氣候系統(tǒng)的水循環(huán)課件

第四章氣候系統(tǒng)的水循環(huán)4.1水的物理性質(zhì)4.2氣候系統(tǒng)中的水4.3水分循環(huán)4.4地表面蒸發(fā)4.5大氣中的水分4.6降水4.7徑流4.8氣候系統(tǒng)的水分平衡第四章氣候系統(tǒng)的水循環(huán)4.1水的物理性質(zhì)14.1水的物理性質(zhì)4.2氣候系統(tǒng)中的水一、水的物理性質(zhì)熱力屬性：傳熱率、比熱容二、氣候系統(tǒng)中的水1、氣候系統(tǒng)的水組成4.1水的物理性質(zhì)一、水的物理性質(zhì)熱力屬性：傳熱率、比熱容2海洋水：海洋是水圈的主體，是地球上水的最大源地。約占地球總水量的96%～97%。陸地水：河流；湖泊；沼澤；地下水；冰川。海洋水：海洋是水圈的主體，是地球上水的最大源地。約占地球總水32、氣候系統(tǒng)水的更新速度水體類別更新時(shí)間（年）水體類別更新時(shí)間極地冰川10000土壤水1年海洋2500河流水16日高山冰川1600大氣水8日深部地下水1400生物水幾個(gè)小時(shí)湖泊水17全球2400年沼澤水5地球上各種水體重水的更新時(shí)間2、氣候系統(tǒng)水的更新速度水體類別更新時(shí)間（年）水體類別更新時(shí)425.2×106km3全球水圈系統(tǒng)大氣圈中的水雨、霧、露雪、雹、霰、水水蒸汽生物圈中的水體液（細(xì)胞外液）細(xì)胞液（細(xì)胞內(nèi)液）生物聚合水化物（鍵合水）地表圈中的水陸地水海洋水泉水、沼澤水池水、塘水、湖水、冰蓋和雪蓋江水、河水、冰川河口區(qū)水淺海水大洋水海洋沉積物孔隙水巖石圈中的水地下水巖漿水聚合水土壤水1350×106km3占全球總水量的97%0.0006×106km30.013×106km38.4×106km34.3

氣候系統(tǒng)的水分循環(huán)

25.2×106km3全球水圈系統(tǒng)大氣圈中的水雨、霧、露生物5海洋1350×1015m3陸地33.6×1015m3大氣0.013×1015m3冰川＝25地下水（活躍）＝8.4湖河＝0.2生物圈＝0.0006E=361×1012m3/YearR0=37×1012m3/YearP=361×1012m3/YearE=62×1012m3/YearP=99×1012m3/Year1117140385425水循環(huán)海洋陸地大氣冰川＝25E=361×1012m3/YearR061.定義：

水分循環(huán)：水在氣候系統(tǒng)各圈層間的永無休止的循環(huán)運(yùn)動(dòng)；外循環(huán)（大循環(huán)）：水分由海洋輸送到陸地，又回到海洋的循環(huán)；內(nèi)循環(huán)（小循環(huán)）：由海洋（陸地）通過蒸發(fā)的水汽，再以降水的形式直接落到海洋（陸地）的循環(huán)。水循環(huán)1.定義：水循環(huán)7土壤水分(w)陸地水循環(huán)海洋水循環(huán)全球水循環(huán)裸地蒸發(fā)雪385111土壤水分(w)陸地水循環(huán)海洋水循環(huán)全球水循環(huán)裸地蒸發(fā)雪3858第4章氣候系統(tǒng)的水循環(huán)-課件92.水分循環(huán)的成因：水循環(huán)內(nèi)因：水的三種狀態(tài)及其相互轉(zhuǎn)化外因：熱力（太陽輻射）和動(dòng)力（地球引力）條件2.水分循環(huán)的成因：水循環(huán)內(nèi)因：水的三種狀態(tài)及其外因：熱力（103.水分循環(huán)尺度

