水文學(xué)蒸發(fā)PPT課件

1、2.1 水循環(huán)概述2.1.1 水循環(huán)的基本過程和類型（一）水循環(huán)的基本過程 地球上或某一區(qū)域內(nèi)，在太陽輻射和重力的作用下，水分通過蒸發(fā)、水汽輸送、降水、入滲、徑流等過程不斷變化、遷移的現(xiàn)象。水通過“三態(tài)”轉(zhuǎn)換在地球系統(tǒng)中無休止的循環(huán)過程稱為水循環(huán)。你能想到的水循環(huán)你能想到的水循環(huán)/ /水水循環(huán)現(xiàn)象有哪些？循環(huán)現(xiàn)象有哪些？第1頁/共57頁可以設(shè)想這里可以設(shè)想這里是起點(diǎn)是起點(diǎn) 整個水分循環(huán)過程包括了蒸發(fā)、降水、徑流整個水分循環(huán)過程包括了蒸發(fā)、降水、徑流3 3個階段和水個階段和水分蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水、水分下滲、徑流分蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水、水分下滲、徑流5 5個環(huán)節(jié)。個環(huán)節(jié)。第2頁/共57頁

2、地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院 （二）水循環(huán)的分類第3頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院1)大循環(huán)/外循環(huán)：大區(qū)域（領(lǐng)域）內(nèi)的循環(huán)，發(fā)生于全球海洋與陸地之間的水分交換過程，也稱外循環(huán)。 在循環(huán)過程中，水分通過蒸發(fā)與降水兩個環(huán)節(jié)進(jìn)行垂向垂向交換交換；以水汽輸送和徑流的形式進(jìn)行橫向交換橫向交換。2) 小循環(huán)/內(nèi)循環(huán)：小區(qū)域（領(lǐng)域）內(nèi)的循環(huán)，發(fā)生在海洋與大氣之間（海洋小循環(huán)），或陸地與大氣之間（陸地小循環(huán)）的水分交換過程，也稱內(nèi)循環(huán)。第4頁/共57頁2) 小循環(huán)/內(nèi)循環(huán)：海洋小循環(huán)：主要包括海面的蒸發(fā)與降水兩大環(huán)節(jié)。陸地小循環(huán)：從水汽來源看，包括陸地蒸發(fā)的水汽及海洋輸送的水汽； 水汽的地區(qū)分布很

3、不均勻，距離海洋越遠(yuǎn)，水汽含量越少，因而水循環(huán)強(qiáng)度具有從海洋向內(nèi)陸深處逐步遞減的趨勢。陸地小循環(huán)還分為外流區(qū)小循環(huán)與內(nèi)流區(qū)小循環(huán)。 外流區(qū)小循環(huán)除自身垂向的水分交換外，還有多余的水量，以地表徑流以及地下徑流的形式向海洋輸送； 與此同時，高空必然有等量的水分從海洋輸送到陸地，即陸地小循環(huán)還存在與海洋之間的橫向水分交換。第5頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院（三）水循環(huán)的機(jī)理第6頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院 1）水文循壞與地球圈層構(gòu)造 地球表層系由大氣圈、巖石圈、生物圈以及水圈組合而成。在這一有序的龐大層次結(jié)構(gòu)中，水圈居于主導(dǎo)地位，正是水圈中的水，通過周流不息的循環(huán)運(yùn)動，積極參與

4、了圈層之間界面活動，并且深入4大圈層內(nèi)部，將它們耦合在一起。 2）水文循壞與全球氣候 水循環(huán)一方面受到全球氣候變化尤其是大氣環(huán)流活動的影響，另一方面，它又深入大氣系統(tǒng)內(nèi)部，極其深刻地制約了全球氣候。水循環(huán)是大氣系統(tǒng)能量的主要傳輸、儲存和轉(zhuǎn)化者；水循環(huán)通過對地表太陽輻射能的重新分配，使不同緯度熱量收支不平衡的矛盾得到緩解；水循環(huán)的強(qiáng)弱及其路徑還直接影響到各地的天氣過程。 問題：如果沒有水循環(huán)，赤道和兩極地區(qū)溫度會怎么變化？（四）水循環(huán)的科學(xué)意義第7頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院如墨西哥灣流與北大西洋西風(fēng)漂流使5570N之間的北歐地區(qū)比同緯度的大西洋西岸高16-20C。第8頁/共57頁地

