小学生科普知识大全少儿科学常识集锦

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冰川
高纬度和高山地区，地表长期为冰雪覆盖。这些冰雪经过积压和重新结晶，变成具有可塑性的冰川冰。冰川冰在压力和重力作用下，沿着地面缓慢运动，就形成冰川。一般把面积超过0.1平方公里者作为统计对象，世界上的冰川面积占陆地总面积的10.7%。冰川是陆地上的重要水体之一，冰川的储水量约占地表淡水总储量的68.7%，如果全部冰川融化可使世界洋面上升70米。

冰川的发育受到气候、地形等自然地理因素的影响，同时它也对局部地区乃至全球的气候、水分循环、植被、地形和海陆变化产生影响。因此，冰川具有重要的气候学和地质学意义。首先，广阔的冰盖是一个巨大的冷源，如南极大陆形成了一个强大的冷高压中心，使气旋很难深入南极大陆，冰盖中心的年降水量只有数十毫米。因此，冰川的扩展将导致气候变干、变冷。其次，冰川变化将导致海平面变化。如果气候变冷，冰川规模扩大，导致海平面降低；当气候转暖时，冰川后退，导致海平面上升。第三，巨厚的冰层对下覆岩层产生巨大的压力，冰川的变化可引起局部地壳升降。第四，冰川融水是许多河流的重要水源，河流水情的变化深受冰川消融变化的影响。第五，冰川的运动对地表形态的塑造，可形成各种冰川地貌。

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地球上的水循环
地球上的水，在太阳辐射的作用下，不断地从水面、陆面和植物表面蒸发和蒸腾，化为水汽升到高空，然后被气流带到其他地区，在适当的条件下凝结，又以降水的形式降落到地表，在重力作用下形成地表和地下径流。水的这种不断蒸发（蒸腾）、输送、凝结、降落的周而复始的循环过程，叫做水循环。

地球上的水循环根据其强度、规模和路径，存在着大循环和小循环之分。大循环又称全球性水循环，是指海洋水和陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转换运动。从海洋上蒸发的水汽，被气流带到陆地上空，在适当的条件下凝结，形成降水，降落地表。降落地表的水，一部分被蒸发进入大气，一部分被植物截流，大部分沿地表流动，形成地表径流，有的渗入地下，形成地下径流，两种径流最终注入海洋。这种循环是水循环中最重要的一种。陆地上的水就是靠这种循环运动不断得到补充和更新。

小循环又分两种：一是海洋小循环（即海上内循环），即从海洋表面蒸发的水汽，在海洋上空成云致雨（雪），然后再降落到海洋表面上的循环过程。这种循环虽然只在海洋领域内进行，但从参与水循环的量来说却是主要部分；二是陆地水循环（即陆上内循环），即从陆地表面蒸发的水汽或从海洋输送向内陆的少量水汽，在内陆上空成云致雨（雪），然后再降落到大陆表面上，在陆地内消耗，不返回海洋。这种循环大多发生在大陆腹地的内陆区域。

水循环是自然界物质运动和能量转化的重要方式之一，把大气圈、水圈、岩石圈、生物圈相互联系起来，对自然界具有重要意义：（1）促进自然界物质的运动。（2）促进自然界能量的交换。水循环的过程也是水在固态、液态、气态之间的转变过程。水的三态变化要吸收和放出热量，而降水、下渗和径流则会涉及热能、机械能以及动能和势能之间的转化 。（3）维持地球上水的动态平衡，使自然界的水不断得到更新。

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地球上的水量平衡
地球上任一区域在任意时段内，其收入水量与支出水量之间的差额与其蓄水量的变化大致相等，这就是水量平衡。水量平衡是质量守恒原理在水分循环过程中的具体表现，也是水分循环的内在规律。

降水、蒸发和径流是水分循环中三个重要环节，在水量平衡中，它们是三个重要因素。据实际测算，海洋多年平均蒸发量为50.5万km3，海洋上的多年平均降水量为45.8万km3，差额为4.7万km3。陆地上多年平均降水量为11万km3，蒸发量为6.3万km3，余额为4.7万km3，其中有一部分渗入地下补给地下水，一部分暂存于湖泊中，一部分被植物吸收，多余部分最后以河川径流形式回归海洋，补偿了海洋由于蒸发所减少的水量。因此全球的水量得以保持动态平衡。

