第五章大氣中的水分

第五章大氣中的水分

蒸發(fā)和凝結(jié)地表面的凝結(jié)現(xiàn)象大氣中的凝結(jié)現(xiàn)象降水黃山旅游氣候前章內(nèi)容回顧1一般地氣系統(tǒng)熱量交換方式多種，其中地面與空氣之間，主要是（），氣團之間主要依靠對流和湍流，其次通過（）的潛熱交換。2水汽壓、飽和水汽壓與溫度關(guān)系濕度：表示大氣中水汽量多少的物理量稱大氣濕度。

水汽壓（e）：大氣中水汽所產(chǎn)生的那部分壓力，單位百帕（hPa）。飽和水汽壓：溫度一定條件下，單位體積空氣中的水汽量有一定限度，如果水汽含量達到此限度，空氣呈飽和狀態(tài)，稱飽和空氣。飽和空氣的水汽壓（Ｅ）稱飽和水汽壓，也叫最大水汽壓。超過這個限度，水汽就開始凝結(jié)。通常，上升的氣體，溫度降低，水汽凝結(jié)，形成云與降水；下沉氣體伴隨高氣壓，無云/無雨條件，濕度較低暖氣團上升-釋放熱量-水汽凝結(jié)冷氣團下降-吸收熱量-水汽蒸發(fā)大氣從海洋、湖泊、河流及土壤蒸發(fā)或植物蒸騰獲得水分。水分進入大氣由于其本身的分子擴散和空氣運動參與水分循環(huán)。大氣水分通過蒸發(fā)、凝結(jié)形成云、霧等天氣現(xiàn)象，并以雨、雪等降水形式返回地面。大氣水分來源與天氣現(xiàn)象e（hPa）℃－16－12－8－4042468o?1?3?2C冰水汽氺純氺（平水面）的位相平衡B‘BA0溶解線－OC蒸發(fā)線－OA升華線－OB水的存在形式和水相轉(zhuǎn)化是有條件的－溫度、氣壓影響e1<E未飽和蒸發(fā)e2>E飽和凝結(jié)

如溫度由30℃降低到25℃，飽和水汽壓減少10.76hPa，溫度從15℃降到10℃，飽和水汽壓只減少4.77hPa。因此，高溫飽和空氣中形成的云要濃厚，夏季容易發(fā)生暴雨（二）、飽和水汽壓與蒸發(fā)面性質(zhì)（水面、冰面）關(guān)系

過冷卻水:

一般，水低于0度結(jié)冰，但實驗和對云霧觀測發(fā)現(xiàn)，水可以存在于0度以下的溫度不結(jié)冰－過冷卻水。冰面和過冷卻水飽和水汽壓也遵循按指數(shù)規(guī)律變化。冰面飽和水汽壓比過冷卻水要小;

冰是固體，冰分子要脫出水面的束縛比水分子脫出水面的束縛更難。（1）冰面和過冷卻水面的飽和水汽壓水-冰混合云中水汽轉(zhuǎn)化？

云中冰晶和過冷卻水共存是普遍的。如果實際水汽壓介于兩者飽和水汽壓之間，就會產(chǎn)生冰、水之間的水汽轉(zhuǎn)化。冰晶效應(yīng)冰雹（2）溶液面的飽和水汽壓

很多物質(zhì)融于水中，水含有一定溶質(zhì)。溶質(zhì)的存在增加分子間作用力，使水蒸發(fā)更難。同樣溫度下，溶液面飽和水汽壓比純水面要小，溶液濃度越高，飽和水汽壓越小，越容易凝結(jié)。這種作用對在可溶性凝結(jié)核上形成云或霧很重要。大氣中物質(zhì)存在對水凝結(jié)產(chǎn)生的影響？大氣中水汽的凝結(jié)都是發(fā)生在微小的凸或凹面上的。凸面以凝結(jié)核為中心凝結(jié)，凹面在土壤、植物上形成凝結(jié)。大小不同水滴之間水汽變化潮濕空氣層和云頂部，因得不到地面輻射補償，容易產(chǎn)生凝結(jié)－霧或云兩個溫度不同的飽和或接近飽和的空氣團相互水平混和，使混合后的氣團到達過飽和，多余的水汽凝結(jié)。形成地物范圍雨云及其分類卷云(cirriform):高云，由冰晶構(gòu)成，一般不會形成降雨層云(stratiform):大范圍層狀分布的云，容易形成降水積云(cumuliform):空氣垂直運動產(chǎn)生，空間s上受限制，小范圍影響天氣認識云的特征

按云的外形特征、結(jié)構(gòu)特點和云低高度，云分為三族，十屬，二十九類（表）.云基本特征如下（1）高云：5000m以上，它是由冰晶構(gòu)成，云體呈白色，具有蠶絲般光澤，薄而透明。陽光通過高云時，地面物體的影子清楚可見。卷云（Ci）卷層云（Cs）：

