물의 순환
다른 표기 언어 hydrologic cycle요약 물의 순환에 포함되는 과정 중 가장 중요한 과정은 증발, 식물의 증산작용, 응결, 강수, 유수 등이다. 증발은 물을 지표면에서 대기 중으로 옮기는 것이다. 증발에 의해 물은 액체 상태에서 기체상태인 수증기로 변한다. 증산은 식물 잎의 미세한 기공을 통해 물이 증발되는 것이다. 물이 수증기 상태에서 액체 상태로 전이되는 과정을 응결이라 하는데 응결은 당시의 기온에서 공기가 증발을 통해 받아들일 수 있는 수증기의 양보다 더 많은 수증기를 포함하고 있을 때 일어난다. 이 현상은 온도가 서로 다른 두 공기의 혼합이나 냉각에 의해 일어나며, 대기 중의 수증기는 응결에 의해 강수로 바뀐다. 일부는 증발에 의해 다시 대기 중으로 돌아가고 일부는 식물에 흡수된 후 잎의 표면에서 증산된다. 또 일부는 토양 속으로 침투되고 나머지는 흘러서 바다로 간다.
물의 순환에 포함되는 많은 과정 중 가장 중요한 과정은 증발, 식물의 증산작용, 응결, 강수, 유수 등이다. 순환계 내에서 물의 총량은 항상 유지되지만 다양한 과정 중의 물의 분포는 계속적으로 변화한다.
순환의 주요과정 중 하나인 증발은 물을 지표면에서 대기 중으로 옮기는 것이다. 증발에 의해 물은 액체 상태에서 기체상태인 수증기로 변한다. 이 전이는 물분자가 물의 표면을 이탈하기에 충분한 운동 에너지를 공급받았을 때 일어난다. 증발에 영향을 주는 주된 요인은 온도·습도·풍속·태양복사이다. 총증발량을 직접 측정하는 것은 어려운 일이며 단지 한 지점에 대해서만 측정이 가능하다.
물 증발의 주된 원천은 해양이지만 토양·눈·얼음 등에서도 일어난다. 눈과 얼음에서 증발이 일어날 때는 물이 고체에서 직접 수증기로 되는 승화현상이 일어난다. 증산은 식물 잎의 미세한 기공을 통해 물이 증발되는 것이다. 실무적인 목적상, 지상의 물·토양·눈·얼음·식물 및 다른 모든 표면에서 일어나는 증산과 증발을 총칭해 증발산 또는 총증발이라 한다.
수증기는 대기 중 수분의 주요형태이다. 대기 중에서 그 양은 적지만 이슬·서리·안개·구름·강수 등에 수분을 공급하는 중요한 역할을 한다. 실제로 대기중 모든 수증기는 고도 10~13㎞ 이하의 대류권 내에 제한적으로 분포되어 있다(→ 습도). 물이 수증기 상태에서 액체 상태로 전이되는 과정을 응결이라 한다. 응결은 당시의 기온에서 공기가 증발을 통해 받아들일 수 있는 수증기의 양보다 더 많은 수증기를 포함하고 있을 때 일어난다.
이 현상은 온도가 서로 다른 두 공기의 혼합이나 냉각에 의해 일어나며, 대기 중의 수증기는 응결에 의해 강수로 바뀐다. 지상으로 떨어진 강수는 4가지 중요한 형태로 분포하게 된다. 일부는 증발에 의해 다시 대기 중으로 돌아가고 일부는 식물에 흡수된 후 잎의 표면에서 증산된다. 또한 일부는 토양 속으로 침투되고 나머지는 지표면에서 직접 흘러 바다로 간다(→ 유거수).
토양 속으로 침투된 강수의 일부는 후에 지하수로 흐르게 된다. 유수량은 유수계를 이용해 직접 측정하고 수위도에 각 시간에 대응하는 물의 양을 표시한다. 대부분의 지하수는 토양으로부터 여과된 강수이다. 지하수의 유속은 지표수에 비해 매우 느리며 속도범위는 하루 수㎜에서 수m에 이르기까지 다양하다. 지하수의 운동은 지상에서의 추적물기법과 원격탐사에 의해 연구된다.
얼음도 물의 순환에 중요한 역할을 한다. 지표상의 얼음과 눈은 서리·해빙·빙하 등의 다양한 형태로 나타난다. 토양으로 침투된 물이 얼었을 때 얼음은 지표 밑에서 툰드라 기후 지역의 영구동결대를 이루며 존재하게 된다. 1만 8,000년 전에는 빙하와 빙관이 지구대륙의 약 1/3을 덮고 있었으나 현재는 대륙의 약 12％ 정도가 얼음덩어리로 덮여 있다.