水文学属于地理学,研究的是关于地球表面、土壤中、岩石下和大气中水的各种行为,包含水循环、含量、分布、物理化学特性、对物质影响以及与所有生物之间关系的科学。

水分子藉由吸收太阳的辐射能,使其从海水或是陆地蒸发,可因为地面温度过低而直接在蒸发后不久凝结于地表,甚至凝固称做霜,大多数情况蒸发的水分子,或称做水蒸气,上升至高空,因寒冷而凝结成云,再以雨水、雪、冰雹等形式降至海洋、陆地,若降落在寒冷高地则可能形成冰川,或在较为平缓的地势汇集形成湖泊或河流,或是渗入土壤成为地下水,随后河水、湖水、地下水等液态水分子再流入海洋,这当中可能还伴随着蒸发。由于这个过程可以不断的循环发生,因此称为水循环。在水循环的过程中,还必需顾及生物系统对于水资源的迟延作用,同时地表滞留洼蓄、植物截留与中间流的效应也是水循环的一部份。

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