氣候系統可以被描述成一個由大氣圈、水圈、生物圈、冰雪圈和岩石圈組成的巨大系統。由于水有一種特殊的本領—在通常環境下可以實現液态、氣态和固态之間的轉化，而且這種變化僅僅是物理變化而不發生化學變化。這項技能讓它成了全球氣候系統中的“活躍分子”，大量的水分在這個系統中持續不斷地運動着，這就是地球上水循環發生的内在原因；而造成地球上水循環能夠發生的外在原因則是太陽輻射和地球引力為水循環提供的上升和下降的動力。内因和外因共同作用形成了我們地球上生生不息的水循環。

水循環可以分為哪些類型

水循環依據空間尺度的大小可以分為最大尺度的全球水循環、中等尺度的流域或區域水循環以及更小尺度的水-土壤-植被系統水循環。全球水循環是指自然界的水在太陽能和大氣運動的共同驅動下，不斷從江河湖海等水面、土壤、岩石等陸面和植物的莖、葉面等，通過蒸發或散發，以水汽的形式進入大氣圈，當大氣圈中的水汽凝結的水滴大到重力大于空氣的浮力時，就在地球引力的作用下，以降水的形式降落到地球表面。到達地球表面的降水，一部分在分子力（又稱分子間作用力，是指分子間的相互作用。當兩分子相距較遠時，主要表現為吸引力；當兩分子非常接近時，則以排斥力為主）、毛管力（毛細管中産生的液面上升或下降的附加曲面效應）和重力的作用下，滲入地下，一部分則形成地面徑流流入江河湖泊，再彙入海洋；還有一部分通過蒸發或是散發到大氣圈，或者以地下水形式流入江河湖泊，再彙入海洋。這種始于水終于水，并且永無休止覆蓋整個地球的循環運動過程稱為全球水循環。全球水循環是個閉合系統。

流域或區域水循環實際上就是流域降水徑流形成過程。降落到流域上的雨水，首先滿足截留、填窪和下滲要求，剩餘部分稱為地面徑流，彙入河網，在流至流域出口斷面（對某一流域而言，地表徑流和地下徑流流出流域邊界的斷面，包括地面和地下出口斷面）截留的水分最終還是會蒸發和散發，或填窪下滲。下滲到土壤中的水分，在滿足了土壤持水量（土壤所能穩定保持的最高土壤含水量）需要後将形成壤中水徑流（在土壤表層或分層土層内的界面上形成側向流動的水流）或地下水徑流，從地面以下彙集到流域出口斷面。被土壤保持的那部分水分最終也會被蒸發和散發掉。流域或區域水循環的空間尺度一般在1～10000平方千米，它是一個開放的循環系統。

水-土壤-植被系統是一個由土壤、植被和水分構成的相互作用的體系，降水在進入到這個系統後将在太陽能、地球引力和土壤、植被根系産生的力場作用下發生截留、填窪、下滲、蒸發、散發與徑流等現象，并且維持植被生命過程。它既是一個開放的循環系統，又是自然界空間尺度最小的水循環系統。

無論是全球水循環，流域或區域水循環還是水-土-植水循環，它們最重要的分量都是降水、蒸散、徑流量。比如對于全球來說，多年平均降水量與多年平均蒸散量相等；對于開放的流域來說，流域多年平均降水量與其多年平均徑流量和蒸散量之和基本相當。

地球上的水到底有多少

要想知道地球上的水到底有多少，首先要了解地球上的水到底都存儲在哪裡。按照水存儲的圈層不同，水可分為地面水、地下水、大氣水和生物水等四個部分。地面水主要指存儲于海洋、湖泊、河流、冰川、濕地等水體中的水；地下水是指土壤、岩石孔隙、洞穴、溶洞中的水；大氣水主要是指懸浮于大氣中的水汽，也包括液态和固态形式懸浮于大氣中的水。生物水是指生物體内的水分。

但即使知道了地球上的水存儲的地方，想定量估計水的量還是很困難的，比如要想知道地面水有多少，首先要測量江河、湖泊、海洋的地形，這項工作的難度是相當大的，而地下水和冰蓋中的水則更難精确估算。因此，到目前為止，對地球上各個圈層或各種水體中到底存在多少水，很難有個公認的數字，但大家對水在各種水體中的分配比例大體上是一緻的。聯合國教科文組織曾經公布過一組數據：地球上水的總量為13.86億立方千米，其中96.54％是海水，淡水僅占總量的2.53％，淡水中有68.7％以冰雪形式儲存于南極、北極和高山冰川中，30％存儲于地下，而存儲于地下的又有近一半深埋于地面以下800米的岩層中。地球上全部河流、湖泊和沼澤中儲存的水量約為19萬立方千米，隻占到地球上全部水量的0.014％。但這部分水是與人類生存和發展關系最為密切的。大氣水總量約為1.29萬立方千米，占地球上總水量的0.001％，雖然所占比例小，但它循環、更新得最快，而且是地球上可更新淡水資源的主要來源。

地球上的水多長時間能夠全部循環一次呢

地球上的13.86億立方千米的水是不是每次都能參加水循環呢？答案是否定的。根據研究，每年全球隻有57.7萬立方千米的水參與水循環，如果按此速度，地球上全部水量都參與一次水循環，理論上平均大約需要2400年。不同的水參與水循環的時間長短也是不一樣的，其中時間最長的是極地冰川和終年積雪，參與一次水循環的時間大概是1萬年；時間最短的則是生物水，隻需要幾個小時。其他如大氣水需要8天，河流水需要16天，土壤水需要1年，沼澤水需要5年，湖泊水需要17年，深部地下水需要1400年，高山冰川需要1600年，世界大洋需要2500年。

總之，水循環與人類的生産、生活息息相關。缺水将發生旱災或是水荒；水多則可能引起洪澇和水災，水被污染則會導緻環境變壞。更多地了解一些與水循環相關的科學知識，對防災避險、保護環境以及合理利用水資源等都具有重要意義。