水文學屬於地理學,研究的是關於地球表面、土壤中、岩石下和大氣中水的各種行為,包含水循環、含量、分佈、物理化學特性、對物質影響以及與所有生物之間關係的科學。

水分子藉由吸收太陽的輻射能,使其從海水或是陸地蒸發,可因為地面溫度過低而直接在蒸發後不久凝結於地表,甚至凝固稱做霜,大多數情況蒸發的水分子,或稱做水蒸氣,上升至高空,因寒冷而凝結成雲,再以雨水、雪、冰雹等形式降至海洋、陸地,若降落在寒冷高地則可能形成冰川,或在較為平緩的地勢匯集形成湖泊或河流,或是滲入土壤成為地下水,隨後河水、湖水、地下水等液態水分子再流入海洋,這當中可能還伴隨著蒸發。由於這個過程可以不斷的循環發生,因此稱為水循環。在水循環的過程中,還必需顧及生物系統對於水資源的遲延作用,同時地表滯留窪蓄、植物截留與中間流的效應也是水循環的一部份。

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