5、理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院3）水文循環(huán)與地貌形態(tài)和地殼運(yùn)動 地殼構(gòu)造運(yùn)動奠定了全球海陸分布及陸地表面高山、深谷、盆地和平原等地表形態(tài)的基本輪廓，而水循環(huán)過程中的各種物理和化學(xué)侵蝕、搬運(yùn)和沉積過程則在地質(zhì)構(gòu)造的基礎(chǔ)上重新塑造了全球地貌形態(tài)。珠穆朗瑪峰珠穆朗瑪峰冰川作用冰川作用第9頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院科羅拉多大峽谷科羅拉多大峽谷流水作用流水作用第10頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院水循環(huán)不僅影響地表形態(tài)，而且影響到地殼表層內(nèi)應(yīng)力的平衡，是觸發(fā)地震甚至影響地殼運(yùn)動的重要原因。新豐江水電站1962年3月19日廣東新豐江水庫6.1級地震, 就是水庫蓄水過程中地殼荷載變化導(dǎo)致地

6、殼本身積蓄能量的集中釋放。冰蓋卸載后均衡回調(diào)主要分布在南極、格陵蘭、北美和北歐等在冰河期形成過大冰蓋的地方。第11頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院4）水文循環(huán)與生態(tài)平衡 水是生命之源，又是生命有機(jī)體的基本組成物質(zhì)水循環(huán)的強(qiáng)度及其時空變化還制約一個地區(qū)的生態(tài)環(huán)境平衡或失調(diào)的關(guān)鍵海南島西部屬于典型的熱帶半干旱氣候區(qū),是我國惟一的熱帶稀樹干草原沙漠化地區(qū)降水影響海南島東西植被差異第12頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院5）水文循環(huán)與水資源開發(fā)利用 水是廉價、清潔的能源如果自然界不存在水循環(huán)，那水資源亦不能再生，無法持續(xù)利用。我國境內(nèi)冰川儲存的靜我國境內(nèi)冰川儲存的靜態(tài)水資源約相當(dāng)于條態(tài)水

7、資源約相當(dāng)于條長江，每年提供的融水長江，每年提供的融水量相當(dāng)于一條黃河，而量相當(dāng)于一條黃河，而我國冰川總面積的我國冰川總面積的8080上以在青藏高原。僅喜上以在青藏高原。僅喜馬拉雅冰川融水徑流量，馬拉雅冰川融水徑流量，就占全國冰川融水徑流就占全國冰川融水徑流總量的總量的12.712.7。特別在。特別在西北內(nèi)陸干旱區(qū)，冰川西北內(nèi)陸干旱區(qū)，冰川融水更是綠洲地區(qū)社會融水更是綠洲地區(qū)社會進(jìn)步、生態(tài)環(huán)境保護(hù)的進(jìn)步、生態(tài)環(huán)境保護(hù)的命脈。命脈。 冰川水資源與冰川退縮第13頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院6）水文循環(huán)與水文現(xiàn)象和水文學(xué)科的發(fā)展 水循環(huán)是地球上一切水文現(xiàn)象的根源研究地球上的水文循環(huán)，是認(rèn)

8、識和掌握自然界錯綜復(fù)雜的水文現(xiàn)象的一把鑰匙水循環(huán)與水量平衡的研究引導(dǎo)了以往水文學(xué)科的發(fā)展，亦將指導(dǎo)水文學(xué)的未來第14頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院n氣候因素（主要）溫度、濕度、風(fēng)速和風(fēng)向n下墊面因素地理位置、地表狀況、地形等/影響蒸發(fā)、徑流n人為因素調(diào)節(jié)徑流、加大蒸發(fā)、增加降水等通過改變下墊面性質(zhì)、形狀來影響水分循環(huán)（五）影響水分循環(huán)的因素第15頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院（六）水分循環(huán)的周期 水分循環(huán)周期是指水體在水循環(huán)過程中全部水量被交替更新一次所需要的時間，T=W/W。更替周期是在有規(guī)律地逐步輪換這一假設(shè)條件下得出的平均所需時間。 T為更體周期，W為水體總儲水量，W

