水循环中的物态变化

水乃生命之源，是一切生命机体的组成物质和生命代谢活动所必需的物质，水又是人类进行生产活动的重要资源，地球上的水是一个永不停息的动态系统，它不断地通过运动和状态的变化从一个低圈转向另一个低圈，或从一种空间转向另一种空间，周而复始，形成了水循环，正是因为水循环，才使得地球上的水资源不断更新，维系着全球水的动态平衡，同时进行着能量交换和物质转移，缓解不同纬度间热量收支不平衡的矛盾，不断地塑造_地表形态，形成了千变万化的地球世界，那么地球水循环的原因是什么?在循环过程中水的状态又是如何变化的呢?

水在自然界中有着各种各样的存在形态――云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹、水蒸气……即水在自然界同时以液态、固态和气态存在着，而且三态之间不停地进行转化。正是因为水在通常环境条件下气态、液态、固态易于转化的特性及地球上的水分布广泛，贮量巨大，成为水循，环的物质基础，加之地球上太阳辐射的强度不均匀，以及昼夜温度的变化促成了水在自然界不断经历着三种状态及空间的循环变化，

其实水循环中物态变化与我们的生活是密切相关的，因为它促成了自然界中天气的变化，在各种天气现象中，同学们最熟悉和关注的。恐怕是云、雾、雨、露、霜、雪、冰雹等现象了，因为这些现象直接影响到人们的生产、交通和日常生活，那么，它们产生的原因和物理过程又是怎样的呢?

要弄清这些问题，首先要从云说起，在白天气温较高，大海、湖泊、河流、土壤和植物中的水蒸发后，致使空气中含有大量的水蒸气，这种看不见的气体，虽然在大气中占的比例很小，但却是造成天气变化中一个必要的“角色”，当这些水蒸气上升到较冷的高空以后，一部分液化成为小水滴，一部分凝华成小冰晶，这些大量的小水滴和小冰晶就共同组成了天空中的云，

再说雨、雾、露、冰雹、雪和霜，

雨：当天空的云越聚越多、越聚越厚的时候，云中的小水滴或小冰晶，随着气流的急速升降而上下运动，其中大水滴吞并了小水滴，壮大了自己，吞并的结果是很快增大到空气再也承托不住它的状态，这时，它便会从高空掉下来，在下落的过程中，冰晶吸热熔化成水滴，与原来的水滴一起落到地面，这就是我们经常可以看到的雨，

雾：在夜间，地面附近的空气温度较低，如果空气中含有的水蒸气较多，空气中又有较多的浮尘，气温足够低时，水蒸气遇冷便会液化成小水珠附在浮尘上，和浮尘一起漂浮在空气中，这就是雾，雾会使地面附近的能见度降低，从而容易引发交通事故，所以雾较浓的时候，我们要关闭高速公路以及机场，

露：天气较热时，空气比较湿润，当夜间温度下降时，地面附近空气中的水蒸气便会向植物的茎、叶表面放热，液化成小水滴并附着在它们的表面，这就是露，

冰雹：冰雹和雨、雪一样都是从云里掉下来的，不过下冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云，它和一般的云有些不同，这种云上升运动特别剧烈，常升高到几千米甚至一、二万米，且云层也特别厚，人们常把它叫做积雨云，在积雨云中，空气的上升气流挟带着大量的水汽，急速地上升到高空。然后又很快地变冷，这时水汽立即凝华成小冰晶，又从高空掉下来，经过一层温度在0℃以下但还没有冻结的冷水层，于是冷水便在冰晶上凝固，成为一层不透明的冰，这样，小冰晶变成了较大的“雪珠”，由于雪珠比一般的冰晶重，一旦上升气流较弱时，便马上下落，且表面开始熔化；如果这时它又遇到强烈的上升气流，又会使上述物理过程重新循环，如此在雪珠外面，不断地裹上一层层“冰衣”，直到上升气流再也承托不住它的时候，雪球便掉了下来，这就是我们常见的冰雹，

雪：当水蒸气上升到很冷的高空时，气温降到0℃以下，云中的水蒸气便会凝华成为成六角形的冰花。冰花不断地聚集在一起，当其所受重力足够大时，形成雪片或者雪团降落下来，这就是雪，

霜：深秋和初冬季节，由于晚上温度很低，有时可降到0℃以下。这时地面附近空气中的水蒸气在地面或植物的茎、叶上放热，凝华成小冰晶，这就是霜，霜是一种白色的冰晶，多形成于夜间，少数情况下，在日落以前太阳斜照的时候就开始形成，通常，日出后不久霜就升华了，但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方，霜也能终日不消，它常会使农作物遭受冻害，

