1.地球水体的4种存在形态

　　地球表层存在着大量的水。它也是地球表层唯一的以固体、液体、气体3 种状态同时存在，并且经常互相转化的物质。

　　过去物理学明确了物质以固体、液体、气体三种形态存在，但是20世纪后期也把以颗粒状态存在的固体、液体称为物质的第四态。对于地球表层的水体，它不仅以流体的海水、固体的冰雪、存在于大气中的气体（水汽）的形态存在，而且时刻包围着地球半数以上地区的云实际就是固体、液体状态的水的小颗粒（云滴、冰晶）的集合体。我们可以认为地球表层的水体以固体、液体、气体、颗粒体4种形态广泛存在于各处。

　　人们容易相信这些不同形态的水体在数量是比较稳定的，但是它们的数量之间是否存在某种函数关系，则可能没有受到注意。

　　2.水体数量取对数以后的分析

　　确实，这4种形态的水体的数量相差很多，其绝对值跨7个数量级[1，2]，直接找它们之间的关系是困难的（表1）。

　　表 1 地球表层不同形态水体的数量和其对数值

　　排序 水体形态　　　　　水体质量（吨，t）　　对数值

　　　1　液体水（海水）　　1.3×（10的18次方）　18.11394

　　　2　固体水（冰雪）　　2.4×（10的16次方）　16.38021

　　　3　气体水（水汽）　　1.3×（10的13次方）　13.11394

　　　4　颗粒水（云）　　　9×（10的10次方）　　10.95424

　　分析发现如果以地球表层的液体（海水）、固体（冰雪）、气体（水汽）和颗粒（云滴）形态为一个直角坐标系的横坐标上的4个等距离点，以它们的水体数量（取了对数以后）做为纵坐标值，那么在这种直角坐标图上地球水体状态与数量对应的4个点就很靠近一条直线。

　　3.结论

　　水体以液体（主要是海水）、固体（主要是冰雪）、气体（水汽）和固体液体的水颗粒（主要是云）4种形态存在于地球表层附近，这些不同形态的水体的数量差别很大，跨越了7个数量级。在状态坐标和数量（的对数）坐标张开的直角坐标系中这4 个“状态点”却集中在一条直线附近。这是值得深思的事实，其物理含义有待人们再分析。

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