河水天天流進海裡，為什麼海不會滿出來？
― 海面每年會有超過1公尺的水蒸散到天空
世界上的河流，不分晝夜地把水送進海裡，從不停止。然而海卻不會滿出來。原因是海的表面，正以看不見的方式，送出比河流還多得多的水。而河水，其實就是當初從海裡出去的水，又回來了而已。
你在放洗澡水時，不小心忘記關水龍頭。過一陣子，熱水就會從浴缸邊緣溢出來。
海也有很多像水龍頭一樣的東西。站在大河的河口，會看到泥黃色的水不斷流進海裡，從來沒有停過的一天。
如果小孩問你「那為什麼海不會滿出來？」，你會怎麼回答？「因為海很大」，這只答對了一半。
海不會滿出來的理由，把兩個事實合在一起就能明白
被太陽曬熱的海面，水會變成水蒸氣往天上升。這個量，超過從河流進來的水的10倍。海，其實有個看不見的「排水口」，朝著天空開著。
升到天上的水蒸氣，一部分會被風帶到陸地，變成雨或雪。這些水聚集起來成為河流，再流回大海。河流不是在增加新的水，只是把借來的水還回去。
也就是說，海是一個進水量和出水量互相平衡的巨大容器。就像浴缸一樣，水龍頭開著，排水口也同時以相同的速度把水排出去。那麼實際上，各自的量到底是多少呢？
海面每年會送出相當於1公尺厚的水
就算說海水在蒸發，可能也沒什麼實際的感覺。因為站在海邊看，水面並不會看起來在下降。
研究者們根據船舶和人造衛星的觀測，估算了全球水的進出量。根據這個估算，海洋每年蒸發的水量，大約是41萬立方公里。
把這個量平均鋪在整個海面上來看，厚度大約是1.1公尺。海洋每年都在把超過成人腰部高度的水，送往天空。換算成每天，大約是3公釐。因為是一點一點地進行，肉眼看不出來。
散發出去的水蒸氣，大部分會直接在海面上方變成雨再落回海裡。剩下的約一成，會被風帶到陸地上空。請看圖1。左邊的海，用向上箭頭送出去的水，和向下箭頭、以及右下角河流送回來的水，數字恰好相等。
如果只有河水一直流進來，會變成怎樣？
全世界的河流每年送進海裡的水，大約是4萬立方公里。單看數字很龐大。但是平均鋪到整個海面上，厚度卻只有大約11公分。
那麼，假如蒸發完全停止、只有河水持續流進來，會發生什麼事？現實中雨也會跟著停止，河流最終也會乾涸，不過這裡我們當作思想實驗來想一想。請試著用圖2的滑桿，改變年數看看。
100年就會上升11公尺。許多海邊城鎮都會被淹沒在水下。現實中不會這樣，是因為每年1.1公尺的蒸發量，同時抵消了河水和降雨兩者。河水不是因為「量少」才沒事，而是因為流出去的水，正好有等量的水流回來，所以才沒事。
這份帳本的平衡，也告訴我們海水更新一次需要多少時間。要讓海水全部蒸發完，計算下來大約需要3000多年。你現在眼前的這片海水，平均每隔數千年，才會完成一次往返天空與陸地的旅程再回來。
中東的死海，是一個沒有出口的湖。流進來的河水和蒸發量互相平衡，水面才能維持。但是後來人類開始使用流進死海的河水，據說水面以每年約1公尺的速度持續下降。地中海也是蒸發量比河水和降雨量加起來還多的海。不足的部分，由直布羅陀海峽流進來的大西洋海水來補足。大約600萬年前這個海峽關閉時，據推測地中海幾乎完全乾涸了。
近年來，海面據說每年上升約3～4公釐。這並不是因為河水增加了。主要原因，是原本以冰河或冰原形式儲存在陸地上的水融化後回到海裡，以及變暖的海水稍微膨脹了。用帳本來比喻，就像是長期「存放」在陸地上的水，正被提取出來一樣。
總結
海不會滿出來，是因為海面每年會有超過1公尺的水蒸發，送往天空。河水，只不過是其中一部分以雨水的形式降在陸地上，再回來而已。海、天空與陸地，由一本連貫的水帳本連結在一起。
河流，不是在為海增加水。
只是把海借給天空的水，還回去而已。
