chapt4大气中的水分.ppt
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1、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,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。,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),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
2、,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,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,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,比湿(q)、混合比(S)、绝对湿度(a),比湿:
3、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。,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,年变化,影响因子:蒸发强度,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
4、风) 昼: 吹海风,潮湿 夜: 吹陆风,干燥,日变化,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,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:gcm2日,日蒸发量,定义:一天中蒸发掉的水层的厚度。,单位:mm日; 1gcm2日1mm日,道尔顿蒸发公式,d0 时,W0,蒸发过程 d0 时,W0,动态平衡 d0 时,W0,凝结过程,影响水面蒸发速率的因子,温度:T E d W,湿度
5、: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,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。,土壤蒸发的两种过程,第一种:蒸发直接发生在土壤表面。,第二种:水分在土壤中某层次进行蒸发之后,水汽通过土 壤的孔隙达表层溢出土表。,影响因子,土壤因子、气象因子,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 eE 降低温度: T TTd,大气中常见的降温过程:, 混合冷却 绝热冷却, 辐射冷却 接触冷却,凝结核,
6、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。,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。,Td0,霜:贴地层空气中的水汽在地面发生凝华而形成的小冰晶。,Td0,热容量小、导热率小、粗糙的地表易形成露和霜。,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。,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:,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:,
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