“水循环和水平衡”的二合一讲解,本文主要内容关键词为:水循环论文,二合一论文,水平论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
水循环和水平衡是各种水体的共同规律,分别从两个侧面反映了水体连续运动的情况。前者着眼于现象本身,重在讲述自然界的水如何通过循环运动将各种水体联系成统一的整体;后者着眼于数量关系,强调指出在这种时刻不停地循环运动中又保持着数量上的相对平衡。此外它们都与区域——海洋或陆地(外流区域和内流区域)有关,如按发生的领域可对水循环进行三类划分,而以上区域根据水平衡原理又有各自的水平衡方程式。
因此,这两部分内容的内在联系很紧。教学中如果忽视这一点,简单地按照教材编写的顺序,先讲水循环,后讲水平衡,则学生经过长时间的注意力集中后,再学水平衡时面对众多数据就会觉得单调乏味,很容易进入疲劳状态,使教学效果大打折扣。
基于此,教学中不妨进行二合一处理,将这两部分内容合并讲解。具体做法是,在结合空白板图讲述水循环过程时,边画箭头表示各环节,边将各环节涉及的水量一并标出,使数据和示意图配合,互为说明,这样每当讲完一种水循环类型后,便可结合示意图分析数据,确定海洋或陆地等区域水量的收入部分与支出部分,填入水平衡表中,最后根据水平衡原理即可推导出该区域水平衡方程式。
这两部分内容的“二合一”实际上是图形和数据这两大信息源的巧妙结合。一方面有了数据作补充,用示意图讲解水循环过程时就显得严谨且有新意,不再是教材简单的重复;另一方面借助示意图的直观,原先单调呆板的数据得以形象化,各区域水量的收支状况一目了然,从而使水平衡原理的分析顺利进行,使水平衡方程式的推导水到渠成。如此穿插讲解,使教学过程错落有致,而又一气呵成,使学生始终处于积极的学习状态,因而效果很好。
具体过程如上页图及全球水平衡表(单位:千立方千米)
水循环示意图(单位:千立方千米)
受太阳辐射影响,地球表面的陆地水和海洋水受热后要蒸发,转换成大气水。通过陆面蒸发(箭头①)、植物蒸腾(箭头②)、水面蒸发(箭头③),陆地上每年约有72个单位的水蒸发到空中,其中外流区域63个单位(箭头④),内流区域9个单位(箭头⑤)。而海洋上每年则有505个单位的水蒸发(箭头⑥)成水汽进入空中,其中458个单位的水汽在海洋上空凝结,形成降水(箭头⑦)又回到海洋。这种循环过程发生在海洋与海洋上空之间,称为海上内循环(即A)。此时海洋水量支出项为蒸发量505个单位,水琳入项为降水量458个单位(填表),收支不平衡,降水量比蒸发量少47个单位,即只有90%以上的蒸发量回到海洋,还有约10%的水量哪里去了?
它们并没有消失。原来广阔海洋面上每年505个单位的总蒸发量中,有47个单位的水汽随气流运行,被从海洋上空送到陆地上空(箭头⑧),会同陆地外流区域每年蒸发掉的63个单位的水汽在陆地上空凝结,形成每年110个单位的降水(箭头⑨)。降落到地面的水,一部分形成地表径流(箭头10),一部分渗入地下(箭头11),形成地下径流(箭头12)。二者经江河汇集,形成每年47个单位径流量,最后又回到海洋。这种循环过程以海洋为源地,发生在海洋与陆地之间,又以海洋为归宿,称为海陆间循环(即B),使海洋水和陆地水通过一系列过程相互转换。因其包括的环节最多,涉及的范围最广,又被称为大循环。虽然海陆间循环涉及的水量(47个单位)只占海洋蒸发量(505个单位)的10%以下,远不如海上内循环的数量那么巨大,但对人类来说意义更为重要。因为通过这种循环,海洋不断向陆地供应淡水,使陆地上的水不断得到补充而得以更新,如全球河水平均每16天多就跟降水轮换一次,从而使水资源得以再生。
对海洋来说,47个单位的径流量是水量的收入部分(填表),加上降水量(458)正好等于水量的支出部分——蒸发量(505)。因此根据水平衡原理,海洋的多年平均水平衡方程式为:降水量(P[',0])=蒸发量(E[',0])-径流量(RO),从多年平均来看,海面没有明显升降现象。″
对陆地外流区域来说,47个单位的径流量是其水量的支出部分(填表),加上63个单位的蒸发量正好等于水量收入部分——降水110个单位。因此根据水平衡原理,陆地外流区域的多年平均水平衡方程式为:降水量(P[″,0])=蒸发量(E[″,0])+径流量(R[,0]),从多年平均来看,陆地外流区域没有明显的变干变湿现象。而且每年110个单位的降水落到地面以后,其中一部分即每年63个单位又蒸发到空中,在陆地上空凝结,形成降水,仍降落到大陆上。这种循环过程发生在陆地与陆地上空之间,称为内陆循环。而陆地外流区域内循环(即C)和海上内循环并不是孤立的,而是有联系的,大气中的水汽输送和陆地上的径流输送将它们联系成一个有机整体。
这种内陆循环在陆地内流区域也同样存在,而且更典型。由于内流区如我国西北的塔里木盆地,大多深居内陆,距海遥远,海洋水汽难以到达这里,加上这里的径流不与海洋相通,所以内流区年降水量9个单位落到地面后,会全部蒸发到空中,冷却凝结形成降水(箭头13),又全部落回该地,从而形成陆地内流区域内循环(即D)。通过这种循环,内流区多年平均水量保持平衡,方程式为:
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