Yahoo奇摩新聞 水循環是什麼？氣候變遷如何導致水循環失衡？臺灣糧食也受影響？
地球 70% 面積是水，是孕育大量生命的泉源，相比其他星球格外特別。「水」對地球上的生命來說，扮演關鍵角色。它如何運作？如何移動？如何影響您我的生活？想回答這些問題，就必須認識「水循環」。
水循環是什麼？
水循環（hydrologic cycle）也稱「水文循環」，是地球上水分子自然移動的路徑，主要分為陸地、海洋與大氣。存在您我生活中與大自然的「水」，都是循環的一部分，包含雨水、海水、地下水、冰川和空氣中的濕氣。
透過水循環，地球上的萬物得以獲取養分和滋長，在這過程中，水循環也影響了各地的氣候和地貌。
水循環怎麼運作？主要過程有哪些？
水的形態有液態（如河川和雨）、固態（如冰川和雪）和氣態（如雲和霧），經由太陽輻射能量驅動循環，主要過程分為三個階段：蒸發（evaporation）、凝結（condensation）和降水（precipitation），彼此無限重複循環。
水循環示意圖
蒸發（evaporation）
水從液態轉化成氣態的過程就是「蒸發」。以水循環來說，即是地球上的液態水，如海洋、湖泊、河川，在太陽溫度下蒸發至大氣，成為水蒸氣。每一年，全球海洋大約有 434,000 立方公里資料來源：水資源網路特展，小水滴的旅行～水循環的水蒸發至大氣層。
除了水源蒸發，植物也會透過水分運動，將植物中、植物表面和土壤中的水分，經由小氣孔蒸發至大氣，這個過程稱為「蒸散」（transpiration）。以亞馬遜雨林為例，亞馬遜河流域的樹木每天向大氣輸送約 200 億噸水分資料來源，綠色和平：【2021年亞馬遜森林實錄系列】（1）大火不止，巴西人民飽受致命煙霧威脅，是巴西農業區域的重要降水來源。
水蒸氣是我們呼吸空氣的重要成分，存在於您我周圍，影響空氣的濕度。水分子蒸發的多寡，會因為當地的風速、氣溫和水體的密度資料來源：National Geographic，Hydrologic Cycle而有所不同。例如，海洋上的水蒸氣較豐富，空氣中高達 4% 都是水；而在沙漠地帶，由於空氣乾燥、水分貧瘠，空氣中的水分可能不到 1%。
凝結（condensation）
水從氣態轉化成液態的過程即是「凝結」。以水循環來說，在大氣層中的水氣密度增加時，就會形成雲，密度越高雲越厚；而在地面的水氣密度增加時，就會形成霧。具體的例子如亞馬遜雨林，溫暖潮濕的環境使當地空氣中形成一條「空中河流」，也就是潮濕的氣流，可以載運水分穿越廣闊的大地。
降水（precipitation）
當水蒸發至大氣、凝結到飽和狀態後，會以液態水或固態水（雨、雪或冰雹）的形態降落至地面，此現象稱作「降水」，形成湖泊、河流、海水、雪原等，或滲入土壤變成地下水。這個過程是水從大氣循環到陸地或海洋的眾多方式之一，也是地球獲取淡水的主要途徑。
其他水循環過程
陸地上的水累積到一定的量後產生「徑流」（runoff），於陸地上移動，成為溪流、水窪，甚至瀑布。「融雪」（snowmelt）即融化的雪或冰川，也是重要的徑流，將水運送至更廣的區域，最後終流向大海。
水循環不僅關乎一個地區的濕度，也影響氣溫。當水蒸發時，會吸收能量使當地降溫；當水氣凝結，會釋放能量使當地變暖，成為一種熱氣交換的作用。
全球水循環近年失衡，有兩大干擾因素
近年來，由於氣候變遷加劇和人類活動干擾，全球水循環出現失衡現象，直接衝擊您我生活，甚至帶來生命風險。
1. 氣候變遷引發水患和乾旱
逐漸升高的氣溫，直接干擾了水循環。當大氣變得更暖，就能吸收更多濕氣，隨後的降水量大幅提高變成暴雨，進而引發致災型洪水。而另一種極端，則是暖化的大氣會從地表蒸發更多水氣，使土壤變得乾燥，造成更嚴重的乾旱。
根據聯合國水資源組織（UN Water）資料來源：聯合國，WMO: Global stocktake of water resources needed，目前全球有高達 36 億人無法獲得足夠的用水（一年至少發生一個月），估計到 2050 年，缺水人數可能會增加至超過 50 億人。
