大气水为地球水的“三态”（液态、固态、气态）之一，属于“气态水”。它浮游于地球的大气圈中，主要集中在大气层低层（对流层）。大气水以水汽的形式，参与着自然界的一切气象活动。大气水在地球水总量（１３．８６ 亿立方公里）中，虽只占十万分之一（为１２９００立方公里），其量似乎微不足道，但就是这些水汽，却构成了地球上不断变幻的云、雨、霜、雪，形成了地球上的水分循环。使得海洋上被蒸发的大量水汽，随着气流的运移来到陆地上成为降水，维持了“千年江河流不尽，万年大海不会溢”的自然景象。大气水还拦阻了地球辐射热量的６０％，使之不向宇宙空间散失，进而保持了地球的气温。水汽的这种作用，人们也称其为“温室效应”。这种效应，对人类显然是有益的。据计算，若大气圈水蒸汽含量减少一半时，地球表面的平均温度将降低５℃左右，即从现在的１４．３℃降低到９℃。真若出现这种情况，那时地球的整个景观会是什么样子？简直使人不敢想象。

    大气水的来源，是地球在太阳辐射的作用下，水从洋面、海面、河湖面等地球表面各水体以及植物叶面、土壤等通过蒸发或蒸腾而进入大气圈的。据估计，每年从地球表面蒸发的水量，共计达５２万立方公里，其中，以大洋蒸发的水量最多，大洋洋面蒸发的水层每年平均厚达１．５米，而从陆地蒸发的水层平均厚仅为０．２４米，两者相差６．２倍。大气水是水圈中水分交换中最活跃、更新最快的“分子”，大气中全部水量９天就可更新一次。大气圈里每时每刻都有大量的气态水处在向液态水的转化之中。如果把大气水平均分配到我们的地球表面上，全球地表将可形成厚度为２７毫米的水层。

    大气水在地球上的空间分布，是不均匀的。总的趋势是从赤道向两极不断减少。据计算，如果没有循环补充，赤道地区大气中的水汽含量将是最高的。如能把它全部“挤出”来的话，可以产生的雨量，将为两极地区的 ５～２２倍。大气水在垂直分布上，也有从地面向高空递减的趋势，据观测资料显示，１．５～２公里高空中水汽的平均含量仅为地面的一半；到５公里高空则减为地面的１／１０；到１０～１２公里高度，含量就微乎其微了。此外，距海远近的程度，亦会影响到大气水分布的多寡。一般来说，海洋上空水汽含量多于陆地；沿海多于内陆。内陆沙漠和极地内部，是水汽最少的地区。

    大气水在多种因素的影响下，可参与自然界大小水分循环。大循环是指海陆之间的水分循环；小循环是指海洋或陆地内部的局部循环。

    海陆间循环：海洋表面蒸发的水汽，其中由气流带到大陆上空的，在适当条件下，遇冷可形成陆地上的降水。陆地上的一部分降水形成径流，经过江河汇集，又回到海洋。这一系列过程，通常叫海陆间循环，也叫外循环或大循环。

    海上内循环：海洋表面经过蒸发进入大气中的水汽，在一定的条件下得到凝结，并以降水方式回到海洋。这一过程，只在海洋和海洋的上空范围内进行，通常叫海上内循环。属于小循环的一种。

    内陆循环：降落到大陆上的水，其中一部分蒸发成水汽，被气流带到上空形成降水，仍降落到大陆上。这一过程，通常叫内陆循环。由于水汽循环范围仅限内陆陆面与其上空之间，故亦属于小循环。

    从以上的三种主要水分循环形式知，大气水及其相态变化，对循环运动均起着极为重要的作用。没有大气水，就谈不上任何水分循环。

    通过水循环，使水圈成为一个动态系统，水资源和水力资源，亦从此得以恢复再生，被人类可长期利用。据估计，大气中的静水储量为１．２９万立方公里，而全球的年降水量却有５７．７万立方公里，后者的动态水量为前者静储量的４４．８倍。全球河槽水储量约为０．２１２万立方公里，而年径流量却有４．７万立方公里，动态水为静储量的２２．２倍。形成这种情况，则由于水分循环、大气水反复输送的结果。大气水的重要性，由此可见其大。

    ４．冰川（固态水）

    分布在两极或高山地区、由积雪演化成的、能自行运动的天然冰体，谓之冰川。冰川是陆地水的重要组成部分，属于地球“三态”（液、固、气）水中的“固态水”。

    全世界冰川的绝大部分，分布在南极大陆、格陵兰岛和北极诸岛，其余分布在中、低纬的高山地区，总面积达１６２２７５００平方公里（表２—４），占世界陆地面积的１１％。储水量估算为２４０６４１００立方公里，占世界淡水资源总量的 ６８．　７％，为全球淡水资源的主体。如果全球冰川都能融化，海平面将升高７０米左右。