海為什麼是鹹的，可以在「海水為什麼是鹹的？」中，作為河流搬運鹽分的故事來閱讀。想感受地球水量全體的規模，也可以參考「如果把地球上所有的水集合成一個球，會有多大？」。
- 在平盤或淺容器裡裝水，用油性筆在水面的高度做記號。也用尺量一下深度。
- 晴天時，把容器放在陽台等有陽光照到的地方，正好過了1天後再量一次深度。
- 把減少的深度乘以365，換算成一年的厚度。試著跟海面每年約1.1公尺（每天約3公釐）比較看看。
天氣、風和氣溫都會讓結果有很大差異。在陰天或室內也測一次，就能知道陽光和風讓蒸發加快了多少。容器要放在小孩或寵物不會碰倒的地方。
想了解更多 ― 用語、公式、與教科書的連結從國中理化到大學專業科目，會明確標示是哪個程度的內容
- 國中國中理化課會學到的範圍
- 高中高中「地球科學基礎」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或是教科書專欄程度的內容
- 大學高中不會學到，屬於大學專業科目（水文學、氣候學）的內容
- 研究即使在大學也不算「定論」，而是研究者目前還在調查中的話題
國中用語：這個現象是有名字的
- 水循環：海洋與陸地的水，透過蒸發、降雨、河流，不斷改變形態循環的機制。
- 蒸發：液體表面的水變成氣體（水蒸氣）散出去的現象。不需要沸騰，隨時都在發生。
- 水收支：把某個地方流入與流出的水量，像帳本一樣拿來比較。如果進出相等，總量就不會改變。
國中高中用公式驗證：海水的帳本有沒有平衡
把整個海洋看作一個容器，比較一年內流入和流出的水量。數值是根據特倫伯斯等人的估算（參考文獻1）所得出的概略值。單位是立方公里（km³），符號的意義如下表所示。
| 用符號寫 | ΔV ＝ P ＋ R − E |
| 用文字寫 | 一年海水的增加量 ＝ 降在海上的雨 ＋ 河流流入的水 − 從海面蒸發的水 |
| 公式的來源 | 水不會消失也不會無端產生（質量守恆）。海這個容器「進」與「出」的差，決定了累積的水量 |
| ΔV | 一年內海水的增減量（km³） |
| P | 一年內直接降在海上的雨或雪（km³） |
| R | 一年內經河流或地下水從陸地流入的水（km³） |
| E | 一年內從海面蒸發的水（km³） |
| 海面蒸發的水 E | 約 413,000 km³（每年） |
| 降在海上的雨 P | 約 373,000 km³（每年） |
| 經河流等流入的水 R | 約 40,000 km³（每年） |
| 海面面積 | 約 361,000,000 km² |
| 海水總量 | 約 1,340,000,000 km³ |
| 進入海的水（P ＋ R） | 373,000 ＋ 40,000 ＝ 413,000 |
| 一年的增加量 ΔV（進入的水 − E） | 413,000 − 413,000 ＝ 0 |
| 蒸發量換算成海面厚度（km） | 413,000 ÷ 361,000,000 ≒ 0.00114 |
| 換算成公尺 | 0.00114 × 1000 ＝ 1.14 |
| 只計算河水換算成厚度（km） | 40,000 ÷ 361,000,000 ≒ 0.000111 |
| 換算成公尺 | 0.000111 × 1000 ＝ 0.111 |
| 海水更新一次所需年數（總量 ÷ E） | 1,340,000,000 ÷ 413,000 ≒ 3245 |
進出的差 ΔV 為零，海水總量不會改變。蒸發量相當於每年約1.14公尺，河水相當於約0.111公尺（11公分）的厚度。蒸發量是河水的10倍以上。
| 每天的蒸發量（mm） | 1140 ÷ 365 ≒ 3.1 |
| 只靠河水經過100年（m） | 0.111 × 100 ＝ 11.1 |