如果以P表示降水量，E表示蒸发量，R表示径流量。

海洋水量平衡方程式可写为：P=E－R

陆地水量平衡方程式可写为：P=E+R

即海洋降水量等于海洋蒸发量与入海径流量之差，陆地降水量等于陆地蒸发量与入海径流量之和，海洋水和陆地水最后通过径流达到平衡。

全球水量平衡方程式为：E洋+E陆=P洋+P陆即海洋和陆地的多年平均蒸发量之和等于海洋和陆地的多年平均降水量之和，也就是全球多年平均蒸发量与降水量相等。

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地球上的水体分布

地球上的水分布很广泛。它以固态、液态和气态的形式分布于海洋、陆地以及大气之中，形成各种水体，共同组成水圈。其中，海洋是水圈的主体，面积约3.61×108km2，覆盖了地球表面约71%的面积。地球上96.53%的水存在于海洋中。陆地水包括地表水（如河流水、湖泊水、沼泽水等）和地下水。生物水和大气水在地球上含量很少，但却是水圈中较为活跃的因子。我们往往把海洋、河流、湖泊、冰川、地下800米深度以上和大气层7千米以内的水作为水环境的主体。

地球上的总水量达1 385 984.61万亿立方米，占地球质量的万分之二。其中，绝大部分为咸水，淡水只占全球总水量的2.53%。淡水中68.7%为冰川及永久雪盖，30.1%为地下水，前者地处僻远，难以利用，后者需凿井提取，才能利用。余下的1.2%才为可以利用的江河、湖、土壤和大气圈中的水。地球上各种水体的估计储量见表9-1。

表：地球上各种水体的储量

序号	类别	水储量（万亿立方米）	占总储量的百分比%	占淡水储量的百分比%
1	海洋水	1 338 000	96.5
2	地下水	23 400	1.7
	其中地下咸水	12 870	0.94
	地下淡水	10 530	0.76	30.1
3	土壤水	16.5	0.001	0.05
4	冰川与永久雪盖	24 064.1	1.74	68.7
5	永冻土底冰	300	0.022	0.86
6	湖泊水	176.4	0.013
	其中湖泊咸水	85.4	0.006
	湖泊淡水	91	0.007	0.26
7	沼泽水	11.47	0.0008	0.08
8	河网水	2.12	0.0002	0.006
9	生物水	1.12	0.0001	0.003
10	大气水	12.9	0.001	0.04
	总计	1 385 984.61	100
	其中淡水	35 029.21	2.53	100

资料来源：据联合国会议有关文件，1977

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地下水

大气降水降落到地表，其中一部分渗透到地表以下土层里和岩石的孔隙、裂隙及溶洞中，形成地下水。全球地下水分布面积达1.3亿平方公里，总水量830万立方公里，占全球总水量的0.59%，占淡水总量的22%，是人们生活和生产的重要供水水源。地下水的形成与地质条件、自然地理条件和人类活动等因素有关。特别是在地表水较为缺乏和地表水污染比较严重的地区，地下水的开发和利用日益重要。

（1）地下水的类型。不同岩石或地层的透水性存在差异，把透水性好、其中的地下水在重力作用下可自由移动的地层或岩石称为含水层，反之把透水性差的地层或岩石称为滞水层（或隔水层）。按地下水的埋藏条件，地下水可分为上层滞水、潜水和承压水。

图：地下水的类型

（2）泉。泉是地下水的天然露头。无论上层滞水、潜水或承压水都可以在适宜的条件下涌出地表形成泉。它在山区比平原分布普遍。凡是泉温超过当地平均气温的泉水（或者水温超过20℃的泉），叫做温泉。温泉水中一般都含有一定数量的特殊矿物成分，具有医疗作用，目前在旅游方面很受重视。

（3）过量开采地下水的危害。随着社会经济的发展，人类的用水量巨增，许多地区地表水资源严重不足，使人们转而大规模开发利用地下水，造成开采量超过补给量，结果造成地下水枯竭，引起地面下沉、甚至塌陷，致使地面建筑物受到影响，在沿海地区引起海水倒灌等一系列问题。地下水过量开采主要发生在大城市。例如，北京市因超采地下水形成的地下“漏斗” 面积达1000多平方千米；位于太行山前冲积扇上的石家庄市因超采地下水造成的地下“漏斗” 范围与河北平原中部的冀枣衡漏斗连成了一体，面积达5000多平方千米；上海市因大量开采地下水造成地面沉降，下沉幅度达2米多。

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河流
地表水在重力作用下，经常性地（或间歇性地）沿着陆地表面上的线形洼地流动，形成河流。河流在我国有江、河、川、溪、涧等不同称呼。

