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科學內容背景

水循環

每天都會利用到的水，
水循環
幾十億年來，以固態、
液態和氣態等形式，以
冰雪中的水
數不清的情境存在於地 大氣層中的水 凝結
球。水因為受熱與冷卻改 昇華
變樣貌，不斷在大氣、 降水 蒸散作用
地表和地下等介面間移 蒸發
動，稱之為「水循環」
地表逕流
（water cycle） 或「 水 融雪逕流
文循環」（hydrological 溪流
滲透 蒸發
cycle）。水循環是連續 泉水
進行的，沒有起點也沒有 湖泊
終點。海洋與大氣，透過 地下水道 海洋中的水
空氣、海流與水循環，在
地球周圍移動能量。如果
地下水
沒有能量的移動，地球上
某些角落將比現在更加酷熱許多，某些角落則會嚴寒許多。大部分的中學生，在之前的學習中已經接
觸過水循環，不過許多學生對於本章節深入探究的重點概念，並沒有完全掌握。本章節的活動與討論，
以分子移動、密度和熱量轉移的觀點，針對蒸發、凝結和降水，提供學生理解和口語化的機會。這樣
的理解過程，針對更高階概念，以及整體觀點理解地球歷程，替學生打下根基。

蒸發與水循環

太陽提供蒸發時需要的能量，驅動著水循環。雖然水在任何溫度下都會蒸發，但是在熱能越多的狀況
下，蒸發的速度越快。這也就是為什麼在白天、夏天與地球較熱的區域，蒸發量較大。有風的狀況下，
蒸發速度也較快，而風就是太陽加熱不同氣層造成的。大氣中 90% 的水蒸氣，都是因為地表的水蒸發
造成的。因為海洋覆蓋的地表面積超過 70%，也可以說大部分的蒸發來自海洋。因為熱能將液態的水
轉變為氣態的水，因此蒸發會造成海水溫度降低。這樣一來，水分子的熱能就從海水轉移到大氣。平
均來說，一個水分子以水蒸氣的樣貌在大氣存在 10 天，然後凝結成水。這段時間內，水分子將長途跋
涉，把熱量帶往世界各地，通常是從赤道附近帶往其他地區。大氣中或多或少都有水蒸氣，但是多少
因地而異。地表可能很多水蒸氣，隨著高度增加，水蒸氣的量隨之驟減。另外，熱帶地區的水蒸氣較多，
極區較少。

另外，有 10% 的水蒸氣，來自植物的蒸散作用（transpiration），也就是來自植物葉子蒸發出來的水。
植物從根部蒐集土壤的水，進行蒸散作用時，以蒸發的方式把水變成水蒸氣。把透明塑膠袋緊緊套住
植物的葉子，等待一個小時，就會見證蒸散作用：袋內出現從葉子蒸發的水蒸氣，然後凝結於袋子內部。

海洋科學序列教材 59
—G6-G8 進階海洋素養