9、為參與水循環(huán)的活動量。水體水體周期周期水體水體周期周期水體水體周期周期極地冰川10000a深層地下水1400a河水16d永凍地帶地下水9700a湖泊水17a大氣水8d世界大洋2500a沼澤水5a生物水12h高山冰川1600a土壤水1a第16頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院2.2 水量平衡（一）定義： 水量平衡：是指任意區(qū)域的任意時段內(nèi)，其收入與支出的水量差等于該時段區(qū)域的蓄水變量。 水量平衡是地球上水循環(huán)持續(xù)不斷進(jìn)行下去的基本前提。 水量平衡方程：是水循環(huán)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)不同類型的水循環(huán)，可建立不同的水量平衡方程。如通用、全球、海洋、陸地、流域水量平衡方程等。第17頁/共57頁地理與

10、旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院1、水量平衡方程式的通式：sttdtdsQII或水量收入、支出與蓄水變化量。sttI、第18頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院2、 流域（通用）水量平衡方程以陸地上任一地區(qū)為研究對象，沿該地區(qū)邊界作一垂直柱體，以地表作為柱體的上界,以地面下某一深度為柱體的下界(以界面上不發(fā)生水分垂直交換的深度為準(zhǔn)),則水量平衡方程式可寫做為：P為時段內(nèi)降水量； E1 、 E2分別為時段內(nèi)水汽凝結(jié)量和蒸發(fā)量； R表、 R表分別為時段內(nèi)地表流入與流出的水量； R地下、 R地下分別為時段內(nèi)地下流入與流出的水量；S1 、 S2分別為時段內(nèi)始末蓄水量。q為時段內(nèi)工農(nóng)業(yè)以及生活凈用水量凈用水量

11、； 2211RRsqREsREP，地下，表地下表第19頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院第20頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院第21頁/共57頁流域是匯集地面水和地下水的區(qū)域，也即是分水線包圍的集水區(qū)。有地面集水區(qū)和地下集水區(qū)兩類。 閉合流域l地面分水線與地下分水線重合的流域稱為閉合流域；l地面分水線與地下分水線不重合的流域稱為非閉合流域。注意：流域是相對于某一出口斷面的。當(dāng)不指明斷面時，即指對河口斷面以上區(qū)域。非閉合流域第22頁/共57頁 令E= E2E1為時段內(nèi)凈蒸發(fā)量凈蒸發(fā)量；s= S2S1為時段內(nèi)蓄水變化量，則上述水量平衡方程式可以變化為： 此式為通用水量平衡方程式通用水

12、量平衡方程式，其簡繁程度與研究對象及時段長短有關(guān)。 如對于多年平均來說，s0，可忽略不計； 但對于短時段而言，蓄水變化量s非但不可忽略，而且必須細(xì)分為地表水體蓄水變化量、土壤蓄水變化量、地下水蓄水變化量等。sqREP)R()RR(，地下，表地下表第23頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院3、海洋水量平衡方程式以全球海洋為研究對象，則任意時段內(nèi)的水量平衡方程式為：多年平均狀態(tài)下s海0，所以即在多年平均狀態(tài)下，整個海洋的降水量加上入海徑流量與海面水蒸發(fā)量處于動態(tài)平衡狀態(tài)。對于各大洋來說，降水量與入海徑流量之和并非等于蒸發(fā)量？北冰洋和太平洋每年都有水量剩余，而印度洋和大西洋則有水量虧損，各大洋之

