交换过程中，海面上的年蒸发量大于年降水量，陆面上情况正好相反，降水大于蒸发；在横向交换过程中，海洋上空向陆地输送的水汽要多于陆地上空向海洋回送的水汽，两者之差称为海洋的有效水汽输送。正是这部分有效的水汽输送，在陆地上转化为地表及地下径流，最后回流入海，在海陆之间维持水量的相对平衡。
2小循环是指发生于海洋与大气之间，或陆地与大气之间的水分交换过程。小循环又称内部循环，前者又可称为海洋小循环，后者称陆地小循环。
海洋小循环主要包括海面的蒸发与降水两大环节，所以比较简单。陆地小循环的情况则要复杂得多，并且内部存在明显的差别。从水汽来源看，有陆面自身蒸发的水汽，也有自海洋输送来的水汽，并在地区分布上很不均匀，一般规律是距海愈远，水汽含量愈少，因而水循环强度具有自海洋向内陆深处逐步递减的趋势，如果地区内部植被条件好，贮水比较丰富，那么自身蒸发的水汽量比较多，有利于降水的形成，因而可以促进地区小循环。
陆地小循环可进一步区分为大陆外流区小循环和内流区小循环。其中外流区小循环除自身垂向的水分交换外，还有多余的水量，以地表径流及地下径流的方式输向海洋，高空中必然有等量的水分从海洋送至陆地，所以还存在与海洋之间的横向水分交换。而陆地上的内流区，其多年平均降水量等于蒸发量，自成一个独立的水循环系统，地面上并不直接和海洋相沟通，水分交换以垂向为主，仅借助于大气环流运动，在高空与外界之间，进行一定量的水汽输送与交换活动。
（二）全球水循环系统的层次结构
如前所述，全球水循环是由海洋的、陆地的以及海洋与陆地之间的各种不同尺度，不同等级的水循环所组合而成的动态大系统。由于这些分子水循环系统既紧密联系，相互影响，又相对独立。所以对这个全球性的动态大系统，可以根据海陆分布，各分子系统的尺度、规模不同，以及相互之间上下隶属关系，建立如图2-3所示的水循环分子等级系统。
陆地水循环系统结构比海洋水循环系统要复杂，而且在四级以下还可进一步区分，例如长江流域为四级水循环系统，汉江作为长江的一级支流，就属于五级水循环系统，而丹江是汉江的支流，是长江的二级支流，因而属于六级水循环系统。
三、水体的更替周期
水体的更替周期，是指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需的时间，通常可用下式作近似计算：
式中，T为更替周期（年或日、时）；W为水体总贮水量（米3）；ΔW为水体年平均参与水循环的活动量（米3/年）。
以世界大洋为例，总储水量为13.38×1017米3，每年海水总蒸发量为50.5×1013米3，以此计算，海水全部更新一次约需要2650年；如果以入海径流量4.7×1013米3为准，则更新一次需要28468年。又如世界河流的河床中瞬时贮水量为21.2×1011米3，而其全年输送入海的水量为4.7×1013米3，因此一年内河床中水分可更替22次，平均每16天就更新一次。大气水更替的速度还要快，平均循环周期只有8天，然而位于极地的冰川，更替速度极为缓慢，循环周期长达万年。
表2-1所列的更替周期，是在有规律的逐步轮换这一假设条件下得出的平均所需时间。实际情况要复杂得多，如深海盆的水需要依靠大洋深层环流才能缓慢地发生更替；其周期要超过2650年，而海洋表层的海水直接受到蒸发和降水的影响，其更替周期显然无需2000多年。尤其是边缘海受入海径流影响，周期更短。以我国渤海为例，总贮水量约19.0×1011米3，而黄河、辽河、海河多年平均入海水量达14.55×1010米3，仅此一项就使渤水13年内就可更新一次。又如世界湖泊平均循环周期需要17年，而我国长江中下游地区的湖泊，出入水量大，交换速度快，一年中就可更换若干次。