全球水平衡

全球水平衡核算了海洋、大气、陆地、冰川和地下水中储存和交换的所有水量，表达了制约整个水文循环的质量守恒定律。

Definition

水平衡是将质量守恒定律应用于某个区域或整个地球，表明在一段时间内，输入量等于输出量加上储存量的变化；全球水平衡量化了整个水文循环中的水库和通量。

Scope

本主题涵盖了从流域到全球尺度的水平衡方程应用、主要水库的规模及其之间的通量，以及水在每个储存库中的停留时间。它将收支作为核算框架，而不是详细介绍相邻主题中涵盖的各个过程。

Core questions

• 水平衡方程是如何编写并应用于不同尺度的？
• 主要水库的规模有多大？水是如何在它们之间分布的？
• 连接海洋、大气和陆地的主要通量是什么？
• 水在每个水库中停留多长时间？

Key concepts

• 质量守恒
• 水平衡方程
• 水库和储存
• 停留时间
• 降水、蒸发、径流通量
• 可再生淡水

Key theories

水平衡方程

对于任何控制体积，降水量等于蒸散量加上径流量加上储存量的变化；在流域和全球尺度上完成这一收支核算，是水文学的核心核算工具。

全球水收支估算

基于观测和模型的估算量化了全球水储量以及降水、蒸发和径流通量，从而确定每年有多少淡水得到更新以及它们储存在何处。

Clinical relevance

水平衡是估算可再生水资源、完成流域研究、检测长期储存变化（如地下水枯竭和冰量损失）以及根据观测通量评估气候和地表模型的基础。

History

水平衡概念源于19世纪和20世纪比较降雨量、径流量和蒸发量的流域研究；全球收支估算在20世纪得到了完善，并从20世纪末开始，通过卫星、再分析和大规模水储量变化的重力测量得到了进一步改进。

Key figures

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

Seminal works

• dingman2015
• oki2006
• trenberth2007

Frequently asked questions

如果水平衡只是记账，那它有什么用？

由于质量守恒是精确的，水平衡允许水文学家根据其他已知量估算一个未知的通量或储存变化；例如，流域的蒸散量可以根据测得的降水量和径流量推断出来。

地球上的大部分水在哪里？

绝大部分是海洋中的咸水；淡水只占一小部分，其中大部分被锁定在冰川和深层地下水中，只有极少量存在于湖泊、河流、土壤和大气中，而这些水供应着人类和生态的大部分需求。