水的分佈
水為何能夠反覆被使用？
如果你看看周圍的水，你會發現水總是在動。高山的溪水，流到平原匯流成河，河水又流到海洋，海水蒸發後，會冷凝成雨水或是雪下降，這些水一部份蒸發回到大氣中，一部份滲入土壤成為地下水，一部份流在地面上成為溪水。如此去而覆返，日復一日，川流不息。生物的存活，所需要的水，祗佔地球總水量的0.005％，一個非常小的比例，其它99.995％的水都是用來循環，使生物源源不斷的獲得新鮮的、乾淨的水可以使用。其實水的壽命已經很久了，打從地球有生物以前，地球上面就已經有這麼多水了，水沒有增加，也沒有減少。
這是一件多麼稀奇的事，水是地球上最古老的一種「化石」，我們今天上午起床所喝的一杯水，其內所含的水分子，在幾千萬年前，就已經是水分子了。為什麼魚肉放久了會臭掉、樹木會有倒下死亡腐爛的一天、高山的石頭會由巨岩風化成泥土的時候，但是時間似乎沒有在水的上面留下任何的記號，水依然是水，我們杯子裡的水依然清淡新鮮，水常保新鮮的秘訣是什麼呢？
這個有趣問題的答案在「水是不斷的在循環運動」著。
海水為什麼需要那麼多
地球百分之七十一的表面是覆蓋在水下，水的體積約有1,403,377,000km3（或1.403×1021l），這是一個很大的量。如果地球上的人口以60億來計算，每人平均每日用掉100升的水，需要641,000年才能把地球上的水用完。但是問題的關鍵是，地球上水的分佈比率：海水佔97.59％，人類無法直接大量使用海水，可見地球擁有這麼多水，並非讓人「使用」，而是讓人珍惜、欣賞、瞭解與有智慧的管理。
由於水的比重是1，海水的水量約有1.37×1021升，相當於1.37×1024克的重量，這樣大的數據代表什麼？讓我們仔細的來計算一下吧。
太陽輻射到地球外太空的熱量是一個定值，為1.94
cal/cm2.min，因為地球「有晚上，有白天」，以12個小時為計，太陽輻射到地球外太空的熱量為1396.8cal/cm2.day。假設這個能量經過大氣層的吸收與反射，祗有60％的熱量到地球表面，地球的表面積有5.1×1018cm2，所以射到地球表面的能量有4.274×1021cal，好大的能量對不對？但是要改變水的溫度1℃，所需要的熱量是1
cal，所以這些熱量要提高整個海域的溫度，才祗有0.003℃而已，由這個計算可以看出海水可以吸收由太陽來的熱量，並且本身的溫度祗增加一點點而已。相對的，海水夜間所吸的熱量，會散佈到大氣裡，水溫也祗降低一點點。因此這麼多的海水，才能讓地球表面的溫度，無論日夜，變化不大的主因。
兩極冰山的目的
海水佔了地球水量的97.59％，而且是鹽水，不能直接飲用，但也不能視為地球上「無用的水資源」，海水保持地球的溫度，對所有生命存活的貢獻極大。海水佔了97.59％，其它的2.41％是淡水，淡水的比例雖不多，但是其分佈所在有很大的差異性。
淡水的總量有0.033×1021l，有77.89％的淡水是在地球的南北極，以一大片、一大片的凍原存在，光是格陵蘭（Greenland）的冰原，就比台灣大150倍以上，人在那裡終年四顧，除了冰以外還是冰。真不明白這片白色的世界，起初怎麼會取名為「綠色大地」（Greenland）的？滑稽！
地球兩極的冰佔了77.89％的淡水，難怪在中東富有的沙漠國家想到北極挖鑿一大塊冰，用輪船拖載回來當水飲用，但是問題是沿途都幾乎溶光了。如果兩極的冰都溶化成水，海洋的水平面約上漲100公尺，那世界上人口最密集的平原地區，就全在海水的淹沒之下了。
兩極的冰佔了這樣大的淡水比例，沒有被人類用到，並不是一件可惜的「水資源浪費」。人類不應該以為，自己沒有用到的水，就是沒有用的水。兩極的冰對於海水溫度有很好的平衡，進而使地球不會過熱或過冷。除此之外，兩極的冰山還有一個極為重要的功能，就是海洋的對流。
由於兩極的冰深入海底，使得南北極的深海溫度約為—2℃（海水在此溫度才會結冰），因著比重的關係，這低溫的海水在深處，向較熱的低緯度流動，促使低緯度接近海面的高溫海水向兩極流動，當淺海水的水溫與深海水的水溫趨於一致時，深處的海水，會向淺處的海面，往上移動；反之，海面的海水則下降到深處。這種對流，使得深海的二氧化碳可以到水面上，換上比較多含氧氣的新鮮海水，這使得深海的魚類有一個較理想的生存環境。所以不要輕看冰山好像漫無目的的漂在海上，其實妙處不少。
