第 2 卷：水 水的工作原理

假设现在是2022年秋天。 自工业时代以来，地球已经变暖了1.2℃。 我们星球的水系统，这个连接了河流、湖泊和海洋，以及冰川、土壤、空气和所有生物的网络，正在发生改变。 上升的温度使这个系统更易变了。

如果我们把地球比作人体，不断上升的全球气温就像我们体温在上升，在体温37°C（98.6°F）时，我们感觉舒适，能够健康生活，但如果体温长期偏高，即使只是一两度，也会造成伤害。 地球上的水循环就像我们的血液循环系统，这个错综复杂的网络稳定地输送着某种关键物质，维持着所有生命，包括我们自己。 这个网络中断会带来巨大的危险。

云是由水滴组成的，每个水滴都包含数万亿个H₂O分子，但仍然轻得可以悬浮在空气中。 想象一下，一个大气中的H₂O分子加入了附近的水滴，使水滴重了一点点，正好足以从空中落下，变成了雨滴。

雨滴在下降大约四分钟后落到了一条路上。 沥青不透水，而水总得有个去处。 设计这条路的工程师考虑到了下雨的情况，所以路面中间高，两边低，让雨水在重力的作用下流到路边。 水分子在水沟中汇入奔腾的水流，然后穿过井盖落入雨水管道。

工程师在设计这条雨水管道时考虑到了多种降水情况，但今天的雨量比设计预期的还要大。 水几乎灌满了雨水管道，它排水的河流正在危险地上涨。 如果大雨持续下去，管道将无法提供更多容量，之后的雨水将停留在地表，沿着道路和山谷往低处流，直到淹没城市的低洼地区。 就目前而言，排水系统还是有效的。 我们的水分子迅速加入了滚滚河流，在一个小时内就进入了大海。

海洋和大气层温度升高时，水会更容易蒸发。 温暖的空气就像一块海绵，只要有水，空气就会把它从地球表面吸出来，直至饱和。 现在，海洋更温暖，我们的水分子停留的时间变短了，它从水分子的漩涡中分离出来，通过蒸发回到大气中，被风吹走。

水分子以水蒸气的形式走了很远，它随风飘过了一片森林上空。 树木通过蒸腾现象从叶子散发出水分，使周围的空气变湿变冷。 水分子与刚刚蒸腾出来的分子碰撞，在云中凝结成一个新的水滴。 其他分子也迅速凝结过来，水滴重量增加了，我们的分子又一次成为雨滴落下，这一次落在了一棵树的树冠上。 这棵树的叶子和树皮上的凹槽把水引到了树干上，滴到土壤中。

在接下来的几周里，水分子通过了许许多多生活在土壤中的微小生物，最后被树根吸收。 树干内的管状组织把水抽到树枝里，再抽到树叶上。 叶子的底面会呼出氧气和水蒸气。 水分子又一次在空气里飘浮。

它来到森林上空，被盛行风吹到了更远的地方。 几天后，它和其他水分子一起，进入了山脉上方的云团。 20年前，这个高度在每年的这个时候通常会下雪。 水分子会和其他分子以结晶的方式连在一起，形成雪花，在那里度过整个冬天。

到了春天或夏天，雪会融化成水，并逐渐流到山下的山谷，为村庄和农场提供温和稳定的水源。 然而，由于空气变暖了，我们的水分子所在的水滴变得更大、更重。 大气这块“海绵“最终达到了吸收能力的极限，我们的水分子在倾盆大雨中坠落。

随着大气层变暖，当地的降水模式变得越来越不稳定，山谷几年来一直处于干旱状态。 你也许会认为村民会渴望下雨，但已经干硬的土壤还没有做好准备，许多植被已经枯萎，更无法应对大量的降水。

每一颗偌大的雨滴都会使松动更多干涸的表土，很快，泥石流发生了，奔腾着冲入了下方的河床。 水分子和表土、植物和杂物一起，成为了滚滚泥流的一部分。 水流侵蚀了部分地形，河岸变宽了。

下游是一个人工湖，工程师在那里筑起了大坝，用水来发电。  水是有利的，但水中的淤泥和杂物是有害的。 它们会抬高湖床、减小湖的容量、堵塞大坝的机器，和从前的缓慢融雪不同，它们威胁着当地的水资源。

我们的水分子穿过大坝的涡轮，流向江河与大海交汇处的三角洲。 当地人在这片区域开凿了水渠来灌溉农田，水分子流到了田里。 水稻是这里的主要作物，农民需要保持稻田里有齐膝深的水。 水分子在田地里循环了一会儿，但没有成为水稻的一部分，而是在温暖的大气下迅速蒸发掉了。

这种从液体到蒸汽，再到液体的不断运动和变化，对我们的水分子来说是一个激烈、疯狂的循环过程。 每变暖一点点，都会为整个水系统增加能量、易变性和不确定性，让我们赖以生存的稳定模式进一步可能消失。

图示：Berke Yazicioglu