以跟降水转化22次（47000/2120），也就是河水平均每16天多轮换一次（365／22）。由于地球上的水处于循环运动之中，从这个意义来说，水是一种世界性的不断更新的资源，具有取之不竭的特点。但是在一定的空间和时间范围内，水资源又是有限的。如果人类取用水量超过更新的数量，就要造成水资源的枯竭。水平衡地球上的水时时刻刻都在循环运动，从长期来看，全球水的总量没有什么变化。但是，对一个地区来说，有的时候降水量多，有的时候降水量少。某个地区在某一段时期内，水量收入和支出的差额，等于该地区的储水变化量。这就是水平衡原理。根据水平衡原理，一条外流河流域内某一段时期的水平衡方程式为：P-E-R=ΔS4式中P为流域降水量，E为流域蒸发量，R为流域径流量，ΔS为流域储水变量。从多年平均来说，流域储水变量ΔS的值趋于零。流域多年水平衡方程式为：P0=E0+R0式中P0、E0、R0分别代表多年的平均降水量、蒸发量、径流量。海洋的蒸发量大于降水量，多年平均降水量平衡方程式可写为：P0=E0-R0全球多年平均水平衡公式为：P0=E0根据估算全球平均状况，每年海洋上约有505000立方千米的水蒸发到空中，而总降水量约为458000立方千米，总降水量比总蒸发量少47000立方千米，这同陆地注入海洋的总径流量相等。每年陆地上约有72000立方千米的水蒸发到空中，而总降水量约为119000立方千米，总降水量比总蒸发量多47000立方千米，这也同陆地注入海洋的总径流量相等。我们已经知道，水循环是通过大气中的水汽输送和陆地上的径流输送而实现的。目前，人类活动对全球大气的水汽输送几乎没有影响，而对地表径流输送，在局部地区却可以施加某些影响。例如一个地区修建水库，引水灌溉，跨流域调水等，就是利用水循环和水平衡的规律，改变水的时间和空间分布，化害为利。人类活动如果忽视了该地区水循环和水平衡的规律，不恰当地改变水的时间和空间分布，如大面积地滥伐森林，大面积地排干湖泊和沼泽，过度抽取地下水，就会给生产和生活带来不利的后果。因此，了解水平衡原理，采取合理措施，合理利用自然界的水资源，是十分重要的。问题和练习1．用水循环示意图说明什么是海陆间循环，它和内陆循环有什么区别。52．根据全球水平衡表，分别说出陆地上外流区域和内流区域的水量是怎样平衡的。第二节海洋水一海水的盐度和温度海水的盐度海水中含有很多盐类物质。海水的盐类物质中，氯化钠占70％，氯化镁占14％，因此海水的味道既咸又苦。海水中所含的盐类物质数量很大，如果把世界上海水中的盐类物质都分离出来，平铺在陆地上，可使全世界陆地平均高度增加约150米。为了表示海水中盐类物质的数量，人们规定1000克海水中所含溶解的盐类物质的总量，叫盐度。世界大洋的平均盐度约为35‰，但是大洋各处并不都一样。海洋表面盐度分布的规律是：从南北半球的副热带海区分别向两侧的高纬度和低纬度递减。南北回归线附近降水少，蒸发量大于降水量，海洋表面的海水盐度最高。赤道附近降水丰沛，降水量大于蒸发量，盐度稍低。自回归线向高纬度，随着蒸发量的减少，盐度也逐渐降低。世界上盐度最高的海区在红海，盐度超过40‰。红海位于副热带，降水稀少，蒸发旺盛，且两岸皆是干燥的热带沙漠地区，几乎无陆上淡水输入，所以，海水盐度较高。盐度最低的海区在波罗的海。波罗的海不仅蒸发量较小，而且四周陆上河流有大量淡水汇入，对海水起了稀释作用，盐度不超过10‰。此外，洋流对海水盐度的影响也很明显。暖流的海水盐度较高，寒流的海水盐度较低。在同纬度地带，暖流经过的海区，盐度偏高；寒流经过的海区，盐度偏低。海水的温度海水热量的收入，主要来自太阳辐射的热量。海水热量的支出，主要是海水蒸发所消耗的热量。世界海洋每年热量的收入和支出，基本上是6平衡的，只是不同季节，各个海区的热量收支不平衡。因此，各个海区的水温随着季节变化而有所变化。海洋表面水温的高低，受太阳辐射的影响，随时间和空间而变化。此外，寒暖流经过的海区，水温也受影响。一般说来，同一海区的水温，夏季高些，冬季低些。不同海区的水温，低纬度高些，高纬度低些；暖流水温高于所流经海区的水温，寒流水温低于所流经海区的水温。由于太阳辐射首先到达海水表面，海水温度因海深而有变化，只是变化幅度不大，特别是1000米以下的水温变化很小。例如，1000米深处到3000米深处，大致从5℃降到2℃左右。水的热容量比土壤大2～3倍，比岩石大5～7倍，比空气大3000多倍。海洋面积广，水量大，而且热容量又很大，所以海水温度的变化比陆地温度的变化小得多。这就使海洋上空的气温比陆地上空的气温变化慢，因此海水对大气温度起着调节作用。