13、間存在著水量交換海海海sPER0ER海海P第24頁/共57頁4、陸地水量平衡方程式 陸地上水循環(huán)可分為外流區(qū)與內(nèi)流區(qū)，其水量平衡方程式可分為外流區(qū)和內(nèi)流區(qū)水量平衡方程。1）外流區(qū)水量平衡方程對于外流區(qū)來說，任意時段的水量平衡方程為：對于多年平均而言s外0，并以R= R地表R地下，則有P外、E外、R地表、R地下和s外分別為外流區(qū)任意時段內(nèi)降水量、蒸發(fā)量、入海的地表與地下徑流量和蓄水量變化；0ER外外P第25頁/共57頁2）內(nèi)流區(qū)水量平衡內(nèi)流區(qū)水循環(huán)基本上呈閉合狀態(tài)，除了上空存在與外界水汽發(fā)生交換外，內(nèi)流區(qū)的降水最終全部轉(zhuǎn)化為水汽，沒有水量入海。因此在多年平均情況下的水量平衡方程為： 分別為內(nèi)流區(qū)

14、多年平均降水量、蒸發(fā)量。內(nèi)內(nèi)EP內(nèi)P內(nèi)E第26頁/共57頁3）陸地水量平衡方程陸地水量平衡方程是由外流區(qū)與內(nèi)流區(qū)水量平衡方程的組合： 由于 ，全球陸地平均降水量P陸為800mm，平均蒸發(fā)E陸為485mm，兩者之差為315mm，它與入海徑流量R 相當(dāng)。REE(）（）內(nèi)外內(nèi)外PP）內(nèi)外陸PPP (）（內(nèi)外陸EEERE陸陸P0ER外外P內(nèi)內(nèi)EP第27頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院5、全球水量平衡方程式 全球水量平衡方程式是海洋海洋水量平衡方程式與陸地陸地水量平衡方程式的組合：海洋水量平衡方程式：陸地水量平衡方程式： 即海洋與陸地的多年平均降水量等于海洋與陸地多年平均蒸發(fā)量，即 在水循環(huán)過程

15、中，全球總水量不變，但各種水體之間相對數(shù)量卻是不斷變化的。RE陸陸P0ER海海P全球全球EP第28頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院（二）水量平衡研究的意義n通過水量平衡研究，可以對研究地區(qū)的水資源做出正確評價；若將式 兩邊均除以 ，則 式中， 為多年平均蒸發(fā)系數(shù), 為多年平均徑流系數(shù)，兩者之和等于1。這兩個系數(shù)在不同的自然地理區(qū)內(nèi)是不同的，它們綜合地反映了一個地區(qū)的干濕程度。干旱區(qū)蒸發(fā)系數(shù)大，徑流系數(shù)小；濕潤區(qū)則蒸發(fā)系數(shù)小，徑流系數(shù)大。n有利于更深刻的認(rèn)識水分循環(huán)和其他水文現(xiàn)象；REPPPRPEPP/第29頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院n有利于揭示水分循環(huán)和水文現(xiàn)象對自然地理

16、環(huán)境和人類活動的影響； 水量平衡分析，揭示自然界水文過程基本規(guī)律的主要方法，通過水量平衡的研究，可以定量地揭示水循環(huán)過程對人類社會的深刻影響，以及人類活動對水循環(huán)過程的消極影響和積極控制的效果。例如，全球的溫室效應(yīng)，使冰川加劇消 融，冰川蓄水量減少；n為水文觀測提供檢驗(yàn)依據(jù)和改進(jìn)方法； 通過水量平衡研究，可了解各 地區(qū)的水資源總量，為水資源的開發(fā)利用提供依據(jù)，亦能校核水文計算成果。n為水利工程的規(guī)劃設(shè)計提供基本參數(shù)，為評價工程的可行性和實(shí)際效益提供參考。第30頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院3.3 蒸發(fā)3.3.1 蒸發(fā)的物理機(jī)制 1、蒸發(fā)的定義、蒸發(fā)的定義 蒸發(fā)是水由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w狀態(tài)

