世界の水収支

世界の水収支は、海洋、大気、陸地、氷、地下水に貯蔵され、それらの間で交換されるすべての水を説明し、水文学的サイクル全体を制約する質量保存則を表現します。

Definition

水収支は、ある地域または地球全体への質量保存則の適用であり、ある期間にわたる入力が出力と貯蔵量の変化の合計に等しいと述べています。世界の水収支は、水文学的サイクル全体の貯水池と流量を定量化します。

Scope

このトピックでは、集水域から地球規模に適用される水収支方程式、主要な貯水池の規模とそれらの間の流量、および各貯水池における水の滞留時間について扱います。これは、隣接するトピックで扱われる個々のプロセスを詳細に説明するのではなく、会計フレームワークとして収支を使用します。

Core questions

• 水収支方程式はどのように記述され、異なるスケールでどのように適用されますか？
• 主要な貯水池はどのくらいの大きさで、水はそれらの間でどのように分布していますか？
• 海洋、大気、陸地を結びつける主要な流量は何ですか？
• 水は各貯水池にどのくらいの期間滞留しますか？

Key concepts

• 質量保存則
• 水収支方程式
• 貯水池と貯蔵
• 滞留時間
• 降水、蒸発、流出流量
• 再生可能な淡水

Key theories

水収支方程式

任意の制御体積において、降水量は蒸発散量と流出量と貯蔵量の変化の合計に等しい。集水域および地球規模でこの収支を閉じることは、水文学の中心的な会計ツールです。

世界の水収支推定

観測およびモデルに基づく推定は、世界の貯水量と降水、蒸発、流出の流量を定量化し、毎年どれだけの淡水が再生され、どこに存在するかを枠組み化します。

Clinical relevance

水収支は、再生可能な水資源の推定、集水域研究の閉鎖、地下水枯渇や氷の損失などの長期的な貯蔵変化の検出、および観測された流量に対する気候モデルや陸面モデルの評価の基礎となります。

History

水収支の概念は、降雨量、流出量、蒸発量を比較した19世紀から20世紀の集水域研究から発展しました。地球規模の収支推定は20世紀を通じて洗練され、20世紀後半以降は、衛星、再解析、および大規模な水貯蔵変化の重力測定によってさらに改善されました。

Key figures

• S. Lawrence Dingman
• Kevin E. Trenberth
• Taikan Oki

Seminal works

• dingman2015
• oki2006
• trenberth2007

Frequently asked questions

単なる帳簿記入に過ぎないのに、なぜ水収支は有用なのですか？

質量保存則は厳密であるため、水文学者は他の既知の量から未知の流量や貯蔵量の変化を推定することができます。例えば、流域の蒸発散量は、測定された降水量と流出量から推測することができます。

地球の水のほとんどはどこにありますか？

大部分は海洋の塩水であり、淡水はごく一部に過ぎません。その淡水のほとんどは氷と深層地下水に閉じ込められており、人間や生態系のほとんどのニーズを満たす湖、河川、土壌、大気中の水はごくわずかです。