地下水的隱藏
除了南北極的冰山之外，地球上淡水有20.97％是在地下層流動。這代表有98.86％（＝20.97％＋77.89％）的淡水，人類無法直接取用。人類要獲得地下水的惟一方式就是「水井」，古今中外皆是如此。根據中國的傳說，黃帝是第一個知道鑿井取水的人，雖然現在沒有任何一處的水井，能証明是黃帝挖的。在埃及，中東古文明也都有使用水井的記載，但是這些古井的遺跡現在不可考，可見水井不是能夠長期保存的水利結構物。所以在人類的歷史上，人不斷的挖井，為的是取地下水使用，尤其是在缺雨水的地方，地下水成為人惟一可以取得水源、保存生命的水資源。
淡水有10.74％的比例存在地下，是一個巧妙的設計，地面上的池塘、湖泊，甚至溪流，在日曬下會慢慢的蒸發而枯乾，但是地下水卻很少會蒸發，主要的差別在太陽無法直接曬到地下水。地下水的另一個好處是流的很慢，一些河川一天可以流好幾公里，例如「朝辭白帝彩雲間，千里江陵一日還，兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山。」但是地下水的流速一天幾公分之遠，一年才幾公尺之距。地下水不會像地面河川，一下子很快的流到大海，無形中成為主要的淡水資源。
人類要用井才能採到地下水，但是許多植物的根，能伸及地下水吸到水。以致在長期不下雨的乾旱地區，仍然可以看到有些植物欣欣向榮，這些植物祗要有地下水供應根系吸水，就不用怕地表太陽曬的多厲害。中國人很早以前就有這種見識了。
例如明朝的吳承恩在「西遊記」第五十九回有一段令人莞爾的記載，那是唐三藏一行來到炎熱的火焰山，那裡非常炎熱，結果竟然還種作物，並且當地人還磨成糕點賣，這是怎麼一回事？炙熱的地方怎能生長作物呢？當然孫悟空就去向鐵扇公主借「芭蕉扇」來熄火，並記「一扇息火，二扇生風，三扇下雨，我們就種」，尚說「不冷不熱，五穀不結」，這是在枯乾炎熱之地，除了偶然風雨之外，更需要冷讓雨水有下降之時，要熱方能使地下水毛管上升，讓植物吸到水。看來火焰山附近的居民，就是在這天氣一冷一熱的間歇變化中耕種。
河水為什麼這麼少
除了兩極的冰與蘊藏在地底下的地下水以外，祗有1.14％的淡水是在地面上，這些水有0.68％是在湖泊裡面，這些湖泊存的淡水，如貝加爾湖、青海等都是在內陸，或是森林群繞之地，或是高山之頂，一般人還不容易取得到。另有0.45％的淡水是在土壤，大部份是與一部份的空氣，存在土壤的孔隙中，這些水也不容易直接被人取得。一般人所以為的淡水來源—河川，其淡水祗佔地球淡水的0.0005％，或佔地球水量的0.000012％，這相當於如果假如地球上有1,000,000滴的水，其中祇有1滴是在河裡。
這是一個非常值得思考的問題，水對生命是這麼有用，但是祗有0.000012％，這麼低的比例，是在人容易直接取而使用的河水，其他的水，不是在人不能直接飲用的海水，就是在無法使用的南北極，或是在地下水流著，或是存在高山的某一處湖泊中，但就是差異這麼大的分配比率，水才能不斷的循環再使用。一個東西要能夠不斷的循環再用，必須具備有二個條件，就是每次祗能用少少的一部份，與讓其不斷的流動。水就是這樣了，一種絕佳的流動設計，使其不斷的循環再供生命使用。
資料來源：
1. Hamblin, W.K., and E.H.
Christiansen. 1995. Earths Dynamic
Systems. Prentice Hall. USA.
2. Cunningham, W.P. 1997.
Environmental Science. Mirror Higher
Education Group, Inc. USA.
3. Kuenen. 1955. Realms of Water.
John Wiley & Sons Inc. USA.
4. 吳承恩，西遊記，文化圖書編印行（民國76年）。 |