全球水循環(huán)區(qū)域水循環(huán)水-土-植系統(tǒng)水循環(huán)3.水分循環(huán)尺度

全球水循環(huán)區(qū)域水循環(huán)水-土-植系統(tǒng)水循11地表徑流下滲降水植物截流土壤水分儲(chǔ)蓄滲透毛管水淺層地下水儲(chǔ)蓄越流補(bǔ)給深層地下水儲(chǔ)蓄植物蒸騰土壤蒸發(fā)地下水蒸發(fā)陸面蒸

發(fā)降水地表徑流壤中徑流不透水面降水蒸發(fā)河川儲(chǔ)蓄河川徑流海洋蒸發(fā)降水水面蒸發(fā)水汽輸送地下徑流

氣候系統(tǒng)內(nèi)不同尺度水分循環(huán)

地表徑流下滲降水植物截流土壤水分儲(chǔ)蓄滲透毛管水淺層地下水儲(chǔ)蓄124.水分循環(huán)的意義：將氣候系統(tǒng)各圈層緊密聯(lián)系在一起，形成有機(jī)整體；輸送地球上的能量和物質(zhì)；使海洋和陸地聯(lián)系更緊密；可再生資源。4.水分循環(huán)的意義：13都江堰都江堰14長江三峽大壩“之最世界防洪效益最為顯著水利工程；世界最大的電站；世界工程量最大的水利工程；世界施工難度最大的水利工程；施工期流量最大的水利工程；世界泄洪能力最大的泄洪閘；世界級(jí)數(shù)最多、總水頭最高的內(nèi)河船閘；世界規(guī)模最大難度最高的升船機(jī)；世界水庫移民最多、工作最為艱巨的移民建設(shè)工程。長江三峽大壩“之最15金沙江溪洛渡水電站大壩2019年開始籌建，2019年底主體開工2019年竣工投產(chǎn)總工期約13年。金沙江2019年開始籌建，165.影響水分循環(huán)的因素:

1.氣象因素：風(fēng)、溫度、濕度等；2.下墊面因素：地形、地質(zhì)、地貌、土壤、植被；3.人類活動(dòng)：水利工程、農(nóng)林措施等。水循環(huán)5.影響水分循環(huán)的因素:

水循環(huán)174.4地表面蒸發(fā)一、蒸發(fā)和蒸散的概念：水分從物體表面既蒸發(fā)面向大氣逸散的現(xiàn)象稱為蒸發(fā)。植被地段的地面蒸發(fā)和植物蒸騰統(tǒng)稱為蒸散。蒸發(fā)凝結(jié)水4.4地表面蒸發(fā)一、蒸發(fā)和蒸散的概念：水分從物體表面既蒸18二、蒸發(fā)率的概念

單位時(shí)間從蒸發(fā)面單位面積上逸散到大氣中的水分子數(shù)與從大氣中返回到蒸發(fā)面的水分子數(shù)的差值（當(dāng)為正值時(shí)）稱為蒸發(fā)率（或地面水汽輸送通量)，用于表示蒸發(fā)面蒸發(fā)快慢的特征量，mmh-1.三、蒸發(fā)潛熱L=24912.177t0(Jg-1)t0為蒸發(fā)面溫度二、蒸發(fā)率的概念單位時(shí)間從蒸發(fā)面單位面積上逸散到大19蒸發(fā)皿蒸發(fā)皿20影響蒸發(fā)率的三個(gè)因素：供水供能動(dòng)力條件:水汽含量梯度，對流，擴(kuò)散影響蒸發(fā)率的三個(gè)因素：21渦動(dòng)相關(guān)法分別是垂直速度、溫度、比濕和水平運(yùn)動(dòng)的脈動(dòng)值，湍流脈動(dòng)儀觀測采樣頻率一般為10Hz蒸發(fā)的計(jì)算（1）渦動(dòng)相關(guān)法分別是垂直速度、溫度、比濕和水平運(yùn)動(dòng)的脈動(dòng)值，湍流22總體空氣動(dòng)力學(xué)方法

熱量總體輸送系數(shù)

