水循环系统工作原理（水循环是如何受气候变化的影响？）

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什么是水循环？

水循环是地球上所有水的不断运动。水量永远不会改变，而是在各个地区循环，并通过天气模式和流水运送到世界各地。从雨水到海洋，再到河流、地下水和冰川，一切都是地球水循环的一部分。

水循环通常分为各个阶段或过程，所有水最终都会经历这些阶段或过程。包括蒸发、凝结、降水三大类，以及截留、下渗、渗滤、蒸腾、径流、蓄积。这些阶段共同构成了人类、植物和动物赖以生存和地球繁荣的循环。

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气候变化对水循环的影响

已经发现气候变化对地球的水循环产生了越来越大的影响。碳排放、农业和工业导致地球平均温度整体上升。这种平均增长对水循环产生了一些直接影响，尤其是在蒸发和降水以及水在全球的流动方面。

气候变化对水循环产生哪些影响呢？

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蒸发

蒸发是水（通常在地球表面的地面或水体中）变成水蒸气的过程。这个过程需要热量，使液态水变成气体，并上升到大气中。随着全球平均温度的升高，蒸发量也随之增加。由于蒸发和降水密切相关，蒸发的增加也直接导致了世界范围内的大量降水。

工作原理：如果你想到一个在阳光下变干的水坑，那水坑里的水会被阳光的温暖照在上面蒸发掉。因此，那个水坑会干涸，其中的水会转化为空气中的水蒸气。天气越热，这个过程发生得越快。在更大的范围内，同样的事情正在世界上更重要的水域发生。由于全球变暖导致温度升高，而臭氧减少导致太阳热量增加，这种热量会影响湖泊、池塘和海洋，导致水以更快的速度蒸发。

由于高温引起的干旱，在美国内华达州的米德湖发现了历史性的低水位。

由于气候变化导致温度升高，许多已存在多年的已知湖泊正在干涸，或者至少在减少。例如，玻利维亚波波湖是该国第二大湖。然而，在 2015 年，由于该地区极度干旱，该湖完全干涸。同样，米德湖虽然是源自科罗拉多河的人工湖，但从2000 年到 2015 年，其水位下降了 37 米，这主要是由于干旱和区域温度升高。

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降水

由于它们在水循环中如此紧密地联系在一起，干旱和气候变化导致的蒸发速度增加导致降水增加。不仅水蒸发得更快，而且当大气变暖时，可以保持更多的水分，因此产生更多的雨水。

当来自地球表面的水变成气态，并在大气中变成水蒸气时，它就会上升并形成云。随着云层的聚集，越来越多的水蒸气聚集在一起。一旦云中的水蒸气变得太重——即气体或大气中的水蒸气比例太高——水开始再次形成液体，在一个称为冷凝的过程中，并以降水的形式从云中滴落（雨、雪、雨夹雪等）。

这似乎会抵消增加的蒸发，但实际上它不会——至少不是直接的。由于地球上的气流和天气模式，蒸发的水很少会落在同一个地方。它聚集，形成云，并在再次降落之前被吹过平原或山脉。

由于这个过程，过去几年世界的天气模式发生了重大变化。虽然一些地区经历了极端干旱，但其他地区的洪水却增加了。本质上，这是由于蒸发速度快。由于水蒸发得很快，它也会更快地冷凝和降水。这会导致极端暴雨和山洪暴发。

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气候变化引起的洪水

由于气候变化及其对水循环的影响，有四种主要类型的洪水都在增加。第一种是山洪暴发，任何特定地区的水量都过大。

第二种是城市洪水，当突然的大雨淹没城市排水系统时就会发生这种情况。雨水渠等一次只能吸收一定量的雨水，而大雨有时会使这些系统过满，导致主要城市发生洪水。这发生在 2014 年的底特律，随着城市街道、地铁系统或主要公园道路被水淹没，世界各地的各个州和城市都曾出现过这种情况。

第三类和第四类类似，都是河岸泛滥，沿海泛滥。在这两种情况下，增加的降水淹没了水体的河岸，河流、湖泊或海洋溢出到周围地区，造成大规模洪水。在多伦多，加拿大，在2017年的春天，降水增加导致的溢出安大略湖。湖岸边的城镇 - 包括多伦多市和多伦多岛 - 被洪水淹没，使家庭陷入困境，并对道路和房屋造成重大破坏。

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极端天气

这种洪水属于极端天气类别，是气候变化最大的副作用之一。虽然过去仅指“全球变暖”的旧术语，现在科学家们意识到这种变暖会影响气候和天气的方方面面，并导致全球危险极端天气事件的数量急剧增加。

热带风暴、飓风和季风的强度近来显着增加。飓风是所有自然灾害中危害最大的，并且可能具有极大的破坏性。虽然飓风的平均数量保持不变，但研究表明，确实发生的风暴强度正在增加。4 级和 5 级风暴在区域内有所增加。我们在飓风易发地区看到了同样的风暴，但强度增加，这可能是由于大气中降水量增加以及海洋温度升高造成的，因为暖水是形成飓风的主要因素热带风暴。

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海平面上升

除了所有这些变化之外，海水温度也在上升，全球气温升高意味着冰川和极地冰盖一直在缩小和融化。这导致了两个主要问题。

首先，冰的融化导致冰川景观和极地动物栖息地的丧失。此外，随着冰融化，它会产生更多开放的水，比冰更强烈地反射太阳，进一步加速了这一过程。

第二个主要问题是，随着冰层融化，它取代了周围的水，导致海洋上升，海平面上升。海洋在水循环中发挥着关键作用，而这种转变反过来又会扰乱这一循环的谨慎平衡。

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持续性的影响

总体而言，水循环对地球上的生命至关重要，并且受气候轻微变化的影响很大。随着气候变化的持续，事实上它似乎每年都在增加，全球气温继续上升。这以各种方式影响全球的水循环，从大规模干旱到山洪暴发，再到更强烈的破坏性天气和风暴。

随着气温升高和水循环加快，天气变得越来越难以预测，条件也越来越极端。干旱不但不会平衡，反而会变得更糟，而其他地区将被洪水淹没，风暴将有可能造成越来越多的破坏。如果不改变，维持地球上所有生命的水循环将面临越来越大的风险。因此，必须做出改变以纠正这些气候问题，从而恢复水循环和整个地球生态系统的自然平衡。