17、的過程，是海洋和陸地上水回大氣的唯一途徑。蒸發(fā)同時包含水和熱的交換過程。 蒸發(fā)因蒸發(fā)面的不同，可分為水面蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)與植物散發(fā)等； 土壤蒸發(fā)和植物散發(fā)合稱為陸面蒸發(fā)； 流域上各部分蒸發(fā)和散發(fā)的總和稱為流域總蒸發(fā)。第31頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院2、蒸發(fā)的物理機(jī)制、蒸發(fā)的物理機(jī)制1）水面蒸發(fā)水面蒸發(fā)是在充分供水條件下的蒸發(fā)。 分子運(yùn)動角度：分子運(yùn)動角度：水分蒸發(fā)是發(fā)生在水體與大氣界面上的水分子交換現(xiàn)象。包括水分子從水面逸出和水汽分子返回液面。 通常說的蒸發(fā)量E，即是從蒸發(fā)面躍出的水量和返回蒸發(fā)面的水量之差值，稱為有效蒸發(fā)量。第32頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院 能態(tài)角度

18、：能態(tài)角度：在液態(tài)水和水汽兩相共存的系統(tǒng)中，每個水分子都具有一定的動能，逸出水面的首先是動能大的分子，而溫度是物質(zhì)分子運(yùn)動平均動能的反映，因此，溫度越高，水分子動能越大，自水面逸出的水分子越多。 由于躍入空氣中的分子能量大，蒸發(fā)面上水分子的平均動能變小，水體溫度因此降低。 蒸發(fā)伴隨著熱量的吸收，從液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)時吸收的熱量為蒸發(fā)潛熱，以L表示，其值與蒸發(fā)面的溫度T有以下的關(guān)系： L=24912.177T（J/g）問題：為什么說蒸發(fā)是物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換？能量的轉(zhuǎn)換是怎樣的？第33頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院2、蒸發(fā)的物理機(jī)制、蒸發(fā)的物理機(jī)制2）土壤蒸發(fā) 土壤蒸發(fā)土壤蒸發(fā)是發(fā)生在土壤孔隙

19、中的水的蒸發(fā)現(xiàn)象。與水面蒸發(fā)相比較，不僅蒸發(fā)面的性質(zhì)不同，更重要的是供水條件的差異。 土壤水在汽化過程中，除了要克服水分子之間的內(nèi)聚力外，還要克服土壤顆粒對水分子的吸附力。（與溶液蒸發(fā)相似） 土壤蒸發(fā)是土壤失去水分的干化過程，隨著蒸發(fā)過程的持續(xù)進(jìn)行，土壤中的含水量會逐漸減少，因而其供水條件越來越差，土壤的實(shí)際蒸發(fā)量也隨之降低。第34頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院2、蒸發(fā)的物理機(jī)制、蒸發(fā)的物理機(jī)制2）土壤蒸發(fā) 根據(jù)土壤供水條件的差別以及蒸發(fā)率的變化，可將土壤的干化過程劃分為三個階段： 定常蒸發(fā)率階段定常蒸發(fā)率階段：在充分供水條件下，水通過毛管作用毛管作用，源源不斷地輸送到土壤表層供給蒸

20、發(fā)，蒸發(fā)快速進(jìn)行，蒸發(fā)率相對穩(wěn)定；蒸發(fā)量等于或近似于相同氣象條件下的水面蒸發(fā)；此階段土壤蒸發(fā)主要受氣象條件的影響（如風(fēng)速、飽和差）。第35頁/共57頁蒸發(fā)率下降階段 當(dāng)蒸發(fā)達(dá)到某一臨界值W田（約為土壤田間持水量），土壤的供水能力不能滿足蒸發(fā)需要，蒸發(fā)率減小并進(jìn)入明顯下降階段。由于供水不足，毛管水達(dá)不到地表，土壤水主要以薄膜水的形式，由水膜厚的地方向水膜薄的地方運(yùn)動。蒸發(fā)量的大小主要取決于土壤含水量，氣象因素處于次要地位。第36頁/共57頁毛管上升水毛管上升水毛管懸著水毛管懸著水懸著水帶懸著水帶第37頁/共57頁 蒸發(fā)微弱階段 當(dāng)蒸發(fā)達(dá)到第二臨界值W凋（凋萎系數(shù)，凋萎系數(shù)，其值相當(dāng)于植物無法從土