T0,T地面及z高度的溫度U

是z高度風(fēng)速

感（顯）熱輸送通量水汽總體輸送系數(shù)地面及z高度比濕

潛熱輸送通量蒸發(fā)的計(jì)算（2）總體空氣動(dòng)力學(xué)方法熱量總體輸送系數(shù)T0,T地面及z高度23蒸發(fā)的計(jì)算（4）1.梯度（擴(kuò)散）方法蒸發(fā)的計(jì)算（4）1.梯度（擴(kuò)散）方法24蒸發(fā)計(jì)算（5-1）熱量平衡方法：其中R為輻射平衡量，L為蒸發(fā)潛熱系數(shù)，為土壤熱交換量蒸發(fā)計(jì)算（5-1）熱量平衡方法：其中R為輻射平衡量，L為蒸發(fā)25蒸發(fā)計(jì)算（5-2）Penman（1948）的潛在蒸發(fā)計(jì)算公式：主要用于開闊水面蒸發(fā)計(jì)算（5-2）Penman（1948）的潛在蒸發(fā)計(jì)算公式26Penman—Monteith方法：蒸發(fā)計(jì)算（5-2）Penman—Monteith方法：蒸發(fā)計(jì)算（5-2）27蒸發(fā)計(jì)算（5-2）世界糧農(nóng)組織發(fā)展的Penman－Monteith方法（1990－2019）：蒸發(fā)計(jì)算（5-2）世界糧農(nóng)組織發(fā)展的Penman－Monte28中國年地表蒸發(fā)量的空間分布（mm）中國年地表蒸發(fā)量的空間分布（mm）29地表蒸發(fā)的分布全球:由副熱帶向高緯遞減;最大值在副熱帶海洋,可達(dá)2000mm以上/a;最小值出現(xiàn)在副熱帶大陸.中國:從東南（800mm以上/a）向西北（不足50mm/a）減小;夏季最大,冬季最小.地表蒸發(fā)的分布全球:30蒸發(fā)研究的問題實(shí)際蒸發(fā)觀測資料的缺乏大量的蒸發(fā)皿蒸發(fā)研究無法給出陸地表面的實(shí)際蒸發(fā)；蒸發(fā)皿蒸發(fā)、潛在蒸發(fā)和實(shí)際蒸發(fā)的關(guān)系（非常復(fù)雜）尚不清楚加強(qiáng)觀測、衛(wèi)星遙感資料的使用蒸發(fā)研究的問題實(shí)際蒸發(fā)觀測資料的缺乏314.5大氣中的水分

一、大氣中水含量1、定義：從地面到大氣頂單位面積大氣柱中的水分含量.2、計(jì)算4.5大氣中的水分一、大氣中水含量1、定義：從地面到大氣327月1月P(hPa)30-40oN，110-120oE區(qū)域1971-2000年平均大氣水份的垂直變化分布q（g/kg）

7月1月P(hPa)30-40oN，110-120oE區(qū)域133全球1971-2000年平均大氣水分含量的空間分布（可降水量表示，單位：mm）1月7月全球1971-2000年平均大氣水分含量的空間分布（可降水量34北半球南半球全球1月7月193425202227大氣中的平均水汽含量(mm)中國大氣年水汽含量的分布（mm）北半球南半球全球1月192522大氣中的平均水汽含量(mm)35二、大氣中的水汽輸送1.計(jì)算從地面到大氣頂水汽（E）單位緯向距離在南北方向上的水平輸送:二、大氣中的水汽輸送1.計(jì)算從地面到大氣頂水汽（E）單位緯36中國東亞季風(fēng)區(qū)1958-2019年夏季平均水汽輸送通量矢量分布(100g/cm*s)2.中國夏季水汽輸送特征中國東亞季風(fēng)區(qū)1958-2019年夏季平均水汽輸送通量矢量374.6降水第六節(jié)一、定義云中的液態(tài)或固態(tài)水在重力作用下，克服空氣阻力，從空中降落到地面的現(xiàn)象，稱為降水.二、形成條件水汽，降水形成的物質(zhì)基礎(chǔ)；水汽凝結(jié)的動(dòng)力條件.4.6降水第六節(jié)一、定義二、形成條件38三、降水量分布

