水循环 （英语：Water cycle ），也称为水文循环 （英语：hydrologic cycle ，或是英语：hydrological cycle ），是种生物地球化学循环 ，描述水 在地球 表面、上空、地表之下的持续移动。长期而言，地球上的水质量均维持相当恒定，但以冰 、淡水 、盐水 和大气层 中水分等形式分布的状况则会根据各种气候变率与变化 而各不相同。水通过蒸发 、蒸散 、凝结 、降水 、渗透 地表径流 和地下水流 汽状 。海洋在水循环中具有关键作用，因为全球86%水蒸发量源自海洋。[ 1]
美国地质调查局 （USGS）制作的地球水循环图解。水循环涉及能量交换，能量交换会导致温度 变化。当水蒸发时，会吸收周围环境的能量，而产生冷却作用。当水凝结时会释放能量，让环境变暖。这类热交换会对气候 造成影响。
水循环中的蒸发阶段可把水净化，之后以淡水形式沉降，补充地表水 和地下水 。液态水和冰在移动时会把矿物质输送到全球各地。水还会透过侵蚀作用 和沉积作用 等重塑地球的地质特征。水循环对于维持地球上大多数生命和生态系统 有非常重要的作用。
另一水循环图解（2016年制作） 国家航空暨太空总署 （NASA）制作，叙述水循环的短片。[ 2]
水循环的动力来源是太阳输出的能量。这种能量把海洋中的水加热后以水蒸气形式进入大气中。有些冰和雪 会直接升华 成水蒸气。蒸发散 是透过植物的蒸散作用 ，及从土壤蒸发而出的水分。水分子H2 O的分子量 比大气中主要成分 - 氮 气 (N2 ) 和氧 气 (O2 ) 为小，因而有较小的密度。由于这种显著的密度差异，浮力 会把潮湿空气往上推升，当抵达一定海拔高度，气压降低，温度下降（参见气体定律 云 ，而接近地表的微小水滴凝结后则成为雾 。
大气环流 带着水蒸气在全球流动，云中水滴碰撞、成长，之后以降水的形式从高层大气落下。一些降水则为雪、冰雹 或雨夹雪 的形式，也会积聚在冰盖 和冰河 中长达数千年。大多数的水是以雨 的形式落到海洋或陆地上，在地表的水会以地表径流形式出现。部分径流进入河流，然后流向海洋。径流和从地下涌出的水（地下水）可以淡水的形式储存在湖泊中。并非所有径流都流入河流，而是大部分经渗透作用进入地表之下。一些水会渗透到地下深处，为含水层 做补充，含水层可长期储存淡水。一些渗透水停留在接近地表处，会经地下水排放，回渗进入地表水体 （和海洋），或者被植物吸收后，通过蒸散作用，以水蒸气形式进入大气。一些地下水会在地表以泉 水的形式涌出。在河谷和河漫滩 （也称泛滥平原）上，伏流带
海洋在水循环中具有关键的作用。海洋拥有“地球上97%的水、全球78%的降水发生在海洋上，全球蒸发量有86%源自海洋”。[ 1]
水的移动及形式变化过程图
水循环过程包含有：
平流
有大量的水在大气中移动。[ 3] 平流 大气河流 能长距离移动大量水蒸气，是平流作用的一例。[ 4]
凝结
空气中的水蒸气转变为液态水滴，形成云和雾。[ 5]
凝华 指的是水蒸气直接变成冰的现象。
蒸发
水从地表或水体受热蒸发，从液态形式转变为气态，而移动到大气中。[ 6] 太阳辐射 [ 7] [ 8]
渗透
水从地表渗透进入地下，变成土壤水分或是地下水。[ 9] 稳定同位素 的研究显示，并非所有土壤水分都会用于地下水补给 ，或是供植物蒸发散之用。[ 10]
拦截
这种拦截（水）
渗流
这种渗流 指的是水因重力 作用，直接垂直往下穿过土壤和岩石的作用。
降水
水蒸气在凝结后沉降到地表。大多数降水是以雨的形式出现，但也包括雪、冰雹、雾滴 霰 和雨夹雪。[ 11] [ 7] [ 12] [ 12] [ 8]
径流
水在陆地上有几种移动方式。包括地表径流以及渠道流动
积雪融化
积雪融化后所产生的径流。
升华
水分从固态（雪或冰）不经液体阶段，直接转变为水蒸气。[ 13]
地下水流
指的是地下渗流带 和含水层中的水流，可能会返回地表（例如涌泉或受到抽取），或最终渗入海洋。水分受到重力或是重力产生的压力，会返回比其渗透处更低的地表。地下水流通常移动缓慢，同时也补充缓慢，因此可在含水层中留存达数千年之久。
蒸发散
水蒸气从植物和土壤中释放，进入大气。
More information 储藏所在, 平均停留时间 ...