（1）水系。水系是在一定集水区内，大大小小河流构成的脉络相连的水道系统。比较大的河流一般取长度最长或水量最大的作为干流，流入干流的河流叫做支流。河流一般都有河源和河口。河源是河流的发源地，是河流的起点，一般指最初具有地表水流形态的地方。河源以上可能是冰川、湖泊、沼泽或泉眼。河口是河流流入海、河、湖的地方，是河流的终端。其中，流入海洋的称为外流河，如世界著名的亚马孙河、尼罗河、长江、密西西比河等；注入内陆湖泊或沼泽，或因渗漏、蒸发而消失于荒漠中的称为内陆河，如我国新疆的塔里木河。在河口处经常有泥沙堆积，有时分汊现象显著，在入海、湖处形成三角洲。

河源到河口两端的高度差叫落差，单位河长内的落差叫比降。大的河流还可以分为上、中、下游三段。一般而言，上游河床窄，比降大，流速大，流量小，冲刷占优势，河槽多为基岩或砾石；中游河床比降渐缓，流速减小，流量加大，冲刷淤积都不严重，河槽多为粗沙；下游河床平坦，河道宽广，比降小，流速小而流量大，淤积占优势，多浅滩或沙洲，河床多细沙和淤泥。

水系特征包括河流长度、河网密度和河流的弯曲系数等。河流长度（河长）是指河源到河口的轴线长度。河网密度是指单位流域面积内河流总长度。它表示一个地区河网的疏密程度，能综合反映一个地区的自然地理条件。河流的弯曲系数是某河段的实际长度与该河段直线长度的比值。河段越弯曲，弯曲系数越大，越不利于航运和排洪。

（2）流域。流域是地面和地下水汇入河流并补给河流的区域，也可以说是地表水的集水面积。两个流域之间的界线称为分水线或分水岭。流域的特征主要包括流域面积、流域形状、流域的不对称系数、流域长度和平均宽度、平均高度和平均坡度等。它们对河流的水情要素有着直接的影响。

（3）水情要素。水情要素是用以表达水流情势变化的主要尺度。主要包括水位、流速、流量、泥沙、水化学、水温和冰情等。水位是指河流中某一基准面上的水面高程。流速是指河流中水质点在单位面积内移动的距离，单位为m/s。流量指单位时间内流经某一过水断面的水量，单位为m3/s。水温指河水的温度，太阳辐射和河水的补给特征是影响水温的主要因素。含沙量指单位体积河水中所含泥沙的质量，单位是kg/m3。水化学是指河水的化学组成、性质及其在时空上的变化，以及它们同环境之间的相互关系。河水是一种成分极其复杂的溶液，其溶质成分和含量与流经地区的土壤、岩石和植被等因素有关。生产实践中，无论是生活用水、农业用水还是工业用水都要考虑水的化学成分。随着现代工农业生产的发展，河流水化学发生了很大变化，河水污染越来越严重。水化学的组成也成为研究河流污染程度的重要指标。

（4）河流补给。河水的来源叫做河流的补给。根据河流补给形式的不同，一般可分为雨水补给、融水补给、湖泊和沼泽补给以及地下水补给等类型。

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湖泊
湖泊是陆地表面具有一定规模的蓄水洼地，是湖盆、湖水和湖中物质相互作用的自然综合体。一般来说，面积在1平方千米的有水洼地才叫湖泊。全世界各大陆均有湖泊分布，全球湖泊总面积约2 700 00平方公里，占全球大陆面积的1.8%，其中以北欧和北美的湖泊最多。其中，北美洲的苏比利尔湖面积82680平方公里，容积11600立方公里，是世界上最大的淡水湖；亚洲的贝加尔湖深达1620米，是世界上最深的湖泊。

（1）分类。根据湖盆的成因，湖泊可以分为以内力作用为主形成湖盆的湖泊和以外力作用为主形成湖盆的湖泊。前者有构造湖（如洱海、贝加尔湖等）、火山口湖（如长白山天池）、堰塞湖（如五大连池）等。后者有河成湖（如洪泽湖）、海成湖（如西湖）、冰成湖（如芬兰、瑞典的湖泊群以及我国西藏高原的一些湖泊）、风成湖（如内蒙古的一些湖泊）等。

（2）功能意义。湖泊具有多种功能，它蕴藏着大量的水利、水力资源，给我们以灌溉、航运、发电和调节径流之利；湖泊是重要的自然资源，它含有或埋藏着盐、碱、硝、石膏等矿产资源和富集着多种稀有元素，可为化学工业和国防工业提供重要原料；它还养育着鱼、虾、蟹、贝、菱、藕等动、植物，成为人们的食物来源。湖泊是独特的生态系统，它对当地的气候、生态等都具有一定的影响。