世界年降水量的分布（1961-1990年平均，mm）三、降水量分布世界年降水量的分布（1961-1990年平均39全球年降水量分布全球年降水量分布40中國年降水量的空間分布（1961-1990年，mm）中國年降水量的空間分布（1961-1990年，mm）414.7徑流第七節(jié)一、徑流的形成徑流形成過程：由降水到水流匯集至出口斷面的整個(gè)物理過程降水過程；流域的蓄滲過程：植物截留、下滲、洼地蓄水等過程；坡面漫流過程；河網(wǎng)匯流階段.4.7徑流第七節(jié)一、徑流的形成降水過程；42二、徑流特征量徑流總量：一定時(shí)間內(nèi)通過河川橫斷面的水量，稱為徑流總量。W=Q*T

徑流系數(shù)：任意時(shí)段內(nèi)流域平均的徑流深度與流域平均降水量之比。α=f/r

徑流變率（模比系數(shù)）：任何時(shí)段的平均徑流量與同期多年平均徑流量之比。

Ki=QI/Q0二、徑流特征量徑流總量：一定時(shí)間內(nèi)通過河川橫斷面的水量，稱為43三、徑流的時(shí)間變化1.季節(jié)（年）變化，一年內(nèi)徑流（河槽水位）的變化：汛期、平水期、枯水期；2.徑流的年際及年代際變化，同一時(shí)期不同年份或年代之間的徑流之差異。三、徑流的時(shí)間變化1.季節(jié)（年）變化，一年內(nèi)徑流（河槽水位）44四、中國的徑流分布中國年徑流量的空間分布（mm）四、中國的徑流分布中國年徑流量的空間分布（mm）45第八節(jié)4.8氣候系統(tǒng)的水分平衡一、水量平衡概念:水分循環(huán)的數(shù)量表示，即任一區(qū)域在某一時(shí)段內(nèi),水分收入與支出的差等于該區(qū)域在該時(shí)段內(nèi)的水量變化,長期意義下,任一區(qū)域水量保持收支平衡.二、地面水量平衡方程陸地海洋通用形式第八節(jié)4.8氣候系統(tǒng)的水分平衡一、水量平衡概念:水分循環(huán)的46多年平均陸地：海洋：全球：多年平均陸地：海洋：全球：47三、地表水分收支狀況區(qū)域面積106km2降水量104km3蒸發(fā)量104km3徑流量104km3海洋大陸全球36114951041.29.951.144.96.251.13.7－3.7－地球上水份平衡大洋降水量蒸發(fā)量大陸邊緣地區(qū)的徑流與臨近大洋交換的水量大西洋印度洋太平洋北冰洋78010101210240104013801140120－200－70－60－230－60－300130350地球各大洋的水分平衡(mm/a)三、地表水分收支狀況區(qū)域面積降水量蒸發(fā)量徑流量海洋3614148第七節(jié)全球年水量平衡因素水量/km3海洋降水量382000海洋蒸發(fā)量419000陸地降水量106000陸地蒸發(fā)量69000進(jìn)入海洋的徑流量37000來自陸地蒸發(fā)的陸地降水量12000來自海洋蒸發(fā)的陸地降水量94000來自陸地蒸發(fā)的海洋降水量57000來自海洋蒸發(fā)的海洋降水量325000第七節(jié)全球年水量平衡因素水量/km3海洋降水量382000海49土壤水分(w)陸地水循環(huán)海洋水循環(huán)全球水循環(huán)裸地蒸發(fā)雪385111土壤水分(w)陸地水循環(huán)海洋水循環(huán)全球水循環(huán)裸地蒸發(fā)雪38550中國的水量平衡外流區(qū)水分循環(huán)數(shù)值大于內(nèi)流區(qū)外流區(qū)的徑流系數(shù)大于內(nèi)流區(qū)不同外流區(qū)的水分循環(huán)數(shù)值以及徑流系數(shù)也不同中國的水量平衡外流區(qū)水分循環(huán)數(shù)值大于內(nèi)流區(qū)51第4章氣候系統(tǒng)的水循環(huán)-課件52四、大氣的水分平衡1.定義：某一地區(qū)在給定的一段時(shí)間內(nèi)，大氣柱中總收入的水汽量與總支出的水汽量之差，等于該地區(qū)這一時(shí)段內(nèi)大氣柱中水汽含量的變化量。2.方程大氣柱水氣量的變化大氣柱水汽流入量大氣柱水汽流出量蒸發(fā)進(jìn)入大氣柱水汽量降水減少大氣柱水汽量四、大氣的水分平衡1.定義：某一地區(qū)在給定的一段時(shí)間內(nèi)，大53根據(jù)r-E平衡和大氣通量推算出的水汽平均向北通量（1014kg·a-1）緯度70o60o50o40o30o20o10o0o北半球r-E平衡823105189142－42－143165大氣通量145513725419487－105103南半球r-E平衡－5－52－186－291氣通量－1－42－175－229－163－43225141根據(jù)r-E平衡和大氣通量推算出的水汽平均向北通量（1054五、地-氣系統(tǒng)的水分平衡陸地大氣地-氣系統(tǒng)水分平衡方程五、地-氣系統(tǒng)的水分平衡陸地大氣地-氣系統(tǒng)水分平衡方程553.分布NN