水分于储藏处平均停留时间 [ 14]
储藏所在
平均停留时间
南极洲
20,000年
海洋
3,200年
冰河
20到100年
季节性降雪
2到6月
土壤水分
1到2月
地下水: 浅层
100到200年
地下水: 深层
10,000年
湖泊 （参见湖泊停留时间
50到100年
河流
2到6月
大气
9天
Close
在水文循环中，所谓水分停留时间
地下水可在地表之下停留一万多年后才离开。储存特别久的地下水被称为古地下水 。储存在土壤中的水分所停留的时间甚短，因为其分布广阔，但深度不足，很容易因蒸发、蒸发散、进入溪流或进行地下水补给而流失。蒸发的水蒸气在大气中停留时间约为9天，然后凝结成降水而重回地球。
地球的主要冰盖 - 南极洲和格陵兰 岛 - 储存冰的时间极长。依据可靠的科学方法，可确定南极洲最古老的冰可追溯到距今80万年之前，但平均停留时间并没那么长。[ 15]
在水文学中，停留时间通常是利用储存地点的水体积（假设给定储存处中的水量大致恒定，即质量守恒 ）除以水进入或离开的速率来估计停留时间。[ 16]
另一种估计停留时间的方法是测量水中的同位素 ，这种方法越来越受普遍采用。此为一种同位素水文学
水循环描述的是驱动水在整个水圈 中移动的过程。但实际情况是地球上长期“储存”的水量远多于循环移动的水量。地球上绝大多数水的储藏所在是海洋。估计全球13.86亿立方公里的供水量中，约有13.38亿立方公里储存在海洋中（约占97%）。估计进入水循环的蒸发水约有90%由海洋提供。[ 17] [ 18]
全球变暖会逐渐导致极端天气 事件更频繁发生。[ 19] :Figure SPM.6 IPCC第六次评估报告 标准差 后，其干燥程度将会与1850-1900年期间排名第九干旱的年份相当。从20世纪中叶起，人为造成的气候变化导致全球水循环发生显著的变化。[ 20] :85 IPCC第六次评估报告 中由第一工作组于2021年发布的报告，预测这些变化将在全球和地区之内持续显著增长。[ 20] :85 这些发现是2007年发表的IPCC第五次评估报告 和政府间气候变化专门委员会 （IPCC）所发表其他特别报告中取得科学共识后的延续，这些报告均指出水循环将在整个21世纪中持续“增强” 。[ 21]
全球冰河退缩 也反映出水循环发生变化的情况，降水提供给冰河的水量无法跟上由融化和升华造成的损失。全球自1850年以来因全球变暖，各处冰河均大幅退却。[ 22] :1273
不透水表面
人类对水循环的影响，以及全球水储存处（图中文字被框住者）及通量（文字未被框住者）。[ 23] 人类活动中除温室气体排放 会影响水循环外，别的活动也会造成影响。 IPCC第六次评估报告指出，“大量证据显示土地利用 改变（如由土地开发 土地覆盖 [ 24] :1153
土地利用变化的案例包括有把农田转变为城市，或是砍伐森林。这种变化会影响土壤吸收地表水的能力。森林砍伐 还会“直接减少局部土壤湿度、蒸发和降雨量，也会造成区域气温变化，而影响降水模式”。[ 24] :1153 在含水层抽水，或超额抽水 以及取用古地下水会把水圈中的总体水量增加，这类“原来储存在地下的水，如今因直接接触到大气，而被蒸发”。[ 24] :1153
水循环本身就是生物地球化学循环 ，而在地球表面上方和地下的水流是生物地球化学循环组成中的关键成分。[ 25] 磷 几乎全由径流输送进入水体。[ 26] 盐度 就是陆地上的盐经侵蚀及溶解后迁移而来。湖泊的优氧化 主要是由于农田施肥过量，其中的磷经径流及河流携带进入的结果。径流和地下水流在把氮 从陆地输送到水体方面具有重要作用。[ 27] 密西西比河 出口处的死区 硝酸盐 从农田中被水携带，沿着河流系统进入墨西哥湾 的结果。径流也在碳循环 中发挥作用，同样是通过运送侵蚀岩石和土壤的结果。[ 28]
主条目：大气逸失
地球大气层上部的流体动力风让氢 等较轻化学元素向上移动到热圈界面 散逸层 的下限），当达到逃逸速度 后，会在不影响其他气体颗粒的情况下进入外太空 。这种从行星（地球）进入太空的气体逸失被称为大气逸失。[ 29] [ 30]
远古时期的人普遍认为陆地漂浮在水面上，而河流的水大部分源自地下。这类信念可在荷马 （约公元前800年）的作品中看到。
古代近东 的希伯来语 学者观察到，即使河流不停流入大海，大海也不会被添满。有学者认为以下这段话这完整描述此时期对于水循环的概念：“风往南吹，又往北吹，不断来回，走的是循环路线。所有河流均入海，而海未被填满。江河回到其发源处，然后重新再来”（旧约 圣经诗歌智慧书《传道书 》第四卷1:6-7）。[ 31] 所罗门 （大卫王 和拔示巴 之子）时代，“三千年前，[ 31] [ 32] 阿摩司 在公元前793–740年期间指出：水源自海洋，然后倾倒到陆地上（《阿摩司书 》5:8）。[ 33]
在希伯来圣经 《约伯记 》（公元前7世纪至2世纪之间完成）中，[ 32] [ 31]
古希腊 学者大约于公元前500年推测大部分河流中的水可归因于降雨。那时人们也知道雨的起源。但这些学者仍然相信从地底涌出的水是河水的主要来源。这种概念的例子包括有阿那克西曼德 （公元前570年）（他也推测陆地动物系由鱼类进化而来（参见演化思想史 ）[ 34] 色诺芬尼 （公元前530年）。 [ 35] 吕氏春秋 （公元前239年）以及老子 （约公元前四世纪）的道德经 中也有类似的想法。[ 36]
