第五章 大气中的水分(61)

nullnull第五章 大气中的水分本章内容 空气湿度 蒸发和蒸散 凝结和凝结物 降水地气系统中的水分收支地气系统中的水分收支null第一节 空气湿度 空气湿度：空气中水汽含量的多少或潮湿程度。 湿度参量：表征空气中水汽含量的多少和潮湿程 度的物理量。null一、空气湿度参量 水汽压（e）反映空气中水汽含量的多少 水汽含量 水汽压e 定义：空气中水汽的分压强。单位：百帕 (hPa) 1百帕(hPa) = 100帕斯卡(Pa)null 饱和水汽压（E）反映空气的最大水汽容纳能力 饱和水汽压取决于温度（马格奴斯半经验公式）定义：饱和湿空气中水汽的分压强。影响因子： 温度 T E 蒸发面性质 E过冷却水＞E冰 蒸发面形状 E凸面＞E平面＞E凹面 液体含盐度 含盐度 Enull 相对湿度（f）定义：空气的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比值。反映空气的潮湿程度 温度不变，E不变：水汽含量 e r 水汽含量不变，e不变：温度 E rnull 露点温度（ Td ）定义： 对于含有水汽的湿空气，在不改变气压和水汽含量的情况下，降低温度而使空气达到饱和状态时的温度。反映空气中水汽含量的多少，水汽含量 露点温度Tdnull 饱和差（ d ）定义：同一温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。d = E - e 反映空气的潮湿程度。影响因子： 温度不变，E不变：水汽含量 e d 水汽含量不变，e不变：温度 E d水汽含量、温度null 比湿（q）、混合比（S）、绝对湿度（a）比湿：湿空气中水汽的质量与湿空气总质量的比值。混合比：湿空气中水汽的质量与湿空气中干空气质量的比值。比湿和混合比具有保守性绝对湿度（水汽密度）：单位体积湿空气中水汽的质量。null二、空气湿度的时间变化 水汽压的时间变化 日变化单波型（海洋型） 海洋、沿海地区、冬季大陆影响因子：蒸发强度双波型（大陆型） 夏季内陆、沙漠地区影响因子：蒸发强度 乱流强度null 年变化影响因子：蒸发强度null 相对湿度的时间变化绝大多数地区：与气温的日变化反相T 地面水分蒸发强度 e T E 并且E比e快 因此 T r 同理 T r近海地区及其它大型水体的周围（晴朗稳定的天气条件下） 与气温的日变化同相海陆风（水陆风） 昼： 吹海风，潮湿 夜： 吹陆风，干燥 日变化null 年变化大多数地区：与气温的年变化反相T 地面水分蒸发强度 e T E 并且E比e快 因此 T r 同理 T r季风气候区：与气温的年变化同相夏季： 夏季风，来自海洋，潮湿 冬季： 冬季风，来自内陆，干燥 null第二节 蒸发和蒸散一、水面蒸发 蒸发速率 定义：单位时间从单位面积上蒸发掉的水的质量。 单位：g／cm2·日 日蒸发量 定义：一天中蒸发掉的水层的厚度。 单位：mm／日; 1g／cm2·日＝1mm／日 道尔顿蒸发公式d＞0 时，W＞0，蒸发过程 d＝0 时，W＝0，动态平衡 d＜0 时，W＜0，凝结过程null 影响水面蒸发速率的因子 温度：T E d W 湿度：e d W 气压：P W 风：风速 W 蒸发面性质：W过冷却水＞W冰 蒸发面形状：W凸面＞W平面＞W凹面 含盐度：含盐度 Wnull二、土壤蒸发 土壤蒸发定义土壤水分汽化并向大气扩散的过程。 影响因子土壤因子、气象因子null第三节 凝结和凝结物一、凝结条件 凝结发生的条件空气达到饱和或过饱和状态，并有凝结核存在。 空气的饱和或过饱和 实现方式：增大水汽含量： e e＞E 降低温度： T T＜Td 大气中常见的降温实现凝结的过程：③ 混合冷却 ④ 绝热冷却① 辐射冷却 ② 接触冷却null 凝结核 定义： 在水汽凝结过程中起凝结核心作用的固态、液态和气态的气溶胶质粒。 null二、凝结物 地面凝结物露、霜、雾凇、雨凇辐射冷却的产物，形成在晴朗无风的夜间和清晨。露：贴地层空气中的水汽在地面发生凝结而形成的小水滴。Td＞0℃霜：贴地层空气中的水汽在地面发生凝华而形成的小冰晶。Td＜0℃热容量小、导热率小、粗糙的地表易形成露和霜。null 雾凇∨和雨凇∽雾凇：附着在树枝及物体迎风面上的白色的疏松的凝结物。雨凇：过冷却雨滴落地后冻结而形成的光滑而透明的冰层。null 近地层大气中的凝结物雾：飘浮在近地层空气中的小水滴和小冰晶。雾的分类：null 自由大气中的凝结物水汽凝结物悬浮在自由大气中形成云。 定义： 分类： 发生学分类 形态学分类（国际分类法）云底高度和外形特征 中国《地面气象观测规范》云族、云属、云类、云目、衍生云、转化云nullnull淡积云淡积云碎积云碎积云浓积云浓积云秃积雨云秃积雨云鬃积雨云鬃积雨云透光层积云透光层积云蔽光层积云蔽光层积云积云性层积云积云性层积云堡状层积云堡状层积云荚状层积云荚状层积云层云层云碎层云碎层云雨层云雨层云碎雨云碎雨云null透光高层云透光高层云蔽光高层云蔽光高层云透光高积云透光高积云蔽光高积云蔽光高积云荚状高积云荚状高积云积云性高积云积云性高积云絮状高积云絮状高积云堡状高积云堡状高积云null毛卷云毛卷云密卷云密卷云伪卷云伪卷云钩卷云钩卷云毛卷层云毛卷层云匀(薄幕)卷层云匀(薄幕)卷层云卷积云卷积云null第四节 降水一、降水的特征量降水：从天空降落到地面的固态或液态的水汽凝结物。 降水量和降水强度降水量：从大气降落到地面的未经蒸发、渗透、流失而 在水平面上积聚的水层厚度。单位：毫米日降水量、旬降水总量、月降水总量、年降水总量降水强度：单位时间内的降水量。单位：mm／10分钟、mm／小时、mm／日 null 降水变率用于反映一个地区降水的变化情况（稳定程度）。Ri 某地某年某时期的实际降水量 R0 该地同期的多年平均降水量降水绝对变率（降水距平）＝ Ri－R0 null二、降水的种类雨、阵雨、毛毛雨、雪、阵雪、雨夹雪 阵性雨夹雪、霰、米雪、冰粒、冰雹 降水分类：nullnull 降水强度（mm／24h）null三、降水的形成充分的水汽供应和空气的绝热上升运动。水汽的扩散转移过程：冷暖云滴之间：大小云滴之间：过冷却水滴与冰晶之间： （冰晶效应）