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科學內容背景

凝結與水循環
當水蒸氣的溫度下降，降到水分子從氣態變成液態，凝結就發生了。水蒸氣凝結，就形成雲朵。在更高、
溫度更低的高空，水蒸氣會發生凝華（deposition）作用，直接凍成冰晶。從地面仰望，雲朵看起來
實實在在；但是搭乘飛機通過雲層，就會發現厚厚的雲層其實也是空氣罷了。不過雲朵中的小水滴，
倒是會實實在在影響著下方的人們。雲朵將太陽的能量反射回太空，因而會讓人感覺涼爽些。夜幕降
臨，情況正好相反；雲朵吸收熱能，並將熱能向下傳回地面，作用如同毛毯一樣。水蒸氣轉變成水滴，
會釋放出熱能，因此周圍的空氣會因為凝結作用變得溫暖。當水蒸氣冷卻凝結，原本儲存於海洋的熱
能就會釋放到大氣。

降水與水循環
當高空中組成雲朵的水滴或冰晶體積太大，會從空中掉落地面，這就是降水（precipitation）。大部
分的降水，指的是降雨，但也可能是冰雹、霰，或是冰凍的雨。大量來自陽光的熱能照射赤道附近，
造成大規模的蒸發作用。大部分因為蒸發作用產生的水蒸氣，都以降水的方式回到海洋。從海水蒸發
的水蒸氣，大約只有 10% 到處飄移，然後變成陸地的降水。大部分降落陸地的雨水，原本是從赤道附
近蒸發的水蒸氣。在海洋，蒸發的量多過降水的量；在陸地則相反，降水多過蒸發。

陸地的降水，因為地點不同而有極大的差異。陸地附近的海水溫度，也會影響當地的降水量。海水較
溫暖的地區，因為蒸發的水量較多、附近空氣中的水蒸氣也較多，而增加降水的機率。盛行風把水氣
帶往他處，因此也影響了降水。其他影響降水量的因素還包括：山脈的有無，以及盛行風的方向。通
常，山脈迎風面的降水量，會高過背風面許多；夏威夷群島的考艾島（Kauai）就是明顯的例子。考
艾島上的懷厄萊阿來山（Mount Waialeale），年雨量高達 450 吋，是全世界最潮溼的地區；然而島
上的西部海岸，年雨量卻只有 25 吋。但如果留意到風向是從東邊吹向西邊，便可以解釋為甚麼會產
生這樣的雨量差異了：當潮溼的空氣向上越過懷厄萊阿來山，空氣冷卻、水蒸氣凝結成雲，降水就發
生了。風繼續吹向山脈西邊，因為大部分的水蒸氣之前已經變成雨水降落在另一邊，此時的空氣就變
得乾燥許多。山脈附近的降水模式，稱為「雨影效應」（rainshadow effect）。地球上最乾燥的地方，
就在智利北部的雨影效應區，該地區從來不曾有降水紀錄，這是因為向東吹的風，在越過安地斯山脈
的過程中，內含的水蒸氣幾乎都已經變成普降大地的甘霖了。

逕流與水循環
當雨水落到地表，或是固態的降水融化之後，液態的水可能在地表漫流，稱為「逕流」（runoff）或
是「表面逕流」（surface runoff）。如果地表處於飽和狀態（就像溼透海綿那般的狀態），或處於
不透水狀態（像是塑膠桌面那般），就可能引發大量逕流，甚至是洪水。當地面不久前接受大量雨水，
地表飽和的機率就會提高。不透水的地表，可能是岩石或緊密的塵土，但更多可能是人為的瀝青或水
泥表面所造成。一開始，逕流通常是泥土間的小涓流，小涓流匯集成較大的水流，最後水流再進入溪、
河、湖或海。

60 海洋科學序列教材
—G6-G8 進階海洋素養