農(nóng)業(yè)氣象第五章大氣中的水分

1、第五章 大氣中的水分,本章內(nèi)容,空氣濕度,蒸發(fā)和蒸散,凝結(jié)和凝結(jié)物,降水,第一節(jié) 空氣濕度,空氣濕度：空氣中水汽含量的多少或潮濕程度。 濕度參量：表征空氣中水汽含量的多少和潮濕程 度的物理量,一、空氣濕度參量,水汽壓（e,反映空氣中水汽含量的多少 水汽含量 水汽壓e,定義：空氣中水汽的分壓強(qiáng),單位：百帕 (hPa) 1百帕(hPa) = 100帕斯卡(Pa,飽和水汽壓（E,反映空氣的最大水汽容納能力 飽和水汽壓取決于溫度（馬格奴斯半經(jīng)驗(yàn)公式,定義：飽和濕空氣中水汽的分壓強(qiáng),影響因子,溫度 T E 蒸發(fā)面性質(zhì) E過(guò)冷卻水E冰 蒸發(fā)面形狀 E凸面E平面E凹面 液體含鹽度 含鹽度 E,相對(duì)濕度（f,

2、定義,空氣的實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的百分比值,反映空氣的潮濕程度,溫度不變，E不變：水汽含量 e r 水汽含量不變，e不變：溫度 E r,露點(diǎn)溫度（ Td,定義,對(duì)于含有水汽的濕空氣，在不改變氣壓和水汽含量的情況下，降低溫度而使空氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度,反映空氣中水汽含量的多少，水汽含量 露點(diǎn)溫度Td,飽和差（ d,定義,同一溫度下飽和水汽壓與實(shí)際水汽壓之差,d = E - e,反映空氣的潮濕程度,影響因子,溫度不變，E不變：水汽含量 e d 水汽含量不變，e不變：溫度 E d,水汽含量、溫度,比濕（q）、混合比（S）、絕對(duì)濕度（a,比濕：濕空氣中水汽的質(zhì)量與濕空氣總質(zhì)量的比值,混合

3、比：濕空氣中水汽的質(zhì)量與濕空氣中干空氣質(zhì)量的比值,比濕和混合比具有保守性,絕對(duì)濕度（水汽密度）：?jiǎn)挝惑w積濕空氣中水汽的質(zhì)量,二、空氣濕度的時(shí)間變化,水汽壓的時(shí)間變化,日變化,單波型（海洋型） 海洋、沿海地區(qū)、冬季大陸,影響因子：蒸發(fā)強(qiáng)度,雙波型（大陸型） 夏季內(nèi)陸、沙漠地區(qū),影響因子：蒸發(fā)強(qiáng)度 亂流強(qiáng)度,年變化,影響因子：蒸發(fā)強(qiáng)度,相對(duì)濕度的時(shí)間變化,絕大多數(shù)地區(qū)：與氣溫的日變化反相,T 地面水分蒸發(fā)強(qiáng)度 e T E 并且E比e快 因此 T r 同理 T r,近海地區(qū)及其它大型水體的周?chē)ㄇ缋史€(wěn)定的天氣條件下） 與氣溫的日變化同相,海陸風(fēng)（水陸風(fēng)） 晝： 吹海風(fēng)，潮濕 夜： 吹陸風(fēng)，干燥,日變

4、化,年變化,大多數(shù)地區(qū)：與氣溫的年變化反相,T 地面水分蒸發(fā)強(qiáng)度 e T E 并且E比e快 因此 T r 同理 T r,季風(fēng)氣候區(qū)：與氣溫的年變化同相,夏季： 夏季風(fēng)，來(lái)自海洋，潮濕 冬季： 冬季風(fēng)，來(lái)自內(nèi)陸，干燥,第二節(jié) 蒸發(fā)和蒸散,一、水面蒸發(fā),蒸發(fā)速率,定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間從單位面積上蒸發(fā)掉的水的質(zhì)量,單位：gcm2日,日蒸發(fā)量,定義：一天中蒸發(fā)掉的水層的厚度,單位：mm日; 1gcm2日1mm日,道爾頓蒸發(fā)公式,d0 時(shí)，W0，蒸發(fā)過(guò)程 d0 時(shí)，W0，動(dòng)態(tài)平衡 d0 時(shí)，W0，凝結(jié)過(guò)程,影響水面蒸發(fā)速率的因子,溫度：T E d W,濕度：e d W,氣壓：P W,風(fēng)：風(fēng)速 W,蒸發(fā)面性質(zhì)：

