1、目 录序 水的呼唤 / 2第一部分 水的知识 1.生命之水 / 42.水的分布 / 53.水的循环 / 64.人类活动与水资源 / 75.保护环境 ，珍爱生命之水 / 12第二部分 学习活动 挑战一 看云识天气 / 13挑战二 自制雨量器 / 15挑战三 测量 pH 值 / 20第三部分 终极挑战调查体验活动 / 23附 录 / 26第四部分 征集活动活 动 一 最有创意的雨量器 / 27活 动 二 海报设计 / 291水水的呼唤阳 光、 空气 和水是 地球 上一 切生物 赖以 生存 的最基 本要 素。 虽然太 阳是 地球 上一切生物和非生物 活动的能量来源，空 气也是所有地球生物 维持生命所
2、不能或缺 的，但是，不为大多数 人所知的是，由于有 了水（水汽是大气中 含量最多的温室气体 ） ，地球才有了适宜 人类生存的地表平 均温度15。地球所特 有的固态水（冰） 、液态水和气态水（水 汽）三相共存和不停 变化，不但将太阳照 射到地球上的能量储 存起来，还通过水在地 球上（海洋、江河的 流动） 、地球中（地 下水）以及地球上空 （大气中云、雨等）的 运动，将这些能量传 递到全球各个角落。 几十亿年来，水从冰 变成液体再变成水汽不 停地变换存在形式的 同时，又通过不停地 运动，为我们提供了 每天千变万化的天气和 地球表面美丽的千姿 百态。没有水和水的 运动，地球将会是一 个毫无生气、缺乏
3、色彩的普通星体。水是 人类生存和社会发展所 不可缺少的宝贵自然资 源。然而维持地球上包 括人类在内的一切 生物生命的 淡水，不但 总量稀少， 而且分布也 极不均匀。 世界上有 20% 的地表淡水集 中于亚洲的 贝加尔湖， 还有 20%储存 于美国的大 湖（休伦湖 、密歇根湖 和苏必利尔湖） ， 包括中国长江、 黄河在内的全球江 河只占有全世界 淡水总量的 0.006%左右。因此，降雨 所提供的淡水成为许 多地方生产生活的主 要来源。世界各地、 每个国家，甚至每个城 市的降水量差别巨大 。世界上平均年降雨 量最高的记录保持者 ，当属夏威 夷的怀厄 莱阿莱峰 ，那里 每年的平 均降雨约 为 114
4、00 毫米 （北京平 均年降雨 量不到 600 毫米） ，而智利的阿里卡曾长达 14 年没有下过雨。纵观 人类文明发展史，人类 远古文明的发源地无一 不与水密切相关。尼罗 河、恒河、黄河、长江、 亚马逊河人类文明 在条条江河永不停歇 地奔腾中发展。然而 ，水一方面孕育了人 类和人类文明；另一 方面，又常常给人类 带来毁灭性的打击。 中国是世界上遭受水患 困扰最为严重的国家 之一。从大禹治水到 今天的南水北调，中 国社会的发展史可以说 是一部不断与水抗争 的历史。遗憾的是， 历史上除以四川都江 堰、新疆坎儿井等为典 型代表，体现人类与 水和谐共处的少数个 例外，绝大多数时候 和绝2珍爱生命之序水
5、 的 呼 唤大多数 地区，人类与水的抗 争多以失败告终。发 生在我们身边的舟曲泥 石流，远在美国的新 奥尔良飓风强降雨造 成的河堤溃决，就凸 显出人类社会无论多么 发达，在水面前还是那样的脆弱和无能为力。工业化革命以及 其所伴随着的科学技术 高速发展，大幅度提高 了人类社会在与水抗争中 的能力。但是，人类 对水循环过程，特别 是该过程的重要组成部 分人与水之间的 关系，仍然缺乏全面 的科学认识。以牺牲 自然环境为代价的发展 模式，主导了过去两 百年人类社会的发展 。人类活动的日益加 剧，对自然生态环境的 改变，已经打破了百 万甚至千万年自然活 动所形成的平衡，自 然水循环更是首当其冲 。为了生
6、存和经济发 展，人类在全球范围 内构筑水库，整治甚 至完全改变自然河道， 这虽然在一定程度上 帮助人类减轻水患的 影响，但更多的是从 根本上改变了地表水千 百万年形成的活动路 线，以及水循环中蒸 发、径流、下渗等各 个过程。城市的发展， 一方面超量开采地下 水，另一方面道路、 建筑的大量建设，几 乎完全阻隔了降雨对地 下水的补充。再加上 城市的热岛效应，人 类活动在改变本地区 水循环的同时，又对区 域和全球气候造成影响，并进而改变了全球降雨的时空分布。仅仅认识到保护 水资源就是保护人类自 身的生存发展还远远不 够。对水资源的保护，一 方面需要进一步加强 对水循环过程的科学 认识；另一方面，更要
7、 将水问题放在广阔的 社会经济视野里。人 类要认真聆听水的呼 唤，重新认识人与水之 间的关系，从根本上 改变人类为满足自身 欲望和发展对自然无 节制索取的短视行为， 让人类和自然生态环境、自然水循环能够共生于同一个可持续的发展环境。 2011 年珍爱生命之水青少年科学调查体验活动首席科学家 叶 谦叶谦： 博士， 曾任中国 气象科学 研究院 兼职研究 员、中国 气象局华 风影视 集团高级 顾问、 世界 气象 组织北 京 2 008 年奥 运会预 报演 示项 目社会 经济 影响 评价课 题首 席科 学家。 现任国 际全球 环境变 化人文 影响中 国委员 会( CNC -IHDP )副秘书 长、国
