第一章地球奇觀（3）
21、自然界的水循環
水是自然地理環境中的基本組成要素，也是分布最廣泛的物質之一。它不僅存在於江、河、湖、海之中，而且還被蒸發變為水汽，浮遊於空中，有的還滲入土壤和岩石之內，在地下流動。按水在自然地理環境中所處的範圍和活動過程的不同，可以歸納為三大類：大氣水、地表水和地下水。地表水可以再分為海洋水和陸地水。
自然水體循環
自然界的各類水體不是孤立的，而是通過水分循環聯成統一的整體。地球上廣大的水麵、土壤表層及植物莖葉中的水分不斷蒸發和蒸騰，化為水汽，上升至空中被氣流帶走，傳播到各處，遇冷凝結、以降水的形式降落到地麵。到達地麵的水重新進行蒸發、凝結、降落和流動。自然界水分的這種往複運動過程，稱水分循環。
水分循環
水分循環依其規模又可分為小循環與大循環兩類。小循環是海洋表麵蒸發的水汽，以降水形式又回到海洋，或從陸地蒸發的水汽，以降水形式再降落到陸地的水分循環過程。小循環規模較小，往往是局部性的。而大循環呢？則是海洋上蒸發的一部分水汽，被氣流帶到大陸上空，在適當的條件下，遇冷凝結，降落到地麵。其中一部分經過蒸發回到空中；另一部分經過地表和地下又流回到海洋。這種海陸之間的水分循環過程具有全球性，所以也叫全球性循環。
在水分循環過程中，天空與地麵、地下之間，通過降水、蒸發和下滲進行水分交換；海洋與陸地之間也進行水分交換。海洋向陸地輸送水汽，而陸地則向海洋彙入徑流。在水汽輸送過程中，因有一部分降水變為徑流而流走，以致空氣向內陸輸送的水汽越來越少。所以，遠離海洋的大陸內部往往降水量很少，徑流量也很小。河川徑流並不全部注入海洋，有的河流注入內陸湖泊或消失在沙漠之中。水分循環過程在地球上無所不在，而且永不休止地進行著。
22、地球上的生物圈
在地球上大氣和海陸相互接觸的地帶，遍布著動物、植物、和微生物，這就是地球上生命物質和生命活動的圈層，我們稱它為生物圈。生物圈的厚度約20公裏。在太陽係中，隻有地球上有生物圈，其他行星上沒有動物，沒有植物，或者說根本沒有生命的存在。
溫度
為什麼太陽係的其他行星上沒有生物圈呢？這要從生命存在的條件談起。首先，生命的存在需要有適當的溫度。如果溫度太高，原子的運動過於強烈就難以聚合成分子；如果溫度太低，蛋白質和核酸就會凍結起來，也就無所謂生命了。
從溫度的角度看，地球與太陽的距離可謂是得天獨厚。地球表麵平均溫度大約是22攝氏度，絕大部分適於牛命的生長和繁殖。在太陽係的各行星中，地球的近鄰是金星和火星。金星離太陽的距離比地球近，表麵的溫度比地球高出約400攝氏度；火星比地球離太陽遠，表麵的溫度比地球平均低四五十攝氏度，且晝夜溫差大。其他行星，或者比金星更接近太陽，或者比火星更遠離太陽，所以都不具備適於生命生存的溫度條件。
液態水
其次，生命的存在需要有液態水，地球上有大量的水，而且絕大部分的水是液態的。而在其他行星上，即使有水也不是液態的。
合適的大氣
此外，生命的存在需要有適當厚度和密度的大氣層，以保護生命不受宇宙射線的傷害，並提供適量的遊離氧。地球的大氣層滿足了這一條件。其他行星如金星、火星、木星、天王星、海王星、甚至土星的第六顆衛星上都有大氣層，但是這些行星或衛星上的大氣幾乎沒有氧，因此這些行星上即使可能出現某種形式的生命，也隻能是極其原始的。
獨一無二的地球
根據以上分析，地球上這樣的生物圈在太陽係中是獨一無二的。但是，很多人相信，在廣漠的宇宙中，具有生物圈的天體，甚至生活著像人類的這樣高智能生命的天體肯定是存在的。