JanJuly緯圈平均大氣水汽收支的分布(單位:105ta-1)，細(xì)實(shí)線和虛線分別為總渦動(dòng)和經(jīng)圈環(huán)流水汽的水平輻合，粗實(shí)線為水汽的源（大于零）匯（小于零）分布3.分布NN JanJuly緯圈平均大氣水汽收支的分布(單位56intertropicalconvergencezone;ITCZ熱帶（赤道）輻合帶在25°N到10°S之間intertropicalconvergencezone57第4章氣候系統(tǒng)的水循環(huán)-課件58第4章氣候系統(tǒng)的水循環(huán)-課件59本章小結(jié)氣候系統(tǒng)的水分循環(huán)蒸發(fā)降水水汽輸送徑流氣候系統(tǒng)的水分平衡本章小結(jié)氣候系統(tǒng)的水分循環(huán)蒸發(fā)降水水汽輸送徑流氣候系統(tǒng)的水分60第四章氣候系統(tǒng)的水循環(huán)4.1水的物理性質(zhì)4.2氣候系統(tǒng)中的水4.3水分循環(huán)4.4地表面蒸發(fā)4.5大氣中的水分4.6降水4.7徑流4.8氣候系統(tǒng)的水分平衡第四章氣候系統(tǒng)的水循環(huán)4.1水的物理性質(zhì)614.1水的物理性質(zhì)4.2氣候系統(tǒng)中的水一、水的物理性質(zhì)熱力屬性：傳熱率、比熱容二、氣候系統(tǒng)中的水1、氣候系統(tǒng)的水組成4.1水的物理性質(zhì)一、水的物理性質(zhì)熱力屬性：傳熱率、比熱容62海洋水：海洋是水圈的主體，是地球上水的最大源地。約占地球總水量的96%～97%。陸地水：河流；湖泊；沼澤；地下水；冰川。海洋水：海洋是水圈的主體，是地球上水的最大源地。約占地球總水632、氣候系統(tǒng)水的更新速度水體類別更新時(shí)間（年）水體類別更新時(shí)間極地冰川10000土壤水1年海洋2500河流水16日高山冰川1600大氣水8日深部地下水1400生物水幾個(gè)小時(shí)湖泊水17全球2400年沼澤水5地球上各種水體重水的更新時(shí)間2、氣候系統(tǒng)水的更新速度水體類別更新時(shí)間（年）水體類別更新時(shí)6425.2×106km3全球水圈系統(tǒng)大氣圈中的水雨、霧、露雪、雹、霰、水水蒸汽生物圈中的水體液（細(xì)胞外液）細(xì)胞液（細(xì)胞內(nèi)液）生物聚合水化物（鍵合水）地表圈中的水陸地水海洋水泉水、沼澤水池水、塘水、湖水、冰蓋和雪蓋江水、河水、冰川河口區(qū)水淺海水大洋水海洋沉積物孔隙水巖石圈中的水地下水巖漿水聚合水土壤水1350×106km3占全球總水量的97%0.0006×106km30.013×106km38.4×106km34.3

氣候系統(tǒng)的水分循環(huán)

