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科學:小學教師指南/水迴圈

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給自己倒一杯水,喝一口。你知道你剛喝下的水是猛獁象、圖坦卡蒙和第一批人類喝過的同一杯水嗎?那是因為地球已經迴圈了40多億年的水了!

世界上的水在湖泊、河流、海洋、大氣和陸地之間不斷迴圈,這是一個持續的迴圈,稱為——你猜對了!——水迴圈。當它經過這個連續的系統時,它可以是液體(水)、氣體(蒸汽)或固體(冰)。

地球上最豐富的元素是氧氣。

大多數這些元素是在

地球表面的71%

地球生命必需的另一種成分。

對經濟至關重要,如製造業和農業。

關於水的事實:人骨中含有25%的水。水會導致能量水平提高。地球上不到1%的水供應可以作為飲用水。飲用足夠的水可以降低患某些型別癌症的風險,包括結腸癌、膀胱癌和乳腺癌。

水迴圈

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水迴圈。
蒸發

來自太陽的能量加熱地球表面,導致我們河流、湖泊和海洋中的水溫升高。當這種情況發生時,水會慢慢“蒸發”到空氣中,變成一種稱為“蒸汽”的氣體。植物和樹木也會透過樹葉將水分散失到大氣中。這個過程被稱為“蒸騰”。

蒸發是第一步。
凝結

當水蒸氣上升到高空中時,它會冷卻並重新變成液體,形成雲。這個過程稱為“凝結”。凝結也可見於較低的水平,通常在大多數環境的早晨以露水的形式出現。另一個這樣的例子可以在液體杯子上看到,液體杯子的表面出現水滴,導致出汗,這是一種更小的凝結形式。高空的氣流將這些雲帶到全球各地。

你知道嗎?

水迴圈也被稱為水文迴圈

降水

當水蒸氣凝結過多時,雲中的水滴會變得太大太重,以至於空氣無法將其保留在雲層中。因此,水滴開始以雨、雪、冰雹或雨夾雪的形式降落回地球,這個過程被稱為“降水”。

雪可能是降水導致的眾多結果之一。
收集

降落下來的降水隨後被“收集”在水體中——例如河流、湖泊和海洋——從那裡最終會蒸發回到空氣中,再次開始迴圈。它的收集方式取決於它降落在哪裡……

  • 一些會直接落入湖泊、河流或海洋,從那裡蒸發,再次開始迴圈。
  • 如果水落到植被上,它可能會從樹葉蒸發回空氣中,或者滴落到地面。這些水中的部分可能會被土壤中的植物根部吸收。
  • 在寒冷的氣候中,降水可能會在陸地上以雪、冰或冰川的形式堆積。如果氣溫上升,冰會融化成液態水,然後滲入地下,或流入河流或海洋。
  • 直接到達陸地的水可能會流過地面,並彙集到海洋、河流或湖泊中。這種水被稱為“地表徑流”。一些降水會滲透(或“滲透”)到土壤中,然後會慢慢穿過土壤,直到最終到達河流或海洋。

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露點是空氣溫度,在該溫度下會發生凝結。比溼越高,露點就越高。如果空氣中存在更多的水分,露點將在更高的溫度下達到。

假設影響溼度的所有其他因素保持不變,在地面水平,相對溼度會隨著溫度下降而上升。這是因為隨著溫度下降到露點以下,更多水蒸氣會凝結。露點溫度永遠不會高於氣溫,因為相對溼度不能超過 100%。

在技術術語中,露點是空氣樣本在恆定氣壓下,水蒸氣凝結成液態水的溫度,其速率與水蒸發速率相同。在低於露點的溫度下,凝結速率將大於蒸發速率,形成更多的液態水。凝結的水被稱為露水,當它形成在固體表面上時。凝結的水被稱為霧或雲,取決於它的高度,當它形成在空氣中時。

高相對溼度意味著露點更接近當前氣溫。相對溼度為 100% 表示露點等於當前溫度,並且空氣中含有最大量的水分。當水分含量保持不變且溫度升高時,相對溼度會降低。

露水和霜

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當空氣中的水分凝結並收集在物體和地球表面上時,就會形成這種現象。如果空氣冷卻到其露點以下,空氣中的水蒸氣會在表面上凝結成被稱為露水的液態水滴。如果露點低於冰點,凝結將以冰晶的形式出現,在物體表面留下一層霜。

當空氣冷卻到其露點以下時,水蒸氣會在微小的水滴周圍凝結,形成雲。當水蒸氣在它們上凝結時,它們會變大變重,最終會以降水的形式從空氣中掉落。尺寸在很大程度上取決於使它們懸浮在空中的湍流量。雲的形狀取決於它們是如何形成的:當氣流為水平時,雲會形成層狀,被稱為捲雲和積雲,它們往往在垂直氣流的條件下形成。

卷積雲

這些雲是羽毛狀或卷鬚狀的,是天空中最高的雲,它們的高度在 6.5 到 13 公里之間,由於它們的高度,它們總是由冰晶組成。

這種雲可以在海拔 16,500 英尺(3.13 英里)到 45,000 英尺(8.5 英里)之間的任何高度形成。

這種型別的雲以層狀形式形成,它們最靠近地球表面,與暴風雨天氣有關。

層雲可能會產生輕微的毛毛雨或少量雪。這些雲本質上是地面上的霧,要麼是透過早晨霧的上升形成,要麼是透過冷空氣在低空移動到某個區域形成。

這種型別的雲底部平坦,但可以延伸到很高的地方,與晴朗的天氣有關,但當它們變得又大又黑時,它們就會變成雷雨雲,並可能帶來暴雨。我們稱這些云為積雨雲。

參加這個測驗,測試你的知識!

1 定義水迴圈的另一個術語是什麼?

水蒸發
水凝結
水降水
水文

2 地球上的大部分水在哪裡?

河流
海洋
沼澤
湖泊

3 對還是錯?世界上最大的回收專案已經持續了數百萬年。

4 水迴圈以一種壯觀的方式完成了_________和_________?

淨化,運輸
雨,冷空氣
水分,風
蒸發,凝結

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