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地球上的水分通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、径流等过程不断转化、迁移的现象，又称水分循环或水循环。 水文循环由一系列复杂的过程和路径组成。如图所示，水从海洋和陆地蒸发成为大气中的水汽，水汽被气流抬升和携带输送到高空和各地，在适当条件下凝结，以雨、雪和雹等形式降落到海洋或陆地上。陆地上的降水一部分被植物截留，另一部分或沿地面流动形成地表径流、或渗入地下补给土壤水和地下水，形成壤中流或地下径流。地表径流、壤中流和地下径流汇入河流，注入海洋或内陆湖泊，形成水文循环。
水文循环示意图
水文循环由海洋的、大陆的以及各种不同尺度的局部循环系统组成，它们相互联系、周而复始，形成庞大而复杂的动态系统。水文循环的范围，向上伸展到大气层约15km高，向下深入到地壳平均约1.0km深之间的大气圈、岩石圈和生物圈中。形成水文循环的内因是水在自然条件下能进行液态、气态和固态相互转化的物理特性，推动水文循环系统的能量是太阳的辐射能和水在地球引力场所具有的势能。全球每年平均约有57.7万km3的水参加水文循环，但在一个大陆、一个区域或一个流域内，水的数量在不断变化，时空分布不均匀。一个地区的水文循环特点，主要决定于该地区的气候、地貌、地质、植被等自然地理条件。随着社会的发展，人类活动也影响到天然水环境，进而影响全球或区域的水文循环。 水文循环是地球上最主要的物质循环之一，对地球生态与环境的形成、演化和人类生存都有重大的影响和效应:①它实现了地球水圈中各水体的水分交换和更新（参见全球水资源）；②直接影响一个地区的气候；③使水成为重要的地质营力，实现地球化学物质的迁移，塑造地貌；④为人类提供可再生的淡水资源。因此，水文循环是水文学研究的主要对象和出发点。 古代许多哲学家和思想家探讨和思索过水文循环，其中包括诗人荷马、哲学家柏拉图和亚里士多德。中国《吕氏春秋·圜道》篇也论述过水文循环现象，但多带臆测的成分。欧洲文艺复兴以后，对于水文循环的理解逐渐建立在科学观测的基础上，开始了对降雨、径流等水循环要素的定量观测，利用水量平衡原理进行实验和分析。20世纪60年代以来，水文循环逐渐被视为一种动力平衡系统，并运用现代科学技术理论和方法对这种系统进行模拟，以期更清晰地揭示水文循环的物理机制。
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