25.2×106km3全球水圈系統(tǒng)大氣圈中的水雨、霧、露生物65海洋1350×1015m3陸地33.6×1015m3大氣0.013×1015m3冰川＝25地下水（活躍）＝8.4湖河＝0.2生物圈＝0.0006E=361×1012m3/YearR0=37×1012m3/YearP=361×1012m3/YearE=62×1012m3/YearP=99×1012m3/Year1117140385425水循環(huán)海洋陸地大氣冰川＝25E=361×1012m3/YearR0661.定義：

水分循環(huán)：水在氣候系統(tǒng)各圈層間的永無休止的循環(huán)運(yùn)動(dòng)；外循環(huán)（大循環(huán)）：水分由海洋輸送到陸地，又回到海洋的循環(huán)；內(nèi)循環(huán)（小循環(huán)）：由海洋（陸地）通過蒸發(fā)的水汽，再以降水的形式直接落到海洋（陸地）的循環(huán)。水循環(huán)1.定義：水循環(huán)67土壤水分(w)陸地水循環(huán)海洋水循環(huán)全球水循環(huán)裸地蒸發(fā)雪385111土壤水分(w)陸地水循環(huán)海洋水循環(huán)全球水循環(huán)裸地蒸發(fā)雪38568第4章氣候系統(tǒng)的水循環(huán)-課件692.水分循環(huán)的成因：水循環(huán)內(nèi)因：水的三種狀態(tài)及其相互轉(zhuǎn)化外因：熱力（太陽輻射）和動(dòng)力（地球引力）條件2.水分循環(huán)的成因：水循環(huán)內(nèi)因：水的三種狀態(tài)及其外因：熱力（703.水分循環(huán)尺度

全球水循環(huán)區(qū)域水循環(huán)水-土-植系統(tǒng)水循環(huán)3.水分循環(huán)尺度

全球水循環(huán)區(qū)域水循環(huán)水-土-植系統(tǒng)水循71地表徑流下滲降水植物截流土壤水分儲(chǔ)蓄滲透毛管水淺層地下水儲(chǔ)蓄越流補(bǔ)給深層地下水儲(chǔ)蓄植物蒸騰土壤蒸發(fā)地下水蒸發(fā)陸面蒸

發(fā)降水地表徑流壤中徑流不透水面降水蒸發(fā)河川儲(chǔ)蓄河川徑流海洋蒸發(fā)降水水面蒸發(fā)水汽輸送地下徑流

氣候系統(tǒng)內(nèi)不同尺度水分循環(huán)

地表徑流下滲降水植物截流土壤水分儲(chǔ)蓄滲透毛管水淺層地下水儲(chǔ)蓄724.水分循環(huán)的意義：將氣候系統(tǒng)各圈層緊密聯(lián)系在一起，形成有機(jī)整體；輸送地球上的能量和物質(zhì)；使海洋和陸地聯(lián)系更緊密；可再生資源。4.水分循環(huán)的意義：73都江堰都江堰74長江三峽大壩“之最世界防洪效益最為顯著水利工程；世界最大的電站；世界工程量最大的水利工程；世界施工難度最大的水利工程；施工期流量最大的水利工程；世界泄洪能力最大的泄洪閘；世界級(jí)數(shù)最多、總水頭最高的內(nèi)河船閘；世界規(guī)模最大難度最高的升船機(jī)；世界水庫移民最多、工作最為艱巨的移民建設(shè)工程。長江三峽大壩“之最75金沙江溪洛渡水電站大壩2019年開始籌建，2019年底主體開工2019年竣工投產(chǎn)總工期約13年。金沙江2019年開始籌建，765.影響水分循環(huán)的因素:

1.氣象因素：風(fēng)、溫度、濕度等；2.下墊面因素：地形、地質(zhì)、地貌、土壤、植被；3.人類活動(dòng)：水利工程、農(nóng)林措施等。水循環(huán)5.影響水分循環(huán)的因素:

水循環(huán)774.4地表面蒸發(fā)一、蒸發(fā)和蒸散的概念：水分從物體表面既蒸發(fā)面向大氣逸散的現(xiàn)象稱為蒸發(fā)。植被地段的地面蒸發(fā)和植物蒸騰統(tǒng)稱為蒸散。蒸發(fā)凝結(jié)水4.4地表面蒸發(fā)一、蒸發(fā)和蒸散的概念：水分從物體表面既蒸78二、蒸發(fā)率的概念