8、际全球 环境变化 人文影响 计划（IHDP） 主任特别 顾问、IHDP 核 心计划综 合风险防 范计划执行 主任。研究领域包括：卫星气候学、气候变化的社会经济影响以及全球变化等。3水第一部分 水的知识1.生命之水水比能源更重要，我们能找到不同的能源，但水，是唯一的。尤金奥德姆 （Eugene Odum）美国著名生态学家从太空中看我们居住的地球，是一个美丽的蔚蓝色球体，因为它 70%的表面覆盖着 水 。水 是 地球 表 面数 量 最多 的 天然物质，地球是一个名副其实的大水球。地球上存在的液态水是生命孕育和发展的 条 件之 一 。水 是 构成 生 物体 的 基础物质。水 还是 人类 社 会生 存
9、 发展 不可或缺的资源生产 1 吨钢需要 25 吨水生产 1 吨纸需要 450 吨水 种植 1 千克玉米需要 368 千克水 种植 1 千克棉花需要 648 千克水种植 1 千克水稻需要 1000 千克水成年人体内含水量占体重的 65%一棵树的含水量占其总重量的 60%水母 90%以上都是水知识点水是 人们最熟 悉的化 合物， 水分子由 一个氧原子和两个氢原子构成。水以 液态、气 态和固 态三种 状态存在 于地球上。4珍爱生命之第一部分水 的 知 识2.水的分布地球上的水 大部分以液态形 式存在于海洋、 江河、湖泊以及 地下，少部分以水汽形 式存在于大气中，还有 一部分以冰、雪等固态形 式存在
10、于地球的南北极和陆地的高山冰川上。虽然地球上 到处都是水，但 能够被人类直接 利用的淡水却非 常少。地球上的水，97% 以上是在海洋里的咸 水，只有 3%的水是淡 水。而在这极少的淡水资源中 ，又有 70%左右被冻结 在南极和北极 的冰盖中，加 上难以利用 的高山冰川和永冻积雪，人类真正能够利用的水只占地球总水储量不到 1%。其他5水3.水的循环水 循环是水在海洋 、陆地和大气之 间通过三态不断 转换的循环过程 。太阳是驱动水循环的动力之源。当 太阳照射地球的 时候，地球表面 温度升高，地球 表面的水、土壤 中的水受热蒸发，植物体内 的水蒸腾成为水蒸气， 释放到空气中。当这些水 蒸气在空气中温
11、度降低，就会 凝结成云。当云中的水 滴或冰晶吸收水汽不断变 重，直到空气无法承托时，就 会形成雨、雪、冰雹等 降落到地面。降水可以从 地球表面渗透到地下形成地下 水，或者在陆地表面通 过江河、溪流，最终汇集 到湖泊和海洋。在 这 个 循 环 知识点中， 水 从地 球 表面上的 水 体、 土 壤和生物 中 升入 大 气，然后 又 重新 回 到地球表面。水 循 环 过 程 更新了 地 球淡 水 的供给， 总 的蒸 发 、蒸腾量 和 降水 量 相互平衡。6珍爱生命之第一部分水 的 知 识4.人类活动与水资源人类可直接利用的淡水资源不仅非常有限，而且地区分布极不 平衡。巴西 、 俄罗 斯 、 加拿 大
12、 、中 国 、美 国 、 印度 尼 西亚 、 印度 、 哥 伦比 亚 和目前主要有四个因素加剧缺水问题：源 占 了世 界 淡 水资 源 的 人 口 增 长 ： 估 计 到 20 5 0 年 ， 全 球 人 口 可 能 从 高于上世纪人口增长率两倍的速度增加。城市 化进程： 加速的 城市化进 程将会 导致人 口愈区严重缺水。 加密集，使水的需求问题更加突出。在 我 国 ， 目 前 有 16 高 水 平 的 水资 源 消 费 ： 随 着 世 界 各 国 日 益 发个 省 ( 区 、 市 ) 人 均 水 资水资 源储量。降 水时间、 空间分布 的不于 严 重缺 水 线 ，宁 夏 、 平 衡， 将 导
13、 致世 界 上越 来 越多 的 地河 北 、山 东 、 河南 、 山西、江苏 6 个省、区的人均 水 资 源 量 低 于 5 00 立方米。虽然人类的生存和发展离不开水，但长久以来，受到人类社会 经济发展模 式、人 口增长 ，以 及由于 人类活 动对 于自然 环境的 改变和 破坏 等方面 的影响，淡水资源的缺乏日渐严重。7刚 果 9 个 国 家 的 淡 水 资目前的 65 亿增至 89 亿。目前水资源的使用正 以60 % 。约 占 世 界 人 口 总数 40% 的 80 个 国家 和 地展，各地人均用水量将会大幅度增长。全 球气候 变化： 全球 气候变 化将 会缩减 淡源量 ( 不 包 括 过 境 水 ) 低区缺水。 水科 学研究表明，由 于人类活动排放 的温室气体所造 成的气候变化， 将对水资源造成极大的影响。气候变化对水循环的主要影响包括： 降水的季节性分布和降水量的变化； 大多数情况下降水强度会增大； 雨雪平衡的变化； 蒸发和蒸腾总量增加，土壤水分减少； 温度和降水变化导致植被变化； 冰河、冰盖融化加速； 许多地区火灾增加。 由 于降水的时间、 空间分布和强度 发生变化，旱灾 和洪水的发生概 率和严重程度都会增加，而缺水将会在许多地区变得更为严重。8珍爱生命之