把水循环当作一个封闭循环的想法可在阿那克萨哥拉 （公元前460年）和阿波罗尼亚的第欧根尼 （公元前460年）的著作中找到。柏拉图 （公元前390年）和亚里士多德 （公元前350年）都推测渗滤是水循环中的一道过程。亚里士多德在其著作《天象论 》正确假设太阳在地球的水循环中发挥作用，他写道：“通过太阳的作用，每天最优质、最甜的水会形成蒸气，并上升到上部区域，然后再次被低温凝结，而返回地球。”，他相信云是由冷却和凝结的水蒸气所组成。[ 37] [ 38]
直到文艺复兴 时期，人们仍有错误的想法，认为仅靠降水将不足以供应河流来完成水循环，而从海洋涌出的地下水是河水的主要来源。巴塞洛缪 列奥那多·达芬奇 （公元1500年）和阿塔纳奇欧斯·基尔学 （公元1644年）也抱持这种观点。
伯纳德·帕利西 皮埃尔·佩罗 [ 39]
Water主题 Ecology主题
advection . National Snow and Ice Data Center. [2018-01-15 ] . （原始内容存档 于2018-01-16）.condensation . National Snow and Ice Data Center. [2018-01-15 ] . （原始内容存档 于2018-01-16）.evaporation . National Snow and Ice Data Center. [2018-01-15 ] . （原始内容存档 于2018-01-16）.The Water Cycle . Dr. Art's Guide to Planet Earth. [2006-10-24 ] . 原始内容存档于2011-12-26.Hydrologic Cycle . Northwest River Forecast Center. NOAA. [2006-10-24 ] . （原始内容存档 于2006-04-27）.precipitation . National Snow and Ice Data Center. [2018-01-15 ] . （原始内容存档 于2018-01-16）.sublimation . National Snow and Ice Data Center. [2018-01-15 ] . （原始内容存档 于2018-01-16）.Jouzel, J.; Masson-Delmotte, V.; Cattani, O.; Dreyfus, G.; Falourd, S.; Hoffmann, G.; Minster, B.; Nouet, J.; Barnola, J. M.; Chappellaz, J.; Fischer, H.; Gallet, J. C.; Johnsen, S.; Leuenberger, M.; Loulergue, L.; Luethi, D.; Oerter, H.; Parrenin, F.; Raisbeck, G.; Raynaud, D.; Schilt, A.; Schwander, J.; Selmo, E.; Souchez, R.; Spahni, R.; Stauffer, B.; Steffensen, J. P.; Stenni, B.; Stocker, T. F.; Tison, J. L.; Werner, M.; Wolff, E. W. Orbital and Millennial Antarctic Climate Variability over the Past 800,000 Years (PDF) . Science. 10 August 2007, 317 (5839): 793–796 [2023-08-18 ] . Bibcode:2007Sci...317..793J PMID 17615306 S2CID 30125808 doi:10.1126/science.1141038 存档 (PDF) 于2017-10-10）. IPCC, 2021: Summary for Policymakers . In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, US, pp. 3−32, doi:10.1017/9781009157896.001. Arias, P.A., N. Bellouin, E. Coppola, R.G. Jones, G. Krinner, J. Marotzke, V. Naik, M.D. Palmer, G.