地球上的水時時刻刻都在循環運動,從長期來看,全球水的總量沒有什麼變化。但是,對一個地區來說,有的時候降水量多,有的時候降水量少。某個地區在某一段時期內,水量收入和支出的差額,等於該地區的儲水變化量。這就是水平衡原理。

根據水平衡原理,一條外流河流域內某一段時期的水平衡方程式為:

P-E-R=ΔS

式中P為流域降水量,E為流域蒸發量,R為流域徑流量,ΔS為流域儲水變數。從多年平均來說,流域儲水變數ΔS的值趨於零。

流域多年水平衡方程式為:

P0=E0+R0

式中P0、E0、R0分別代表多年的平均降水量、蒸發量、徑流量。

海洋的蒸發量大於降水量,多年平均降水量平衡方程式可寫為:

P0=E0-R0

全球多年平均水平衡公式為:P0=E0


粗糙來說是平衡的,但是精確地專業地來說蒸發量和降雨量不平衡,而地球水的每年蒸散量和降水量是平衡的。其中蒸發量被蒸散量替代,降雨量被降水量替代。在這裡,可以先看看這兩組概念。

1.蒸散≠蒸發

蒸散=植物蒸騰+蒸發

蒸發是指水從液態變成氣態的過程,是一個物理過程,在土地表面,樹葉表面,海洋表面等都可以發生。

蒸騰也是指水的狀態從液態變為氣態,但是這個過程只能藉助植物來完成,是一個生物過程,土壤中的水被植物吸收後跑到葉片從葉片中的氣孔跑出到大氣即為植物蒸騰。

2.降水≠降雨

降水=垂直降水(降雨、降雪、降冰雹)+水平降水(霜、露、霧、霧凇等)

水在太陽能和地球表面熱能的驅動下在全球範圍內循環。水在陸地和海洋內部循環,並且海陸之間也通過水汽輸送和地下徑流循環交換。根據物質守恆定律和質能守恆定律,水在全球循環中水的質量和能量是不變的。

儘管地球作為整體,水分是平衡的,但是海洋與陸地的降水和蒸散情況並不相同。

海洋中,蒸散量超過降水量;陸地上,降水量超過蒸散量。

從上圖可以看出,海洋的蒸發量(425)>降水量(385),被海洋蒸發的水分(40=425-385)通過水汽輸送被帶到了陸地上空,以降水方式落到地面,導致了陸地降水量(111)>蒸發量(71)。它們最終又通過徑流(40)回到到海洋,從而使海洋到陸地之間的水分輸運達到平衡。

從全球尺度看,海洋蒸散425+陸地蒸散71=海洋降水385+陸地降水111,所以說,地球的水每年蒸散量和降水量是平衡的。


地球上的水不會輕易的散失到地球以外的宇宙空間中,宇宙空間中的水也很少能夠來到地球,所以地球上的水的總量大體可以看做一個不變的常量。

據估算,全球海洋平均每年有50.5*10^4立方千米的水蒸發到空中,而總降水量約為45.8*10^4立方千米,兩者差值為陸地注入海洋的徑流量。

地球表面有大陸和海洋兩大基本單元,可以根據通用水量平衡方程(對於任一時段的任一區域,收入水量I與支出水量Q之差為時段內區域的蓄水量△S)分別建立海洋和陸地的水量平衡方程:

  • 對於任意時段的全球海洋有:Po+Ro-Eo=△So
  • 即:海洋的降水量加上流入海洋的徑流量再減去海洋的蒸發量等於海洋蓄水量的變化量。
  • 若是多年平均情況,則上式可寫為Po+Ro-Eo=0 (1)
  • 多年平均情況下陸地水量平衡方程:P1+R1-E1=0 (2)
  • 即:陸地降水量減去流出陸地的徑流量減去陸地蒸發量等於陸地蓄水量的變化量(0)。

在1和2兩個式子中,Ro和R1都是全球陸地流入海洋的徑流量,所以統一用R來表示;Po和P1之和即為全球降水量Pe,Eo和E1之和為全球蒸發量Ee。

  • 隨後將1和2兩個式子相加,則得到多年平均全球水量平衡方程:Pe=Ee

上式表明,全球的降水全部用於蒸發。而從全球角度來說,徑流R只是全球水文系統內部水量的轉移,並沒有影響全球水量平衡。


有意思

非專業先來拋磚引玉,只說主觀臆斷,沒有任何現實依據

1、大體均衡

湖河海洋的蒸發量應該會受到溫度、氣壓、光照等因素影響,降水量,不僅僅是雨,也可能是霧、露、雪、冰雹等形式從大氣中降到地面,也受溫度、濕度、氣壓、風速等因素影響

除去圍繞太陽公轉的影響之外,也受到人類生產生活的影響

直覺是全球變暖時,蒸發量上升,降水量也在上升,但是總體依然均衡

2、應該會有很小一部分逸散在宇宙之中,具體數值不知

3、小行星/流星、彗星等會有一定量的補充,具體數值不知

期待考古學、地球科學、氣象學等專業人士的回答


應該是不一樣的,畢竟不是還得下點雪嗎?


肯定平衡,不然大氣會越來越濕或干,但如果換一種說法:地球的水消耗和產生是否平衡就不一定了。


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