23、地球上的方向
太陽每天都要升起、落下。人們把日出的方向稱為東，日落的方向稱為西。
地球自轉決定東西
經過長期的觀察，人們發現太陽東升西落的現象，不是由於太陽繞著地球旋轉，而是因為地球本身在自轉。地球上的方向是根據地球自轉的方向來確定的。順著地球自轉的方向是東，逆著地球自轉的方向是西。
地球繞著地軸自轉，地軸的兩端叫兩極。如果在地軸一端的上空，看到地球自轉的方向是逆時針的，那麼這一端就是北極；如果看到地球自轉的方向是順時針的，這一端就是南極。這樣，有了東、西、南、北四個基本方向，就可以方便地定出東北、東南、西北、西南等其他方向了。
東西無盡頭
因為地球是個球體，所以東方和西方是沒有盡頭的。如果我們從地球上的某個地方出發，一直向西走，可以繞地球一圈，仍回到原來出發的地方，而且還可以繼續向西，永遠沒有盡頭。向東走情況也是一樣的。所以，地球上的東方、西方是沒有盡頭的。
南北有盡頭
不過，南方和北方可是有盡頭的。如果我們從北極以外的任何地方向北走，最後都會到達北極。北極是北的盡頭。在這裏，前後左右四麵八方都是南，既沒有東，也沒有西，更沒有北。南極的情形正好與北極相反。所以地球上的南北方向是有盡頭的。
24、大氣層
在地球外麵，包圍著厚厚的大氣層。從地球表麵垂直向上，大氣層可以延伸到數千公裏的高空。大氣層隨著高度的增加，越往上密度越小。地球大氣層與星際空間並沒有嚴格的界限。根據衛星探測資料，在2000到3000公裏的高空，大氣的密度已經和星際空間物質密度很接近了，這個高度可以近似地看成是地球大氣層的上界。大氣是一種無色、無味、無臭的混合氣體，其物理性質在垂直方向上差異非常顯著。按其物理性質的不同，在垂直方向上可將大氣層分為五層。
對流層
緊貼地麵的一層叫對流層。它的高度因緯度不同而不一樣，在低緯度熱帶地區，對流層的高度約為17~18公裏；在中緯度溫帶地區約為10~12公裏；在高緯度寒帶地區僅為8~9公裏。
對流層有三個主要特征：
（1）溫度隨著高度的增高而降低，平均每上升1000米溫度降低6℃。
（2）大氣不斷地進行對流運動，所以稱為對流層。在地球表麵，不同緯度，不同地表狀況。受熱表麵，受熱不均。受熱多的地方大氣溫度高，密度小，大氣處於不穩定狀態，容易發生空氣的上升運動；而在相對冷的地方，氣溫低，空氣密度大，容易發生空氣的下沉運動。大氣的這種上升和下沉運動，稱為對流運動。不同緯度帶因受熱不均，對流運動所達高度也不一樣，所以高緯度與低緯度之間對流層的高度也不一樣。
（3）經常發生複雜而惡劣的天氣現象。大氣中的水汽幾乎全部集中在對流層，由於對流運動，造成雲、雨、雪、雹等天氣現象。
對流層與人的關係最密切，人類活動主要集中在對流層裏，對流層的狀況和異常現象的出現，都將影響到人類的生活。在科學技術飛速發展，工業高度發達的今天，人類對大氣的影響也越來越顯著。
平流層
自對流層向上到50~55公裏這一層叫平流層。平流層的空氣比對流層稀薄多了。這層溫度狀況與對流層大不一樣，先是隨高度增加而溫度不變或變化很小，再往上則是隨高度增加而溫度也增高。這層大氣以水平運動為主，大氣比較平穩。同時大氣中水汽、塵埃含量很少，透明度很好，很少有天氣現象出現，有利於飛機飛行。在20~25公裏的高度上，是臭氧保護中的臭氧層。臭氧層能保護地球表麵的生物，不受太陽紫外線傷害。