卷積云（Cc）

卷云（Ci）：卷云云高較高，因此在早晨最先被陽光照射，傍晚最遲變暗，日出前后呈黃或紅色。由于高空影響，卷云形狀復(fù)雜，但經(jīng)常排列成帶橫過天空，云體呈白色無暗影，呈絲條狀、羽毛狀、馬尾狀、鉤狀、團簇狀、片狀等。卷層云：由冰晶構(gòu)成的很薄的層狀云，為透明而帶白色的云幕，日月輪廓分明，經(jīng)常有暈的現(xiàn)象，一般不降水，冬季北方有時降雪。0如果云連續(xù)發(fā)展，預(yù)示降出現(xiàn)陰雨、大風(fēng)天氣?！棒~鱗天，不雨也鳳顛”l

卷積云（Cc）：似鱗片或球狀細小云塊組成的云片或云層，常排列成行或成群，很像清風(fēng)吹過水面引起的小波紋。白色無暗影，有柔絲般光澤。（2）中云：云層高度一般在2500－5000米間。由于過冷的微小水滴及冰晶混合構(gòu)成。顏色呈白色或灰白色，沒有光澤，云低較高，云體稠密。高層云（As）：

透光高層云（Astra）

蔽光高層云（Asop）

高積云（Ac）：透光高積云（Actra）蔽光高積云（Acop）莢狀高積云（Aclent）積云性高積云（Accug）絮狀高積云（Acflo）堡狀高積云（Accast）

0高層云亂層云00透光高積云絮狀高積云（Acflo）云塊大小不一樣，邊緣破碎，象棉絮團，排列不整齊。出現(xiàn)這種云，說明氣層處于不穩(wěn)定狀態(tài)，預(yù)示有雷雨天氣產(chǎn)生。“棉花云，雨快臨”

（3）低云：云層高度一般在2500m以下，由微小水滴和冰晶構(gòu)成。云層結(jié)構(gòu)稀松，云低而黑。積云（Cu）：孤立垂直向上發(fā)展的云塊，頂部呈圓形，底部幾乎水平，云體邊界分明。積云是氣塊上升，水汽凝結(jié)而成。淡積云（Cuhum）濃積云（Cucong）碎積云（Fc）

積雨云（Cb）：又稱雷雨云，云體濃厚龐大，垂直發(fā)展極盛。伴隨雷雨天氣。禿積雨云（Cbcalv）鬃積雨云（Cbcap

層積云（Sc）：結(jié)構(gòu)稀松的大云塊、大云條組成的云層或散片?；野谆蚧疑?。一般由水滴構(gòu)成，產(chǎn)生降水。透光層積云（Sctra）蔽光層積云（Scop）積云性層積云（Sccug）堡狀層積云（Sccast）莢狀層積云（Sclent）

層云（St）：灰白色較均勻的云層。很低厚度不大，象霧，常淹沒小山或建筑物頂部。可將毛毛雨。分裂變成碎層云。

層云（St）碎層云（Fs）

雨層云（Ns）：低厚均勻的降水云層。暗灰色。沒有明顯邊界。常連續(xù)降雨。碎雨云（Fn）：低而破碎的云。形狀多變，移動快。淡積云（Cuhum）：云塊較扁平，個體不大，輪廓清晰，底部較平，頂部凸起呈圓弧形，象饅頭一樣?！梆z頭云，天氣晴”濃積云（Cucong）：個體較大，云體臃腫，云頂似花椰菜。如果繼續(xù)發(fā)展，形成下雷雨的積雨云積雨云：由于云內(nèi)氣流強烈上升下降，形成一個個圓球形的云體下垂，好像氣球掛在空中。常是雷雨先兆。積雨云（Cb）禿積雨云（Cbcalv）：剛從濃積云發(fā)展而成，頂部凍結(jié)，開始模糊。如禿積雨云繼續(xù)發(fā)展會形成下雷雨的鬃積雨云。積雨云（Cb）鬃積雨云(Cbcap)：底部陰暗，云體低，云體向上發(fā)展。將產(chǎn)生強烈陣雨和大風(fēng)、雷電等現(xiàn)象?！盀踉瓶炜殳B，大雨將來臨”鬃積雨云(Cbcap)：云濃而厚，云體龐大，頂部凍結(jié)成白色，低空有幾塊淡積云。如向本地移來，會產(chǎn)生雷陣雨。層積云云頂：云塊比較均勻，云頂高度幾乎相同，云海浩瀚。（安徽黃山）透光層積云（Sctra）：云塊大而柔和，波狀排列，云塊間可見到藍天。一般是晴天征兆，如云層增厚，天氣會變。蔽光層積云（Scop）：布滿天空，云塊較厚，暗灰色，排列整齊，密集成層，底部波狀起伏。云層增厚，會產(chǎn)生雨雪。積云性層積云（Sccug）：產(chǎn)生在傍晚，靠近太陽部分呈金黃色。在對流顯著減弱下形成，預(yù)示天氣晴朗。堡狀層積云（Sccast）：水平云條上局部垂直發(fā)展的趨勢，云圖向上凸起，個體較大，形似城堡。氣層不穩(wěn)定，易產(chǎn)生降雨。“天上起了炮臺云，不過三日雨淋淋”層云（St）：云體均勻呈層，灰色，象霧。高的建筑物模糊不清。層云有時下毛毛雨，夜間產(chǎn)生，日出逐漸消散，天氣轉(zhuǎn)晴，否則，下雨碎層云（Fs）：雨后清晨出現(xiàn)，低層空氣潮濕，形成碎層云。云形破碎不規(guī)則，灰白色，云低很低。中午前后全部消失，天氣晴朗。雨層云：布滿天空，低而漫無定型，云層厚，暗灰色。出現(xiàn)在大范圍天氣系統(tǒng)中，較長時間的降水?！疤焐匣也荚疲杲z定連綿”碎雨云（Fn）：云體低而破碎，形狀多變，移動較快，呈灰色或暗灰色。預(yù)示繼續(xù)有雨?！皾M天飛亂云，雨雪下不停”云系演變一般規(guī)律