21、壤中吸水而開始凋謝枯死時土壤含水量），土壤蒸發(fā)便進(jìn)入蒸發(fā)率微弱階段。 土壤水由底層向表面的薄膜運(yùn)動基本停止，土壤液態(tài)供水中斷，僅靠下層水水汽向外擴(kuò)散汽向外擴(kuò)散，此時土壤蒸發(fā)在較深的土層中進(jìn)行。汽化擴(kuò)散速度主要與上下層水汽水汽壓梯度壓梯度及水汽所通過的路徑長短路徑長短和彎曲程度彎曲程度有關(guān)，并隨汽化層的不斷向下延伸，蒸發(fā)越來越弱。第38頁/共57頁3 3）植物）植物散發(fā)散發(fā) 植物散發(fā)又稱植物蒸騰植物蒸騰，其過程大致是：植物根系從土壤中吸收水分后，經(jīng)由根、莖、葉柄和葉脈輸送到葉面，并為葉肉細(xì)胞所吸收，中除一小部分留在植物體內(nèi)，90%以上的水分在葉片的氣腔中汽而向大氣散逸。 由于植物的散發(fā)主要是通過

22、葉片上的氣孔氣孔進(jìn)行的，而氣孔大小則隨著外界條件改變而變化，從而控制植物散發(fā)的強(qiáng)弱。 白天，氣孔開啟度大，水散發(fā)強(qiáng)；夜晚氣孔關(guān)閉，水散發(fā)力弱。第39頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院3.3.2 影響蒸發(fā)的因素1、供水條件l通常將蒸發(fā)面的供水條件分為充分供水和不充分供水：l將水面蒸發(fā)以及含水量達(dá)到田間持水量以上的土壤蒸發(fā)，稱為充分供水條件 下的蒸發(fā)；l將土壤含水量小于田間持水量情況下的蒸發(fā)為不充分供水條件下的蒸發(fā)。l將處在特定氣象環(huán)境中，具有充分供水條件的可能達(dá)到的最大蒸發(fā)量稱為蒸蒸 發(fā)能力發(fā)能力/ /潛在蒸發(fā)量潛在蒸發(fā)量/ /最大可能蒸發(fā)量。最大可能蒸發(fā)量。l對于水面蒸發(fā)，始終是充分供水

23、條件下的蒸發(fā)，因此可以將相同氣象條件下 的自由水面蒸發(fā)，視為區(qū)域蒸發(fā)能力區(qū)域蒸發(fā)能力。第40頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院蒸發(fā)能力的表示方法：蒸發(fā)能力的表示方法： 由于在充分供水條件下，蒸發(fā)面與大氣之間的顯熱交換很小，可以忽略不計，因而輻射平衡的凈收入基本上消耗于蒸發(fā)，蒸發(fā)能力可以表示為：Ep為蒸發(fā)能力， L為蒸發(fā)潛熱，R為輻射平衡值，t為時段長。 對于特定的蒸發(fā)面，其蒸發(fā)能力并不是常數(shù)，受到太陽輻射、溫度、飽太陽輻射、溫度、飽和差和差以及風(fēng)速以及風(fēng)速等條件的影響。實(shí)際情況下的蒸發(fā)可能等于蒸發(fā)能力，可能小于蒸發(fā)能力。pE LR tpR tEL第41頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游

24、學(xué)院3.3.2 影響蒸發(fā)的因素2、影響蒸發(fā)的動力與熱力因素1）動力學(xué)因素水汽分子的垂向擴(kuò)散 蒸發(fā)面上空的水汽分子，在垂向分布上極不均勻，越近水面層，水汽含量越大，因而存在水汽含量垂向梯度和水汽壓梯度，水汽分子有沿著梯度方向運(yùn)行擴(kuò)散的趨勢，垂向梯度愈顯著，蒸發(fā)面上的擴(kuò)散作用愈強(qiáng)烈。第42頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院3.3.2 影響蒸發(fā)的因素2、影響蒸發(fā)的動力與熱力因素1）動力學(xué)因素大氣垂向?qū)α鬟\(yùn)動 垂向?qū)α魇侵赣烧舭l(fā)面和空中的溫差所引起，運(yùn)動的結(jié)果是蒸發(fā)面的水汽不斷送入空中，使近蒸發(fā)面的水汽含量變小，飽和差擴(kuò)大，從而加速了蒸發(fā)面的蒸發(fā)。大氣中的水平運(yùn)動和湍流擴(kuò)散 在近地層中的氣流，既