5、W過(guò)冷卻水W冰,蒸發(fā)面形狀：W凸面W平面W凹面,含鹽度：含鹽度 W,二、土壤蒸發(fā),土壤蒸發(fā)定義,土壤水分汽化并向大氣擴(kuò)散的過(guò)程,土壤蒸發(fā)的兩種過(guò)程,第一種：蒸發(fā)直接發(fā)生在土壤表面,第二種：水分在土壤中某層次進(jìn)行蒸發(fā)之后，水汽通過(guò)土 壤的孔隙達(dá)表層溢出土表,影響因子,土壤因子、氣象因子,第三節(jié) 凝結(jié)和凝結(jié)物,一、凝結(jié)條件,凝結(jié)發(fā)生的條件,空氣達(dá)到飽和或過(guò)飽和狀態(tài)，并有凝結(jié)核存在,空氣的飽和或過(guò)飽和,實(shí)現(xiàn)方式,增大水汽含量： e eE 降低溫度： T TTd,大氣中常見(jiàn)的降溫過(guò)程,混合冷卻 絕熱冷卻,輻射冷卻 接觸冷卻,凝結(jié)核,定義,在水汽凝結(jié)過(guò)程中起凝結(jié)核心作用的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的氣溶膠質(zhì)粒,二

6、、凝結(jié)物,地面凝結(jié)物,露、霜、霧凇、雨凇,輻射冷卻的產(chǎn)物，形成在晴朗無(wú)風(fēng)的夜間和清晨,露：貼地層空氣中的水汽在地面發(fā)生凝結(jié)而形成的小水滴,Td0,霜：貼地層空氣中的水汽在地面發(fā)生凝華而形成的小冰晶,Td0,熱容量小、導(dǎo)熱率小、粗糙的地表易形成露和霜,霧凇和雨凇,霧?。焊街跇?shù)枝及物體迎風(fēng)面上的白色的疏松的凝結(jié)物,雨?。哼^(guò)冷卻雨滴落地后凍結(jié)而形成的光滑而透明的冰層,近地層大氣中的凝結(jié)物,霧：飄浮在近地層空氣中的小水滴和小冰晶,霧的分類,自由大氣中的凝結(jié)物,水汽凝結(jié)物懸浮在自由大氣中形成云,定義,分類,發(fā)生學(xué)分類,形態(tài)學(xué)分類（國(guó)際分類法,云底高度和外形特征,中國(guó)地面氣象觀測(cè)規(guī)范,云族、云屬、云類、

7、云目、衍生云、轉(zhuǎn)化云,淡積云,碎積云,濃積云,禿積雨云,鬃積雨云,透光層積云,蔽光層積云,積云性層積云,堡狀層積云,莢狀層積云,層云,碎層云,雨層云,碎雨云,透光高層云,蔽光高層云,透光高積云,蔽光高積云,莢狀高積云,積云性高積云,絮狀高積云,堡狀高積云,毛卷云,密卷云,偽卷云,鉤卷云,毛卷層云,勻(薄幕)卷層云,卷積云,第四節(jié) 凝結(jié)和凝結(jié)物,一、降水的特征量,降水：從天空降落到地面的固態(tài)或液態(tài)的水汽凝結(jié)物,降水量和降水強(qiáng)度,降水量：從大氣降落到地面的未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失而 在水平面上積聚的水層厚度,單位：毫米,日降水量、旬降水總量、月降水總量、年降水總量,降水強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的降水量,單位：mm10分鐘、mm小時(shí)、mm日,降水變率,用于反映一個(gè)地區(qū)降水的變化情況（穩(wěn)定程度,Ri 某地某年某時(shí)期的實(shí)際降水量 R0 該地同期的多年平均降水量,降水絕對(duì)變率（降水距平） RiR0,二、降水的種類,降水分類,降水強(qiáng)度（mm24h,三、降水的形成,充分的水汽供應(yīng)和空