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水循環:各個階段與簡單說明

用簡單的步驟認識水循環:蒸發、凝結、降水與收集,水的三種狀態、物態變化,以及一個在家就能做的簡單實驗。

Polarzinho 穿著黃色雨衣,站在一朵下著雨、面帶笑容的雲前面,水蒸氣的箭頭從水窪升起,旁邊有一顆微笑的太陽。

我今天喝的水,曾經是一朵雲,曾經是雨,也曾經是山上的冰。聽起來像是誇大其辭,但這正是水循環要解釋的事:地球上的水在海洋、空氣和陸地之間不停地循環,而且永遠不會用完。

這裡會介紹水循環的各個階段、水的三種狀態、每一種物態變化的名稱,還有一個能在廚房裡看見這個過程的簡單實驗。

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什麼是水循環?

水循環(又稱水文循環)是水在地表與大氣之間移動的路徑。它以太陽的能量為動力,沒有起點也沒有終點:水只是不斷改變位置與狀態。

水循環的各個階段

  1. 蒸發:太陽加熱海洋、河流和湖泊裡的水,水便以看不見的水蒸氣的形式上升。
  2. 蒸散:植物也會透過葉子釋放水蒸氣。與蒸發合起來,稱為蒸散作用。
  3. 凝結:高空的空氣較冷,水蒸氣會變成微小的水滴,形成雲。
  4. 降水:水滴越來越重,就以雨、冰雹或雪的形式落下。
  5. 收集與入滲:一部分水沿著地表流進河流和大海,另一部分滲入土壤,補充地下水。
  6. 然後循環重新開始。

水的三種狀態

  • 固態:冰和雪。
  • 液態:河水和自來水。
  • 氣態:水蒸氣,你看不見它。

雲和霧不是水蒸氣:它們是細小的液態水滴,或是非常微小的冰晶。

物態變化

  • 熔化:固態變成液態。冰融化。
  • 凝固:液態變成固態。水結成冰。
  • 汽化:液態變成氣態。可以是蒸發(較慢)或沸騰(較快)。
  • 凝結:氣態變成液態。冷的杯子外壁會「冒汗」。
  • 昇華:固態直接變成氣態,不經過液態。雪在寒冷乾燥的空氣中消失。

在海平面上,水在 0 °C(32 °F)結冰,在 100 °C(212 °F)沸騰。

地球上有多少水,我們又能喝多少

  • 地球表面約有 71% 被水覆蓋。
  • 其中幾乎全部,約 97%,是來自海洋的鹹水。
  • 淡水只佔一小部分,而且其中相當大的一部分被凍結在冰河裡。

實驗:會「冒汗」的杯子

  1. 在杯子裡倒入冷水和冰塊。
  2. 把杯子放在桌上約 10 分鐘。
  3. 觀察杯子外壁上的水珠。

那些水珠不是從杯子裡滲出來的。它們來自空氣中的水蒸氣:水蒸氣碰到冰冷的杯壁後冷卻,變回液態。這就是你眼前正在發生的凝結。

Puttide 中的冰、雲與海

在 Puttide 這款 3D 瀏覽器迷你高爾夫中,各個島嶼會讓你聯想到水的各種狀態。有雪地和冰面上的球道,有雲端之間的球道,也有海上的球道。

Puttide 的一條球道位於被水包圍的冰雪島嶼上,有雪松和冰塊
Puttide:冰雪島嶼,水處於固態。
Puttide 的一條球道位於雲端之間的島嶼上,有草地、風車,畫面上顯示 Windmill Way 的名稱

Polarzinho冰、雲和海。水循環變成了一場迷你高爾夫比賽。

Puttide:雲端之間的島嶼,水在這裡蒸發成水蒸氣,再化為雲。
兩條 Puttide 球道位於海上的木製碼頭上,碼頭被燈籠照亮,時間是夜晚
Puttide:海上碼頭的球道,夜晚的景象。

常見問題

水循環有哪些階段?

蒸發、凝結、降水,以及收集(或入滲)。

什麼是凝結?

水蒸氣變成微小液態水滴的過程,例如雲的形成。

什麼是降水?

水從雲中落下:雨、冰雹或雪。

水的三種狀態是什麼?

固態(冰)、液態(水)和氣態(水蒸氣)。

輪到你了

下面各是哪一個階段:水窪變乾、浴室的鏡子蒙上水氣,還有夏天的雨?答案依序是:蒸發、凝結和降水。

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