25、有規(guī)則的水平運(yùn)動，也有不規(guī)則的湍流運(yùn)動。 運(yùn)動不僅影響水汽的水平和垂向交換過程，影響蒸發(fā)面上的水汽分布，而且也影響溫度和飽和差，進(jìn)而影響蒸發(fā)面的蒸發(fā)速度。第43頁/共57頁地理與旅游學(xué)院地理與旅游學(xué)院3.3.2 影響蒸發(fā)的因素2、影響蒸發(fā)的動力與熱力因素1）熱力學(xué)因素太陽輻射：太陽輻射是水面、土壤與植物體熱量的主要來源。太陽輻射強(qiáng)烈蒸發(fā)面溫度升高水分子動能增加；飽和水汽壓增大飽和差增大蒸發(fā)速度加大。 太陽輻射強(qiáng)度隨緯度而變化，并有強(qiáng)烈的季節(jié)變化和日變化，各種蒸發(fā)面的蒸發(fā)強(qiáng)度，也表現(xiàn)出強(qiáng)烈的時空變化。 第44頁/共57頁 對于植物散發(fā)來說，太陽輻射和溫度的高低，還可通過影響植物體的 生理過程而間

26、接影響其散發(fā)。 當(dāng)溫度 1.5，散發(fā)隨溫度升高而遞增； 當(dāng)溫度40 時，葉面的氣孔失去調(diào)節(jié)能力，氣孔全部打開，散發(fā)量激增，但植物一旦耗水過多，將會枯萎。第45頁/共57頁平流時的熱量交換主要指大氣中冷暖氣團(tuán)運(yùn)行過程中發(fā)生的與下墊面之間的熱量交換。這種交換過程具有強(qiáng)度大，持續(xù)時間較短，對蒸發(fā)的影響比較大。第46頁/共57頁 蒸發(fā)體自身的特性有關(guān) 水體的含鹽度、渾濁度以及水深的不同，會導(dǎo)致水體的比熱、熱容量的差異，因而在同樣的太陽輻射條件下，其熱量變化和蒸發(fā)速度也不相同。如礦化度如礦化度1010克克/ /升，透明度升，透明度11米，米，濃度為濃度為1.1-1.121.1-1.12克克/ /厘米厘米

27、3 3的污水的的污水的蒸發(fā)量僅為淡水蒸發(fā)量僅為淡水蒸發(fā)量的蒸發(fā)量的75%.75%.第47頁/共57頁3 3）土壤特性和土壤含水量的影響土壤特性和土壤含水量的影響對土壤蒸發(fā)的影響對土壤蒸發(fā)的影響 不同質(zhì)地的土壤，其含水量與土壤蒸發(fā)比土壤蒸發(fā)比( (E/EE/EMM) )之間關(guān)系線都有一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)。與此轉(zhuǎn)折點(diǎn)相應(yīng)的土壤含水量，稱為臨界含水量臨界含水量。l當(dāng)實(shí)際的土壤含水量大于大于此臨界值時，則蒸發(fā)量與蒸發(fā)能力之比蒸發(fā)量與蒸發(fā)能力之比接近于1，即土壤蒸發(fā)接近于蒸發(fā)能力，并與土壤含水量無關(guān)。第48頁/共57頁l當(dāng)土壤含水量小于臨界值，則蒸發(fā)比與含水量呈直線關(guān)系。l在此情況下，土壤蒸發(fā)不僅與含水量呈正比，而且還與土壤的質(zhì)地有關(guān)。土壤質(zhì)地不同，土壤的空隙率及連通性也不同，進(jìn)而影響土壤中水的運(yùn)動特性，影響土壤水的蒸發(fā)。各種土壤含水率