單位時(shí)間從蒸發(fā)面單位面積上逸散到大氣中的水分子數(shù)與從大氣中返回到蒸發(fā)面的水分子數(shù)的差值（當(dāng)為正值時(shí)）稱為蒸發(fā)率（或地面水汽輸送通量)，用于表示蒸發(fā)面蒸發(fā)快慢的特征量，mmh-1.三、蒸發(fā)潛熱L=24912.177t0(Jg-1)t0為蒸發(fā)面溫度二、蒸發(fā)率的概念單位時(shí)間從蒸發(fā)面單位面積上逸散到大79蒸發(fā)皿蒸發(fā)皿80影響蒸發(fā)率的三個(gè)因素：供水供能動(dòng)力條件:水汽含量梯度，對流，擴(kuò)散影響蒸發(fā)率的三個(gè)因素：81渦動(dòng)相關(guān)法分別是垂直速度、溫度、比濕和水平運(yùn)動(dòng)的脈動(dòng)值，湍流脈動(dòng)儀觀測采樣頻率一般為10Hz蒸發(fā)的計(jì)算（1）渦動(dòng)相關(guān)法分別是垂直速度、溫度、比濕和水平運(yùn)動(dòng)的脈動(dòng)值，湍流82總體空氣動(dòng)力學(xué)方法

熱量總體輸送系數(shù)

T0,T地面及z高度的溫度U

是z高度風(fēng)速

感（顯）熱輸送通量水汽總體輸送系數(shù)地面及z高度比濕

潛熱輸送通量蒸發(fā)的計(jì)算（2）總體空氣動(dòng)力學(xué)方法熱量總體輸送系數(shù)T0,T地面及z高度83蒸發(fā)的計(jì)算（4）1.梯度（擴(kuò)散）方法蒸發(fā)的計(jì)算（4）1.梯度（擴(kuò)散）方法84蒸發(fā)計(jì)算（5-1）熱量平衡方法：其中R為輻射平衡量，L為蒸發(fā)潛熱系數(shù)，為土壤熱交換量蒸發(fā)計(jì)算（5-1）熱量平衡方法：其中R為輻射平衡量，L為蒸發(fā)85蒸發(fā)計(jì)算（5-2）Penman（1948）的潛在蒸發(fā)計(jì)算公式：主要用于開闊水面蒸發(fā)計(jì)算（5-2）Penman（1948）的潛在蒸發(fā)計(jì)算公式86Penman—Monteith方法：蒸發(fā)計(jì)算（5-2）Penman—Monteith方法：蒸發(fā)計(jì)算（5-2）87蒸發(fā)計(jì)算（5-2）世界糧農(nóng)組織發(fā)展的Penman－Monteith方法（1990－2019）：蒸發(fā)計(jì)算（5-2）世界糧農(nóng)組織發(fā)展的Penman－Monte88中國年地表蒸發(fā)量的空間分布（mm）中國年地表蒸發(fā)量的空間分布（mm）89地表蒸發(fā)的分布全球:由副熱帶向高緯遞減;最大值在副熱帶海洋,可達(dá)2000mm以上/a;最小值出現(xiàn)在副熱帶大陸.中國:從東南（800mm以上/a）向西北（不足50mm/a）減小;夏季最大,冬季最小.地表蒸發(fā)的分布全球:90蒸發(fā)研究的問題實(shí)際蒸發(fā)觀測資料的缺乏大量的蒸發(fā)皿蒸發(fā)研究無法給出陸地表面的實(shí)際蒸發(fā)；蒸發(fā)皿蒸發(fā)、潛在蒸發(fā)和實(shí)際蒸發(fā)的關(guān)系（非常復(fù)雜）尚不清楚加強(qiáng)觀測、衛(wèi)星遙感資料的使用蒸發(fā)研究的問題實(shí)際蒸發(fā)觀測資料的缺乏914.5大氣中的水分

一、大氣中水含量1、定義：從地面到大氣頂單位面積大氣柱中的水分含量.2、計(jì)算4.5大氣中的水分一、大氣中水含量1、定義：從地面到大氣927月1月P(hPa)30-40oN，110-120oE區(qū)域1971-2000年平均大氣水份的垂直變化分布q（g/kg）

