地球上的水循環可以看作為一個動態有序大系統。不僅海水、大氣水、地表水、地下水各亞系統,而且地表水亞系統內部的冰川、湖泊、沼澤、河流等子系統,都是開放系統。它們之間都存在著頻繁而密切的物質(水、沙、化學元素)與能量(熱能、動能)的交換,和水體相變轉化的關系。
冰川、湖泊、沼澤、河流,在地表水亞系統的水循環過程中,各具有其特殊的功能。這又是由其本身的水循環的機制和特性所決定的。
河流雖然槽蓄量最小,但河水是地表唯一的暢流液態水,它的水循環動力機制既受熱力因素影響,更受重力作用所控制。因而,其交替更新的周期最短,也即水循環的活力最強。因此它在地表水循環過程中起著上接大氣水,下通地下水,最后聯結海水的主干作用,它是地表水循環亞系統中的主干子系統。在全球水循環大系統中,河流則為大氣、海洋、地表、地下4大亞系統的傳遞支系統。
冰川是固態降水積累演化而成的,從靜態儲水量看,是地表第一大水體。它的水循環的動力機制主要受熱力作用控制,而地處高寒地帶的冰川地區,熱力變化微弱,因而冰川水體具有穩定少變的特征,其水循環的活力最弱,交替更新的周期山岳冰川為1600年,而極地冰蓋可達9700年。穩定少變的巨量冰體,在地表水循環中發揮著儲存和補給的功能,位于高山河源地區的冰川,在其自身的水循環過程中,通過相變轉化,輸出的液態水,給河流提供了穩定可靠的補給水源,成了河流水循環系統中的輸入項。
湖泊與沼澤是地表洼地的滯流液態水體。其水循環的動力機制,也是兼受熱力和重力作用控制。但由于它所處的地形條件和其它自然地理條件的限制,大大削弱了重力作用的影響。因而,水循環的活力較弱,其交替更新的周期平均約17年,在地表水的水循環系統中,湖泊主要起著傳遞、調蓄的功能。通過其自身的水循環,不僅起著與大氣、地下和河流水體之間的傳遞作用,外流區的湖泊,更是調蓄河川徑流的天然水庫。
在地表水與海水交綏地區,即河流的河口區,它是河海傳遞的子系統。由于它兼受河川徑流及海洋潮流等的影響,故河口子系統有著特殊的運動變化規律。
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