精品课程《气象学》课件 ch4大气中的水分.ppt

地表最多的物质是什么？,最平常又最奇特的物质是什么？,自然状态下能三态并存的物质是什么？,生命活动最离不开的物质是什么？,气象变化中最重要的因素是什么？,上善若水,智者乐水,宇宙中最伟大的物质,超级明星,第四章 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,云和降水,Bg Meaning?,一、大气湿度,大气湿度,湿度表示方法,湿度和温度的关系,绝对湿度,相对湿度,露点,饱和差,水气密度,水气压,绝对湿度与温度,相对湿度与温度,空气湿度：空气中水气含量的多少。 是最重要的环境因素之一。 气象变化的主角 影响植物的蒸腾、进而影响水分、养分的吸收，影响生长发育。 是病虫害发生、发展的重要条件之一。 与人类健康和舒适度也很有关系等。,水气密度（A，克/米3),大气中所含水气的绝对量。,水气压（e，百帕hpa ),大气中水气分子产生的分压,标准状态下，海平面气压为1000 hpa时，氧气产生的分压为210 hpa,氮气780 hpa,水气10 hpa。大气中的水气压多在40 hpa以下。水气越多，产生的水气压越大。,在正常情况下，A与e数值上相近，但e的测定很容易，故多用e表示。,绝对湿度,相对湿度,实际水气含量与饱和水气含量的百分比,相对湿度 RH=e/E×100%,实际水气压e,饱和水气压E,饱和水气压E,空气中的水气达到饱和时，水气产生的压强,E=610.78×e17.269t/(237.3+t) (pa),温度,多余的水气分子就会凝结为露 空气的含水量有一定限度,E与沸点 当E与大气压相等时即沸腾,随海拔升高，气压降低，沸点也降低,例：海拔3000米(700hpa)、5500米(500hpa) 的沸点是多少？,E=610.78×e17.269t/(237.3+t),50000=610.78×e17.269t/(237.3+t),t81,89.6 ,饱和差d d=E-e 也可用来表示湿度，饱和差d越小，相对湿度越大，反之则越大,空气饱和水气压 水面饱和水气压 冰面饱和水气压,露点(dew point)： 气压不变，降温至水气饱和时的温度。低于0时称为霜点。 露点高时，水气量多，反之则少。 露点与夜间最低度有关：温度降至露点时，水气凝结 放出大量潜热，缓冲温度进一步降低，因而可用于预测最低度。 温度露点差 温度与露点之差 越大，相对湿度越小，反之越大。,湿度与温度的关系,相对湿度与温度 水气数量一定时，温度越高，饱和水气压越大，相对湿度则越小，相反，温度越低，饱和水气压越小，相对湿度则越大。 凝结现象出现在温度较低的傍晚、夜间、清晨。 空气中的绝对含水量比较稳定，而温度易变,绝对湿度与温度 温度越低，饱和水气压越小，所含水气的绝对量越少，故极地的冷空气如-40时，几乎没有水气，南下温度升高时，相对湿度也非常小。 冬季空气中的水气量少（绝对湿度小），室内温度高时，相对湿度会很小，因而室内植物需要多浇水。,二、水分的蒸发,水面蒸发,土壤水分的蒸发,水面蒸发,水面,道尔顿定律：,空气,饱和水气层 E,空气湿度 e,W=A(Ee)/P W:蒸发速率 A：比例系数 P：大气压,水温越高，E越大 空气越干燥，e越小,Ee 越大,风越大，水气分子越易扩散,水中盐分浓度越大，蒸发越慢,蒸发与蒸发面关系：,凸面蒸发平面凹面,海水蒸发淡水,海水表面E淡水,凸面E平面凹面,O,O,O,分子引力半径理论：,水分子要蒸发出来，需克服分子引力半径范围内的分子引力。,受到引力小 E大,受到引力大 E小,水滴越小 越凸 越易蒸发,水滴越大 趋平 蒸发慢,大小水滴共存 则小的越小 大的越大,同样的湿度，对小水滴可能不饱和，大的饱和,冰面E水面 冰晶、水滴共存时， 水滴会减小，冰晶增大,冷暖云滴共存时， 冷的增大，暧的减小,冰面蒸发水面,土壤水分的蒸发,快速蒸发,慢速蒸发,土壤水分充足，水沿毛细管上升到土壤表面后进行蒸发，受气象因素影响。,土壤水分不足，表土变干，蒸发是在土壤中进行，水汽通过土壤的孔隙扩散出去。与孔隙度大小等有关。,因为水汽在土壤中的扩散比在大气中慢得多，所以水汽通过第二种过程进行蒸发的速度，比第一种过程要小得多。