7月1月P(hPa)30-40oN，110-120oE區(qū)域193全球1971-2000年平均大氣水分含量的空間分布（可降水量表示，單位：mm）1月7月全球1971-2000年平均大氣水分含量的空間分布（可降水量94北半球南半球全球1月7月193425202227大氣中的平均水汽含量(mm)中國大氣年水汽含量的分布（mm）北半球南半球全球1月192522大氣中的平均水汽含量(mm)95二、大氣中的水汽輸送1.計(jì)算從地面到大氣頂水汽（E）單位緯向距離在南北方向上的水平輸送:二、大氣中的水汽輸送1.計(jì)算從地面到大氣頂水汽（E）單位緯96中國東亞季風(fēng)區(qū)1958-2019年夏季平均水汽輸送通量矢量分布(100g/cm*s)2.中國夏季水汽輸送特征中國東亞季風(fēng)區(qū)1958-2019年夏季平均水汽輸送通量矢量974.6降水第六節(jié)一、定義云中的液態(tài)或固態(tài)水在重力作用下，克服空氣阻力，從空中降落到地面的現(xiàn)象，稱為降水.二、形成條件水汽，降水形成的物質(zhì)基礎(chǔ)；水汽凝結(jié)的動(dòng)力條件.4.6降水第六節(jié)一、定義二、形成條件98三、降水量分布

世界年降水量的分布（1961-1990年平均，mm）三、降水量分布世界年降水量的分布（1961-1990年平均99全球年降水量分布全球年降水量分布100中國年降水量的空間分布（1961-1990年，mm）中國年降水量的空間分布（1961-1990年，mm）1014.7徑流第七節(jié)一、徑流的形成徑流形成過程：由降水到水流匯集至出口斷面的整個(gè)物理過程降水過程；流域的蓄滲過程：植物截留、下滲、洼地蓄水等過程；坡面漫流過程；河網(wǎng)匯流階段.4.7徑流第七節(jié)一、徑流的形成降水過程；102二、徑流特征量徑流總量：一定時(shí)間內(nèi)通過河川橫斷面的水量，稱為徑流總量。W=Q*T

徑流系數(shù)：任意時(shí)段內(nèi)流域平均的徑流深度與流域平均降水量之比。α=f/r

徑流變率（模比系數(shù)）：任何時(shí)段的平均徑流量與同期多年平均徑流量之比。

Ki=QI/Q0二、徑流特征量徑流總量：一定時(shí)間內(nèi)通過河川橫斷面的水量，稱為103三、徑流的時(shí)間變化1.季節(jié)（年）變化，一年內(nèi)徑流（河槽水位）的變化：汛期、平水期、枯水期；2.徑流的年際及年代際變化，同一時(shí)期不同年份或年代之間的徑流之差異。三、徑流的時(shí)間變化1.季節(jié)（年）變化，一年內(nèi)徑流（河槽水位）104四、中國的徑流分布中國年徑流量的空間分布（mm）四、中國的徑流分布中國年徑流量的空間分布（mm）105第八節(jié)4.8氣候系統(tǒng)的水分平衡一、水量平衡概念:水分循環(huán)的數(shù)量表示，即任一區(qū)域在某一時(shí)段內(nèi),水分收入與支出的差等于該區(qū)域在該時(shí)段內(nèi)的水量變化,長期意義下,任一區(qū)域水量保持收支平衡.二、地面水量平衡方程陸地海洋通用形式第八節(jié)4.8氣候系統(tǒng)的水分平衡一、水量平衡概念:水分循環(huán)的106多年平均陸地：海洋：全球：多年平均陸地：海洋：全球：107三、地表水分收支狀況區(qū)域面積106km2降水量104km3蒸發(fā)量104km3徑流量104km3海洋大陸全球36114951041.29.951.144.96.251.13.7－3.7－地球上水份平衡大洋降水量蒸發(fā)量大陸邊緣地區(qū)的徑流與臨近大洋交換的水量大西洋印度洋太平洋北冰洋78010101210240104013801140120－200－70－60－230－60－300130