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大氣水摘要
大氣層(atmosphere)又叫大氣圈,地球就被這一層很厚的大氣層包圍著。大氣層的成分主要有氮氣,佔78.1%;氧氣佔20.9%;氬氣佔0.93%;還有少量的二氧化碳、稀有氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣)和水蒸氣。大氣層的空氣密度隨高度而減小,越高空氣越稀薄。大氣層的厚度大約在1000千米以上,但沒有明顯的界限。整個大氣層隨高度不同表現出不同的特點,分為對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層,再上面就是星際空間了。 對流層在大氣層的最低層,緊靠地球表面,其厚度大約為10至20千米。對流層的大氣受地球影響較大,雲、霧、雨等現象都發生在這一層內,水蒸氣也幾乎都在這一層內存在。
外層:
熱層頂以上是外大氣層,延伸至距地球表面1000公里處。這裡的溫度很高,可達數千度;大氣已極其稀薄,其密度為海平面處的一億億分之一。
大氣層有多厚,這的確是一個很吸引人的問題。人類經過不懈地探索和追求,對大氣層的認識越來越清晰了。整個大氣層可以分成幾個層。
從地面到10~12千米以內的這一層空氣,它是大氣層最底下的一層,叫做對流層。主要的天氣現象,如雲、雨、雪、雹等都發生在這一層里。
在對流層的上面,直到大約50千米高的這一層,叫做平流層。平流層里的空氣比對流層稀薄得多了,那裡的水汽和塵埃的含量非常少,所以很少有天氣現象了。
從平流層以上到80千米這一層,有人稱它為中間層,這一層內溫度隨高度降低。
在80千米以上,到500千米左右這一層的空間,叫做熱層,這一層內溫度很高,晝夜變化很大。
從地面以上大約50千米開始,到大約1000千米高的這一層,叫做電離層。美麗的極光就出現在電離層中。
在離地面500千米以上的叫外大氣層,也叫磁力層,它是大氣層的最外層,是大氣層向星際空間過渡的區域,外面沒有什麼明顯的邊界。在通常情況下,上部界限在地磁極附近較低,近磁赤道上空在向太陽一側,約有9~10個地球半徑高,換句話說,大約有65000千米高。在這裡空氣極其稀薄。
通常把1000千米之內,即電離層之內作為大氣的高度,即大氣層厚1000千米
水圈(Hydrosphere)是地球外圈中作用最為活躍的一個圈層。它與大氣圈、生物圈和地球內圈的相互作用,直接關係到影響人類活動的表層系統的演化。水圈也是外動力地質作用的主要介質,是塑造地球表面最重要的角色。
水體存在方式不同,其作用方式也有比較大的差別,按照水體存在的方式可以將水圈劃分為:海洋、河流、地下水、冰川、湖泊等五種主要類型。
液態和固態水體所覆蓋的地球空間。水圈中的水上界可達大氣對流層頂部,下界至深層地下水的下限。包括大氣中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物體內的水。各種水體參加大小水循環,不斷交換水量和熱量。水圈中大部分水以液態形式儲存於海洋、河流、湖泊、水庫、沼澤及土壤中;部分水以固態形式存在於極地的廣大冰原、冰川、積雪和凍土中;水汽主要存在於大氣中。三者常通過熱量交換而部分相互轉化。
水圈內全部水體的總儲量為13.86億立方公里,其中海洋為13.38億立方公里,佔總儲量的96.5%。分佈在大陸上的水包括地表水和地下水,各占餘下的一半左右。在全球水的總儲量中,淡水僅佔2.53%,其餘均為鹹水。
地球表面的水是十分活躍的。海洋蒸發的水汽進入大氣圈,經氣流輸送到大陸、凝結后降落到地面,部分被生物吸收,部分下滲為地下水,部分成為地表徑流。地表徑流和地下徑流大部分回歸海洋。水在循環過程中不斷釋放或吸收熱能,調節著地球上各層圈的能量,還不斷地塑造著地表的形態。水圈中的地表水大部分在河流、湖泊和土壤中進行重新分配,除了回歸於海洋的部分外,有一部分比較長久地儲存於內陸湖泊和形成冰川。這部分水量交換極其緩慢,周期要幾十年甚至千年以上。從這些水體的增減變化,可以估計出海陸間水熱交換的強弱。大氣圈中的水分參與水圈的循環,交換速度較快,周期僅幾天。由於水分循環,使地球上發生複雜的天氣變化。海洋和大氣的水量交換,導致熱量與能量頻繁交換,交換過程對各地天氣變化影響極大。目前,各國極其關注海-氣相互關係的研究。生物圈中的生物受洪、澇、乾旱影響很大,生物的種群分佈和聚落形成也與水的時空分佈有極密切的關係。生物群落隨水的豐缺而不斷交替、繁殖和死亡。大量植物的蒸騰作用也促進了水分的循環。水在大氣圈、生物圈和岩石圈之間相互置換,關係極其密切,它們組成了地球上各種形式的物質交換系統,形成千姿百態的地理環境。
人類大規模的活動對水圈中水的運動過程有一定的影響。大規模的砍伐森林、大面積的荒山植林、大流域的調水、大面積的排干沼澤、大量抽用地下水等,都會促使水的運動和交換過程發生相應變化,從而影響地球上水分循環的過程和水量平衡的組成。人類的經濟繁榮和生產發展也都依賴於水。如水力發電、灌溉、航運、漁業、工業和城市的發展,無不與水息息相關。
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