-K. Plattner, J. Rogelj, M. Rojas, J. Sillmann, T. Storelvmo, P.W. Thorne, B. Trewin, K. Achuta Rao, B. Adhikary, R.P. Allan, K. Armour, G. Bala, R. Barimalala, S. Berger, J.G. Canadell, C. Cassou, A. Cherchi, W. Collins, W.D. Collins, S.L. Connors, S. Corti, F. Cruz, F.J. Dentener, C. Dereczynski, A. Di Luca, A. Diongue Niang, F.J. Doblas-Reyes, A. Dosio, H. Douville, F. Engelbrecht, V. Eyring, E. Fischer, P. Forster, B. Fox-Kemper, J.S. Fuglestvedt, J.C. Fyfe, et al., 2021: Technical Summary （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ）. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ） [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, US, pp. 33−144. doi:10.1017/9781009157896.002. Fox-Kemper, B., H.T. Hewitt, C. Xiao, G. Aðalgeirsdóttir, S.S. Drijfhout, T.L. Edwards, N.R. Golledge, M. Hemer, R.E. Kopp, G. Krinner, A. Mix, D. Notz, S. Nowicki, I.S. Nurhati, L. Ruiz, J.-B. Sallée, A.B.A. Slangen, and Y. Yu, 2021: Ocean, Cryosphere and Sea Level Change （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ）. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ） [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, US, pp. 1211–1362 Abbott, Benjamin W.; Bishop, Kevin; Zarnetske, Jay P.; Minaudo, Camille; Chapin, F. S.; Krause, Stefan; Hannah, David M.; Conner, Lafe; Ellison, David; Godsey, Sarah E.; Plont, Stephen; Marçais, Jean; Kolbe, Tamara; Huebner, Amanda; Frei, Rebecca J. Human domination of the global water cycle absent from depictions and perceptions (PDF) . Nature Geoscience. 2019, 12 (7): 533–540. Bibcode:2019NatGe..12..533A ISSN 1752-0894 S2CID 195214876 doi:10.1038/s41561-019-0374-y （英语） . Douville, H., K. Raghavan, J. Renwick, R.P. Allan, P.A. Arias, M. Barlow, R. Cerezo-Mota, A. Cherchi, T.Y. Gan, J. Gergis, D. Jiang, A. Khan, W. Pokam Mba, D. Rosenfeld, J. Tierney, and O. Zolina, 2021: Water Cycle Changes （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ）. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ） [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, US, pp. 1055–1210, doi:10.1017/9781009157896.010. Morris, Henry M. Science and the Bible Trinity Broadcasting Network. Chicago, IL: Moody Press. 1988: 15.
Merrill, Eugene H.; Rooker, Mark F.; Grisanti, Michael A. (2011). The World and the Word. Nashville, TN: B&H Academic. p. 430. ISBN 9780805440317 . 
.jpg)