,土壤质地对土壤蒸发的影响,紧密土壤毛管丰富，利于第一过程进行。蒸发速度比疏松土壤大。 疏松土壤有利于第二种过程的进行， 蒸发速度比紧密土壤大。,防止土壤中水分的蒸发相关措施 首先应该耙松土壤表层，切断毛管，使土壤水分蒸发，由第一种过程转变为第二种过程，来削弱蒸发速度；但是当土壤耙松之后，又对第二种过程的进行提供了有利的条件。因此，这时为了防止土壤水分蒸发，须在耙松之后再加以镇压，把耙松土层的上层压紧，减小土壤上层的孔隙度，以限制第二种过程的顺利进行。这样既削弱了第一过程，又削弱了第二过程；就可以有效的防止土壤水分的蒸发。 此外，切影响土壤的水分和热状况的因素，如土壤质地、色泽、斜坡的方位及倾斜度，以及植物覆盖、地膜覆盖等，都能有力地影响土壤蒸发情况。,宁夏石头瓜,三、水气凝结,水汽凝结的条件,地面上的凝结物,近地气层中的凝结物 雾,高层大气中的凝结物 云,露,霜,水气达到饱和,有凝结核,地面上的凝结物,露、霜形成的条件,晚间天空睛朗,无风或微风,导热率小的疏松土壤表面,低洼的地方,植物的枝叶面上,when the dew is on the grass, rain will never come to pass. when grass is dry at morning light, look for rain before the night!,霜重见晴天 严霜见毒日 雾兆晴天,有关影响,露形成时要释出潜热，所以有多量的露时，常使温度下降和缓，不致发生霜冻。 为植物提供水分，干热天气里，露有利于植物的复苏，在干旱地区，露是重要的水分来源。 作物由于结露而潮湿，病菌易于繁殖，引起病害的发生。水果面上沾有大量露珠，则常使果面产生锈斑，损坏水果品质。,近地气层中的凝结物：雾,雾 温度降到露点以下，空气中的水汽凝结成小水滴或凝华为冰晶，弥漫空气中成乳白色幕状，能见度不到1千米的现象。 1-10公里为轻雾。 水气 与 水汽,雾里看花,辐射雾是当地面和空气由于辐射冷却而形成的。 通常发生于晴朗微风潮湿的夜里。太阳出来以后，它就逐渐消散。 在低洼的地方(谷地、河岸洼地及盆地等)，雾的发生比较频繁。因为这些地方比较湿润而夜间又比较冷 最强烈的辐射雾一般是发生于春天或秋天。,平流雾 是在暖湿的空气流到冷地面上时形成的。各个时刻都可以形成，并且在风速相当大的时候也能存在。,蒸汽雾,上坡雾,雾对作物的影响,遮蔽太阳,影响作物体同化过程,有利于病原菌的繁殖,使农作物徒长，体质虚弱极易受病虫之侵害,在干旱的地区和季节，雾露是植物的唯一水源,雾对交通、航空、航海等都有很大影响,雾中取水 空气中取水,四、云和降水,云的形成、分类,降水的形成、降水量、降水强度,人工降水,云是自由大气中的凝结物,主要因空气的上升运动绝热冷却而形成,按高度分类,高云（5000米以上） ：冰晶,中云（2000-5000米）：冰晶、过冷水滴、水滴,低云（2000米以下） ：水滴,按成因分类,积云类：淡积云 、浓积云、积雨云,层云类（锋面云系）,层积云（波状云）,积云,因热力对流而形成 能形成什么云?要决定于对流高度。 如对流高度低于凝结高度，则不能形成云。 对流高度稍高于凝结高度，能形成淡积云 对流高度超过了凝结高度，但还没有达到冰核高度时，则形成浓积云。 对流高度超过冰核高度肘，则形成的云为积雨云。,层云：,又称锋面云系，是暖空气沿冷空气斜面滑升时形成的。,层积云（波状云）:,空气层中发生波动时形成的。因此，又称它为波动云。,除上升运动的绝热冷却过程形成各类云外，常因辐射冷却形成层状云。,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）,降水的种类,降水分类：,降水强度（mm24h）,人工降水,意义 防火救灾等。 原理 用致冷剂如干冰（固体CO2)，迅速降温，使空气中的水气凝结出来。 增加凝结核如碘化银等。,1 名词解释：水气压、饱和水气压、相对湿度、 绝对湿度、露点、辐射霜、平流霜、辐射雾、平流雾 2 湿度和温度的关系？ 3 为何晴朗、微风或无风的夜间有利于凝结现象发生？ 4 露、雾、霜对农业有什么影响？ 5 气温20的饱和湿空气，温度上升至30时，相对湿度为多少？ 6 某天气温为32 ，相对湿度60%，计算绝对湿度 和露点。,end,