每天約3公釐，跟觀察實驗中盤子水量減少的速度差不多。假如只有河水持續流入，計算下來100年後海面會上升約11公尺（與圖2最右端的數值相同）。
高中高中＋讓水循環起來的，是太陽的能量
高中在地球科學基礎中，會把地球的水循環當作「海洋・大氣・陸地」之間的流動來學習。水會從海洋被帶往天空，是因為太陽的能量讓海面變暖。降在陸地上的水會以河流形式流回海裡，是因為重力會讓水往低處流。
高中＋水要蒸發，需要一種叫做蒸發熱（氣化熱）的大量熱能。地球表面吸收的太陽能量中，大約一半都用在這個蒸發過程上。海洋把熱帶著水蒸氣送往天空，在雲中變回水時，再把這些熱釋放出來。水循環，同時也是地球搬運熱量的機制。
大學水收支與平均滯留時間
在水文學中，把某個區域儲水量的變化用「降水 ＋ 流入 − 蒸發散 − 流出」來表示的式子，稱為水收支式。另外，把儲水量除以進出的流量，得到的數值稱為平均滯留時間。海水的平均滯留時間約為3000多年，但大氣中的水蒸氣只需約9天就會更新一次。同樣是水循環，依儲存的地方不同，時間尺度卻完全不同。全球水收支的數值，經常被引用的是特倫伯斯等人結合觀測與再分析資料所做的估算。
📖 公式的推導與更深入的內容：水循環（維基百科，日文） ／ 特倫伯斯等人對全球水收支的估算（2007年）
研究目前還不清楚的事
- 海洋的蒸發量到底有多精確？ 海上直接觀測的數據並不多，據說不同研究的估算值可能相差約一成左右。目前仍在持續嘗試用人造衛星觀測來提升精確度。
- 全球暖化會讓水循環加快嗎？ 空氣變暖後，能容納的水蒸氣會增加。從海水盐分分布的變化來看，有人指出水循環可能正在增強，但這個增強幅度仍有爭議。
- 地中海真的曾經乾涸過嗎？ 在大約600萬年前的「梅西尼亞盐度危機」事件中，地中海底留下了厚厚的盐層。到底是完全乾涸，還是殘留了一些淺鹽湖，至今仍在研究中。
也就是說，這篇文章的內容，也僅是「目前所知範圍內的說明」。數值都是估算值，隨著研究進展，可能會有些微變動。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應位置 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化2年級「氣象與其變化」（水循環） | 蒸發・降雨・河流的循環（圖1） |
| 高中 | 地球科學基礎「大氣與海洋」 | 太陽的能量把水帶往天空 |
| 高中＋ | 地球科學・物理（蒸發熱與熱的搬運） | 水循環同時也是搬運熱的機制 |
| 大學 | 水文學・氣候學 | 水收支式與平均滯留時間 |
| 研究 | 全球水循環的觀測・古海洋學 | 蒸發量的精確度、循環的增強、地中海的乾涸 |
| ― | 與生活的連結 | 曬衣服會乾、水坑會消失，也是同樣的蒸發現象 |
- Trenberth, K. E. ほか (2007) Estimates of the Global Water Budget and Its Annual Cycle Using Observational and Model Data. Journal of Hydrometeorology 8
- 維基百科「水循環」（日文版，水循環）
- 維基百科「メッシニアン塩分危機」（日文版，梅西尼亞盐度危機）
- IPCC (2021) 第六次評估報告 第一工作小組報告 第9章「海洋・雪冰圈・海平面變化」
- 國立天文台 編『理科年表』丸善出版（地球水量，日本出版物）
※本文為一般大眾取向的科學解說。文中數值僅為幫助理解機制的參考概略值。全球水進出的數值為估算值，依資料來源可能略有不同。