2021 至 2023 年，全球超過 50% 的集水區和水庫比平常更乾燥，例如歐洲在夏天經歷了更高的蒸散量（evapotranspiration）以及土壤濕度下降；多瑙河和萊茵河水位發出警報，幾乎乾涸，影響河道運輸；法國核電廠因缺少冷卻水被迫降低發電量。
其他如美國、非洲之角地區、中東和南美洲拉普拉塔盆地，也遭受大規模乾旱衝擊。過度乾燥的空氣與高溫，使全球許多地區的森林發生大火，排放更多二氧化碳，形成惡性循環。
而在亞洲，中國長江流域面臨嚴重乾旱，巴基斯坦的印度河流域則出現極端水患，導致至少 1,700 人罹難、近 800 萬人流離失所、約 3,300 萬人受影響。
此外，冰川與冰原加速融化也促使海平面逐漸上升，海島國家與沿岸社區首當其衝，被迫失去居住土地和農地。
2022年全球河川流量
人為因素破壞水循環
人為干擾也破壞了水循環，如濫砍森林、破壞濕地、過度開發、都市化導致熱島效應、碳排放過量等，都使人類面臨更嚴峻的水資源危機。
尤其森林是天然的水庫，含藏大量水分，有如一大塊吸水的海綿，可以吸收降雨並穩定土壤，為該地區維持一定的濕度。然而，當一大片森林被碎片化地破壞後，就好比將海綿撕裂成許多小碎塊，大幅度削弱儲水能力，使空氣中的水氣降低、土地變得乾燥，更容易引發森林大火。（延伸閱讀：什麼是濕地？為什麼濕地對維護生態、減緩氣候變遷很重要？）
而破壞山體、淤積垃圾、都市化建設，則可能中斷「徑流」，排水不良加上極端暴雨，就更容易引發水患和土石流。（延伸閱讀：熱浪、野火、暴雨、洪災頻傳，2022年上半年全球極端天氣事件總整理）
2022年全球水災、旱災事件
水循環失衡，全球糧食安全面臨挑戰
隨著氣候變遷影響，全球降雨模式越來越難以預測，乾旱更加頻繁。而乾旱地帶因無水灌溉農地、土地龜裂，影響作吸收物養分和農作收成，加劇飢荒危機。
世界氣象組織強調，超過 70% 的用水與生產糧食有關，因此水資源穩不穩定與糧食安全有絕對的關係。（延伸閱讀：為什麼全球缺水、乾旱頻發？面對日趨嚴重的極端天氣，可以怎麼做？）
根據美國國家航空暨太空總署（NASA），2030 年全球的玉米產量估計將減少 24%，而到 2050 年，全球糧食產能將因氣候變遷下降 5% 至 30%資料來源：綠色和平，NASA最新研究指出，2030年全球主要糧食作物將因氣候變遷減產。
光是 2021 年，因極端氣候和洪水衝擊，巴西咖啡、比利時馬鈴薯、加拿大黃豆等食品價格均大幅上漲。臺灣目前糧食自給率不到 40%，許多食品與原料更仰賴進口，全球糧食供應鏈環環相扣，若氣候變遷持續加劇、水循環仍嚴重失衡，糧價波動將影響國際經濟和政治局勢。
如果這個問題依然沒有改善，人民未來可能必須面對飲水和灌溉用水互相爭奪的艱難考驗。
趁還來得及，阻止氣候變遷、挽救水循環
極端氣候是破壞水循環的原主因之一。全球政府必須從源頭減少碳排放、淘汰化石燃料、提高再生能源使用比率，並力促 2030 年減少 43% 排放量，如此才能控制全球平均升溫於攝氏 1.5 度內。要做到這些改變，除了政府，還需企業、組織和您我齊心投入。（延伸閱讀：《巴黎協定》將滿8週年，成效如何？聯合國「全球盤點」告訴您）
身為海島又容易缺水的臺灣，必不能置身事外。 2030 年離我們越來越近，未來政府如何帶領臺灣克服危機？2024 總統大選在即，我們需要一位具前瞻性的氣候領袖，以實際行動積極守護人民與環境。綠色和平將持續檢視各候選人的政見，給予實際建議，邀請您一同關注。（延伸閱讀：「2024 氣候領袖」候選人氣候與能源政策檢核 （持續更新））
期待在您我的推動下，臺灣能為全球氣候付出積極貢獻，為未來世代留下一個安全、永續、生生不息的美好地球。
延伸閱讀：
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