水文循环
水文循环是水在大气、陆地表面和海洋之间通过蒸发、降水、径流和储存进行的连续循环，在全球范围内节约用水，同时在空间和时间上重新分配水资源。
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Definition
水文循环是水在地球上移动和储存的路径和水库系统，受质量守恒定律支配：在任何区域和时期内，降水量等于蒸散量加上径流量加上储存量的变化。
Scope
本领域涵盖构成全球水循环的通量和储存：作为陆地输入的降水，作为主要返回大气的蒸发和蒸腾，在土壤表面分配水分的入渗，以及将这些通量与储存变化联系起来的质量平衡核算。它处理从土壤柱到全球尺度的循环，而详细的河道和含水层过程则在地表水和地下水领域中阐述。
Sub-topics
Core questions
- 全球水循环的主要通量和水库是什么？它们的规模有多大？
- 水平衡方程如何表达一个区域的质量守恒？
- 什么因素控制着有多少降水返回大气，而不是径流或补给储存？
- 在全球变暖的气候下，水文循环如何变化？
Key concepts
- 降水、蒸发、蒸腾、径流
- 水的储存库和停留时间
- 水平衡方程
- 蒸散分配
- 入渗和储存
- 可再生淡水通量
Key theories
- 质量守恒（水平衡）
- 在定义的控制体积和时间段内，水平衡表明输入（降水）等于输出（蒸散量加径流量）加上储存量的变化；这种核算几乎是所有定量水文学的基础。
- 全球水循环分配
- 全球循环的估算量化了大致固定的全球降水如何在海洋和陆地之间分配，以及大陆降水如何分为蒸散和径流，从而构成了社会可用的可再生淡水。
Clinical relevance
水循环决定了维持生态系统、农业和供水的可再生淡水供应；了解其通量是干旱和洪水预报、水资源规划以及评估气候变化如何改变降水和蒸发的依据。
History
对水循环的定量理解源于早期对河流由降雨补给的观察（17世纪的Perrault和Mariotte），通过对蒸发和降水的测量，到现代利用卫星、再分析和陆面模型进行的全球估算，这些模型在大陆和全球尺度上实现了水预算的闭合。
Key figures
- S. Lawrence Dingman
- Wilfried Brutsaert
Related topics
Seminal works
- dingman2015
- brutsaert2005
- oki2006
Frequently asked questions
- 水文循环中水是否会产生或消失？
- 不会。水循环遵循质量守恒：水会改变相态和位置，但在人类时间尺度上，总量基本保持不变，这就是为什么水平衡方程对水文学如此重要。
- 为什么只有一小部分降水会变成径流？
- 落在陆地上的大部分降水通过蒸发和植物蒸腾返回大气，一部分进入土壤和地下水储存；只有剩余部分才成为径流，其分配取决于气候、植被、土壤和地形。