地球上的水圈就是如此在太阳辐射和地球引力的推动下不断地发生着丰富的物态变化和不停地运动着，促成了全球范围内水的大循环，由此把各种水体连接起来，使得各种水体能够长期存在，水循环是一个多环节的自然过程，全球性的水循环涉及蒸发、大气水分输送、地表水和地下水循环以及多种形式的水量贮蓄，海洋和陆地之间的水交换是这个循环的主线，意义最重大，在太阳能的作用下，海洋表面的水蒸发到大气中形成水汽，水汽随大气环流运动，一部分进入陆地上空，在一定条件下形成雨雪等降水；大气降水到达地面后转化为地下水、土壤水和地表径流，地下径流和地表径流最终又回到海洋，由此形成淡水的动态循环，这部分水容易被人类社会所利用，具有重要的经济价值，这正是我们平时所说的水资源，

当前人们已经把水循环看作为一个动态有序的系统，水循环对于人类社会及生产活动有着重要的意义，正是由于水循环的存在，使人类赖以生存的水资源得到不断的更新，成为一种再生资源，从而可以永久使用，使各个地区的气温、湿度等不断得到调整，此外，人类的活动也在一定的空间和一定尺度上影响着水循环，比如目前“人工增雨”已经成为人类向天空这个天然大水库索要水源以缓解旱情、解决淡水资源紧缺的重要手段和方法，研究水循环与人类的相互作用和相互关系，对于合理开发水资源，管理水资源，进而改造大自然具有深远的意义，不过，人类活动也不断改变着自然环境，越来越强烈地影响水循环的过程，人类构筑水库，开凿运河、渠道、河网，以及大量开发利用地下水等，改变了水的原来径流路线，引起水的分布和水的运动状况的变化，农业的发展，森林的破坏，引起蒸发、径流、下渗等过程的变化，城市和工矿区的大气污染和热岛效应也可改变本地区的水循环状况，我国水资源的总量不少，但人均、亩均水资源量很少，我国水资源总量为28124亿立方米，其中河川、径流27115亿立方米，少于巴西、前苏联、加拿大，居世界第四位，但我国人均水量只有2350立方米，只有世界人均占有水量的27％，根据149个国家按1990年人口统计的人均占有水量由多到少排列，中国排在第110位，可见我国也是一个严重缺水的国家，水是人类生命的资源，是动、植物的好朋友，但据专家统计：地球在2100年，地壳上的水将会给人类用光!可目前仍有很多人不留意水是多么的珍贵，我们应该警告这些人：不应该把宝贵的水资源白白地浪费掉，应该依

据水的物态变化规律和循环特点，努力建立节水型社会，有效地利用生命之水，滋润绿色的生命，滋润人类共同的家园!

读完此文，请同学们牛刀小试一下：

1、大气中的水蒸气主要来自地球表面，江河湖海中的水，潮湿的土壤，动、植物中的水分，时刻被

到空气中变成气态，寒冷地区的冰雪，虽然温度远低于0℃，但也在缓慢地______这些水蒸气进入大气后，成云致雨，有的______变为霜，有的______形成露，然后又返回地面，渗入土壤或流入江河湖海，

2、液态的水。可以______为固态的冰，也可以______为气态的水蒸气：气态的水蒸气可以

为液态的雾、雨、露，也可以______为固态的冰晶、雪、霜；而固态的冰、雪、霜可以为液态的水，也可以______为气态的水蒸气，因此雨、露、霜、雪是水循环过程中的产物，

3、如图是大自然中水循环现象的示意图，江、河、湖、海以及大地表层中的水不断地蒸发变成水蒸气，当含有很多水蒸气的空气升入高空时，水蒸气的温度降低凝成小水滴或凝成小冰晶，这就是云，在一定条件下，云中的小水滴和小冰晶越来越大，就会下落，在下落过程中。小冰晶又变成小水滴，与原来的水滴一起落到地面，这就形成了雨，

(1)请依次写出上文划线处涉及到的物态变化的名称______、______、______；

(2)上面三种物态变化中，属于吸热的是：______；

4，下面关于云、露、雾、霜形成的叙述中，正确的是(　)，

A、云是水蒸气升入高空时，温度降低凝结成小水滴和凝华成小冰晶而形成的

B、雾是浮在浮尘上的空气液化形成的

C、露是云中的小冰晶熔化形成的小水滴

D、霜是空气中的水蒸气先液化为小水珠，而后又凝固成小冰晶

5、冬天，小刚的奶奶早晨将洗好的衣服拿到室外晾晒，小刚发现晾晒的衣服在冒热气；中午，他放学回来，发现这些衣服变硬了；傍晚，奶奶将衣服收到室内，小刚发现衣服干了：过了一会儿，一小部分没干的地方又湿了；第二早晨，小刚又发现本来湿的又干了，讨论一下上述情景中有哪些物理现象?

6，我国属于缺水国家，节约用水应从我做起，请你写出日常生活中的两项节水措施，

参考答案：

1、蒸发　升华　凝华　液化　2、凝固汽化　液化　凝华　熔化　升华　3、(1)液化　凝华　熔化　(2)熔化　4、A　5、略6、(1)把洗菜、洗米的水用来浇花(2)拖完地的水可以用来冲马桶 (3)洗脸、洗澡和刷牙时，要挤牙膏、擦沐浴液，必须关好水龙头和热水器的开关，等等……