地球上にはどれくらいの水があるのでしょうか

地球の水の量

 

地球表面積の70%を占める「水」

人間が利用できる水

海水・川や湖。氷河、地下水など地球上のすべての水を合計するとおよそ13.8億立方kmの水があるといわれています。

このうち海水が全体の97・5%を占め、人間が利用できる水はわずか2・5%しかありません。そしてこの水の70%が南極や北極の氷雪です。残りの大半は地下水で多くが地下1800mよりも深い地層にあり、簡単に利用できません。

人間が利用できる水は浅い層の地下水や、河川、湖などの水を含めても、地球全体の水の0・01%程度です。地球上のすべての水をお風呂1杯分に見立てた場合、人間が利用できる水の量は両手にすくった量よりも少ないのです。

利用できる水の量を考えると、すぐに水不足になりそうですが、水は流れ続けて降水によって絶えず補給され続けるので不足することはありません。

 

1日に使用する水の量

家庭で使用される水と、オフィスやホテル、レストランなどで使用される水を生活用水といいます。現在、1日1人当たり生活用水の使用量は約300ℓと言われ、1965年と比較すると約2倍に増えています。原因としては水洗トイレやシャワーの普及など生活様式の欧米化があげられます。

 

[地球上の水の総量]1968年~1973年の試算 (単位:km3)

試算者カリーニン(1968)ネース(1969)椢根 勇(1973)
海水137000000013504000001349929000
河川水120017001200
湖沼水750000230000219000
土壌水6500015000025000
地下水60000000700000010100000
29000000※26000000※24230000※
大気中の水1400013000
生物中の水--1200
145983020013837947001384518000

地学団体研究会編 新版地学教育講座(10)地球の水口より

水蒸気から雲できて雨や雪が降る

水蒸気から雲ができる

水は絶えず循環しています。氷、水、水蒸気への姿を変えながら、空と海と陸の間を行き来しています。

水の循環を起こす原因は太陽熱です。海や陸上の水は、太陽光の熱によって蒸発し水蒸気となります。水蒸気を含んだ空気の塊は上昇するにしたがい膨張していきます。同時に温度も下がっていきます。

これは上空の大気に冷やされるよりも、膨張するとき周囲の大気を押し出すので、エネルギーを消費して自らの温度を下げるからです。この現象を断熱膨張により冷却を呼びます。

空気の塊の温度が露点よりも下がると、含まれている水蒸気が直径0・01mm程度の水の粒や氷の結晶に変化して、雲粒になります。雲粒が1㎤あたり100~1000個集合したものが雲です。

 

雨や雪が降るのはなんで?

暖かい地域と寒い地域とでは、雨のでき方に違いがあります。日本などの中緯度や高緯度の寒い地域では、数km以上の上空の大気温度は0℃以下になっています。

水には、0℃以下になっても凍らず零下20℃まで液体でいられる過冷却状態があり、この高さの雲には、過冷却の水の粒と氷の結晶が混在しています。さらに雲の上部では、大気温度は零下40℃まで下がり、そこでは氷の結晶だけができています。

雲の上部にある氷の結晶が落下して水の粒の中に入ると、氷の結晶はまわりの水蒸気を集めます。水蒸気は、氷の結晶の表面で昇華して付着します。すると、雲の中の水蒸気が減るので、過冷却の水の粒が蒸発して水蒸気になり、同じように氷の結晶に吸収されます。

大きく成長した氷の結晶は落下し、0℃以上の大気のところで溶けて雨になります。大気の温度が低いときは、地上まで溶けずに落下し雪になります。

ここでは、太陽熱が大きいので蒸発する水蒸気が多く、上昇気流も強くなります。このため、雲の中で水滴が大きく成長して、激しい雨となって地表に降ります。

雨や雪の降る仕組み

循環する水の量

水の循環によって、雲ができ雨や雪が降るといった、気象の変化がつくられています。

雨や雪などの降水量は、年間平均約49.5万㎦で、海に38.5万㎦。陸地には11万㎦が降ります。陸地に降った水の1部は河川や地下と通って海にそそがれます。降った水とほぼ同じ量の水が海上と陸上から蒸発して、再び空に戻ります。

ただ、水の循環スピードは置かれている状況によってかなり異なります。空気中の水蒸気は約10日で入れ替わりますが、地下水の場合は地層にゆっくりしみこむために、数十年から数百年以上かかります。雨水が流れ込む河川は2週間程度と循環スピードが速いので、水資源としての価値は高いのです。
循環する水

まとめ

いかがでしたか?私たちが利用できる水の量は、お風呂一杯分に例えると両手ですくった量よりも少ないなんて意外でしたね。
ウォーターサーバーの天然水の多くが、数十年から数百年以上かけて地層に浸透した、ミネラルを多く含んだ水ですので、大変貴重なお水であることがわかっていただけると思います。

 

 

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