    表２—４　　世界冰川分布

    地区    ２    ３

    冰川面积（公里 ）    储水量（公里 ）

    南极大陆    １３９８００００    ２１６０００００

    格陵兰    １８０２４００    ２３４００００

    北极岛屿    ２２６０９０    ８３５００

    亚洲    １０９０８５    １５６３０

    欧洲    ２１４１５    ４０９０

    北美洲    ６７５２２    １４０６２

    南美洲    ２５０００    ６７５０

    非洲    ２２．５    ３

    大洋洲    １０１４．５    １０７

    总计    １６２２７５００    ２４０６４１００

    中国境内的冰川，主要集中在我国的西部高山地区。其冰川数量和分布，见表２－５。

    表２－５中国冰川的数量和分布

    山区    冰川条数    ２    ３    雪线高度（米）

    冰川面积（公里  ） 冰储量（公里 ）

    祁连山    ２８５９    １９７２．５０    ９５．４４    ４４００～５４００

    阿尔泰山    ４１６    ２９３．２０    １６．４９    ２８００～３３５０

    天山    ８９０８    ９１９５．９８    １０１０．６７    ３６００～４３００

    帕米尔    ２１１２    ２９９２．８５    ２４８．７３    ４２００～５９００

    昆仑山    ７７７４    １２４８２．２０    １３０２．０８    ４５００～６０００喀喇昆仑山    １８４８    ４６４７．１７    ６０４．４９    ５０００～５６００

    羌塘高原    １８２１    ３１０８．８１    ２６３．０１    ５１００～６２００

    唐古拉山    —    ２０８２．００    △６２．００    ５２００～５８００

    冈底斯山    ３０９９    １６６７．７５    ５０．３２    ５８００～６０００念青唐古拉山    ２９６６    ７５３６．００    △３７７．００    ４６００～５６００

    横断山    １６８０    １６１７．６２    １０９．９９    ４６００～５５００喜马拉雅山    —    １１０５５．００    △９９５．００    ４３００～６２００

    合计    —    ５８６５１．０８    ５１３２．２２

注：据中国科学院兰州冰川冻土研究所１９８７年冰川编目资料。△为资料不全。

    冰川的形成，不同于冬季河湖冻结的那种水冻冰。冰川是由多年积累起来的大气固体降水（降雪）在重力的作用下，经过一系列变质成冰过程形成的，主要经历粒雪化和冰川冰两个阶段来完成。粒雪化过程使一般的积雪雪花先变为形态为圆形的晶体雪粒，在自重力的作用下，粒雪进一步密实或内融水渗浸再冻结，晶粒改变其大小和形态，并出现定向增长。当其密度达到０．８４克／立方厘米时，晶体将失去透气性和透水性，便成为冰川冰。

    粒雪转化成冰川冰的时间从数年可至数千年。冰川冰已是大而形态不规则的多晶体集合体。冰川的最大密度为　０．９１７克／立方厘米，比水的密度小，这一特点使它总是处于地球的表面，在水体中总是浮在水面。

    按冰川的形态和规模，全球冰川可分为大陆冰盖（也称大陆冰川或冰被）和山岳冰川（又称山地冰川）两大类。大陆冰盖面积大而冰层巨厚，分布尚不受下伏地形的限制，呈盾形，中部最高，冰体向四周辐射地挤压流动。现在大陆冰盖只有南极冰盖和格陵兰冰盖，它们占世界冰川总体积的９９％。南极冰盖始于渐新世末（距今２６００万年）。至少在距今５００万年前就已达到目前的规模。冰盖直径约　４５００公里，面积（　１３９８００００平方公里），约占南极大陆面积的９８％。平均厚度为２０００～　２５００米，最大厚度达　４２６７米。冰盖的总体积约２４５０００００立方公里，占世界冰川总体积的９０％，占世界总淡水量的７０％。南极冰盖是地球上最大的冰库和冷源，其形成与发展对全球气候变化、海平面升降和人类生活有重大影响。如果南极冰盖全部融化，世界海平面将升高６０米左右。格陵兰冰盖形成于第四纪。全岛面积为２１７５６００平方公里（为世界第一大岛），而其中有１８０２４００平方公里的地面即为厚厚的冰层所覆盖，平均冰原为１５１５米，最大厚度达３４０８米。冰量占世界总冰量约９％。如果格陵兰冰盖全部融化，亦会使世界海平面上升７米。

    山岳冰川又称高山冰川或山地冰川，它是发育在不同纬度山区的各种冰川的统称。山岳冰川的共同特征是冰川所处的地形控制着冰川的流动方向。冰川流速一般要比大陆冰盖为大，但冰川规模和厚度都远不及大陆冰盖。山岳冰川按其规模和所处的地形部位的不同，类型上又有所谓山谷冰川、冰斗冰川、悬冰川、平顶冰川（山地冰帽）、贯通冰川和冰原之分。山岳冰川主要分布在亚欧大陆和南北美大陆的高山区。中国是世界上山岳冰川最发育的国家之一，总面积约为５６５００平方公里。约占全球山岳冰川总面积的1/4。

    冰川的变化对地理环境和人类生活都会产生重要影响。冰川本身就是自然地理要素之一，其形态往往形成美丽多姿的冰川景观。地球上冰川扩大时，将大大增强地球的反射面，从而会促使地球进一步变冷；冰川的消融退缩，又会促使世界海平面上升。冰川融水会使河流水源得到补给，或者成为河流的源头。蓄积的冰川融水，还可用来灌溉、发电。如我国新疆的绿洲农业，就多以冰川雪水为灌溉水源的；瑞士能源有一半以上，是靠冰川融水来发电的。冰川属于淡水，是人类最宝贵的一项淡水资源。

    冰川也可以导致灾祸。冰川的推进，将毁灭它所覆盖地区的植被、土壤，并迫使动物无奈迁移。冰雪崩、冰川泥石流、冰湖溃坝洪水的出现，往往使地面交通受阻，甚至造成人类生产、生活以至生命财产的重大损失。因此，研究冰川，正确预报冰川，对人类是至关重要的迫切任务。