二洋流洋流的形成海洋表层的海水，常年比较稳定地沿着一定方向作大规模的流动，叫做洋流，又叫海流。洋流形成的主要原因如下：首先，大气运动和近地面风带，是海洋水体运动的主要动力。盛行风吹拂着海面，推动海水随风漂动，并且使上层海水带动下层海水流动，形成规模很大的洋流，这叫风海流。例如南北半球盛行西风和信风所形成的洋流。7其次，由于各海域海水的温度、盐度不同，引起海水密度的差异，从而导致海水流动，这叫密度流。例如，地中海因蒸发旺盛，海水的盐度高，密度大，水面降低，而相邻的大西洋海水的盐度比地中海低，密度小，水面比地中海高，于是大西洋表层海水经直布罗陀海峡流入地中海，地中海的海水由直布罗陀海峡底层流入大西洋。第三，由风力和密度差异而产生的洋流，使出发海区的海水减少，而由相邻海区的海水来补充，这样也形成洋流，叫补偿流。补偿流有水平的，也有垂直的。垂直补偿流又分上升流和下降流。例如秘鲁附近的海区就有上升流。在自然界中，洋流的形成，往往不是单独受一个因素的影响，而是同时受几个因素的综合影响。此外，地转偏向力以及陆地的形状突出，也迫使洋流的方向发生改变。8洋流的分布从世界洋流分布图上，不难看出洋流分布虽然很复杂，但还是有规律可循的。（一）在中、低纬度海区，形成以副热带为中心的大洋环流。赤道南北两侧的东南信风和东北信风，驱动赤道南北两侧的海水由东向西流动，这叫赤道洋流。赤道洋流到达大洋西岸，受到陆地的阻挡，除一小股回头向东形成赤道逆流外，大部分沿海岸向较高的纬度流去，转化为西风漂流。当它们到达大洋东岸时，又有一部分折向低纬度，从而形成环流。这种大洋环流受地转偏向力的影响，在北半球作顺时针方向流动，在南半球作反时针方向流动。（二）在北半球中、高纬度海区，也有大洋环流，它呈反时针方向流动。（三）南极大陆的外围，陆地很少，海面广阔。南纬40°附近海域终年受西风影响，形成西风漂流。（四）北印度洋海区，由于季风的影响，洋流具有明显的季节变化。冬季盛行东北风，海水向西流，洋流呈反时针方向流动；夏季盛行西南风，海水向东流，洋流呈顺时针方向流动。洋流对地理环境的影响全球的大洋环流，对高、低纬度间热能的输送和交换，对全球热量的平衡，都有重要意义。大陆东西岸某些地区的气候，受洋流作用的影响很显著。例如，西欧海洋性气候的形成，北大西洋暖流对它有巨大的作用；澳大利亚西海岸、秘鲁太平洋沿岸的荒漠环境，沿岸寒流起了一定的影响。洋流对海洋生物的分布有显著的影响。纽芬兰和日本北海道的附近海区成为世界著名的渔场，跟寒暖流交汇给鱼类带来多种饵料有关。秘鲁附近海区之所以9水产丰富，跟这里的上升流有关。上升流把海水深处的磷酸盐、硅酸盐带到海水上层，供给海洋浮游生物所需要的养料，浮游生物又为鱼类提供饵料，因此秘鲁附近的海域也成为世界有名的渔场之一。陆地上的各种污染物被排放到海里，洋流运动可以把海域的污染物质携带到别的海域去，加快净化速度。但是，别的海域因此也受到污染，从而使污染范围扩大，沿岸受影响的居民增多。洋流对航海事业的影响是显而易见的。海轮顺着洋流航行的速度，比逆着洋流航行要快得多。总之，洋流对其流经的大陆沿岸气候、海洋渔业，以及大洋航行等多方面都有影响，这种影响又在深刻地影响着人们的生产和生活。问题和练习1．世界大洋的海水为什么不是均一的？2．分析说明为什么赤道地区海水的盐度低于副热带地区海水的盐度。3．看“世界洋流分布图”，绘出太平洋上洋流分布的示意图。4．洋流的形成最主要原因是什么？举例说明洋流对地理环境的影响。第三节陆地水地球上的陆地水因空间分布不同，可以分为地表水和地下水。地表水包括江河水、湖沼水和以固态形式存在于陆地上的冰川等。一河水河流的补给河水的来源叫做河流补给。河水最主要的来源是大气降水。降水的相当一部分，经过地表径流汇入河流。陆地上的其他水体，如冰川、湖泊水、地下水，也常常是河流补给的组成部分，对某些河流来说，还是相当重要的部分。10降水中的雨水，是河流补给最重要的形式。我国和世界上大多数河流的补给靠雨水。据估计，我国东部河流的年径流量，雨水补给占70％～90％。这些河流的洪水期多在夏秋，枯水期多在冬春，就是因为流域内夏秋多雨，冬春少雨。温带和寒带的许多地方，冬季积雪，第二年春暖以后积雪融化成水，使河流形成春汛。例如，我国东北山区的河流，有20％左右的年径流量来自积雪融水的补给，春汛期间流量有所增大。在高山永久积雪地区，冰川的融水是河流补给的重要水源。冰川的消融量随气温的升高而增加，一年中最高气温出现在夏季，因而径流量也以夏季为最大。冬季封冻，许多小河断流，径