水循环
shuǐ xún huán
水循环是水在海洋、大气和陆地之间通过蒸发、凝结、降水和径流不断循环运动的过程。
Definition
水循环是水在海洋、大气和陆地之间持续不断运动的过程：太阳将水蒸发到空气中，水汽冷却形成云，云释放出雨或雪，水又流回江河和海洋，重新开始这一循环。水从海洋、湖泊和土壤中蒸发，也从植物中蒸腾出来，随后以降水的形式返回，或成为径流，或渗入地下成为地下水，或以冰的形式储存起来，或再次蒸发，其中海洋容纳了地球上约 $97\%$ 的水，并主导着全球的蒸发和降水。全球水循环每年通过大气输送大约 $500{,}000\ \text{km}^3$ 的水，水汽在大气中的平均滞留时间只有约 $9$ 天，相比之下，在海洋中可长达数千年，在深层地下水中甚至超过 $10{,}000$ 年；而由于饱和水汽压每升高一摄氏度大约上升 $7\%$，气候变暖会使整个水循环变得更加剧烈。
Example
晴天里消失的水坑并没有真正消失，它只是蒸发了，也许下周会在别的地方以降雨的形式重新出现；而降落在皮埃蒙特地区的雨水，要么汇入卡托巴河水系形成径流，要么渗入地下补给水井和泉水，要么从森林和草坪中重新蒸发蒸腾回空气中。降水中稳定同位素的比值记录了其温度和迁移历史，这正是冰芯能够揭示古气候的原理，而大气河可以携带与密西西比河相当的水量穿越太平洋，仅仅几次事件就能带来加利福尼亚州全年大部分的降雨量。
Key Insight
地球已经循环利用同一批水长达数十亿年，因此你今天杯子里的水，或许曾经被一只恐龙饮用过；水循环还像是一台巨大的热泵，因为蒸发过程在海面吸收能量，而凝结过程则在往往相隔数千公里之外的高空大气中释放出这些能量。在地球全部的水量中，只有约 $2.5\%$ 是淡水，而其中大部分都被封存在冰层或深层含水层中，只留下河流、湖泊和浅层地下水这一小部分流动迅速、真正能够为人类所利用的水。