密卷云鉤卷云卷層云蔽光高層云高層云（下小雨）雨層云（下中到大雨）高積云（雨轉(zhuǎn)晴或多云）淡積云濃積云積雨云

有暴雨出現(xiàn)的云系演變毛卷云、卷積云密卷云、堡狀高積云高積云雨層云、積雨云（伴有暴雨）梅雨云系演變密卷云卷積云卷層云堡狀高積云高層云雨層云降水的過程是云滴增大為雨滴、雪花或其它降水物的過程。一塊云能否降水，意味著一定時間內(nèi)能否使106個云滴轉(zhuǎn)變成一個雨滴。使云滴增大的過程：一是云滴的凝結(jié)增長；二是云滴沖并增長。不不四種降雨類型與溫度夏天溫度變化大冬天溫度變化小高層與底層溫度變化不一致降水量的空間分布取決于環(huán)流形勢和天氣系統(tǒng)－溫度條件取決于距海遠近（地理位置）和地形－水汽條件自然景觀（多雨－森林；少雨－荒漠）中國年降水量分布新疆最西北處受大西洋和北冰洋水汽影響，降水量多于南疆盆地。干旱、半干旱區(qū)，草原、荒漠景觀濕潤、半濕潤區(qū)，森林、森林草原景觀400mm年降水量與世界同緯度比較緯度臺站降水量變化范圍大部分地區(qū)降水量40°N以北（東北、華北、西北）同緯度地區(qū)10～1000少于同緯度100～6001000～150033°

～40°N（華東、華中、西南）同緯度地區(qū)10～1000與同緯度相當(dāng)100～60033°

N以南（華南、青藏、臺灣、南海）同緯度地區(qū)50～2000多于非季風(fēng)區(qū)，少于季風(fēng)區(qū)500～1800<10010000降水年變化、日變化產(chǎn)生年變化的原因在于季風(fēng)雨季的進退，冬季風(fēng)期間降水量少，夏季風(fēng)期間降水量多；夏季風(fēng)由于源地的不同（東南季風(fēng)、西南季風(fēng)），降水量和降水時間也因地而異。產(chǎn)生日變化地原因在于下墊面熱力性質(zhì)地差異，如海陸差異、地形差異等。華北、東北夏雨型7、8月降水量占年降水量60％以上，東北地區(qū)6月、9月降水較多，降水類型向夏秋雨型過渡。春雨、梅雨為主要雨季，夏季因有伏旱而成為干季，全年降水量以4～6月最多，7～8月銳減。長江中下游春雨、梅雨型5～6月東南季風(fēng)帶來第一個雨季，8～9月臺風(fēng)、東風(fēng)波帶來第二個雨季，其雨量多于第一個雨季。華南雙雨季型受印度季風(fēng)影響，5月雨量開始增加，一致持續(xù)到9月，全年雨季和旱季對比明顯西南夏秋雨季型吐魯番年降水量少于100mm，農(nóng)業(yè)全靠灌溉，夏季雨量稍多一些。西北全年干旱型大陸日雨大陸上降雨主要發(fā)生在地面最熱、對流最盛地午后時間。大陸白天空增溫劇烈，上冷下暖，可產(chǎn)生局地對流雨，其它天氣系統(tǒng)午后移過本地時，雨勢能得到加強。海洋夜雨海洋上氣層白天相對穩(wěn)定，對流不發(fā)展，降雨較少；夜間，大氣中水汽和云層向太空輻射而有所冷卻，但海水降溫幅度微小，造成夜間氣層上冷下暖，對流比較發(fā)展，降雨較多。山頂、山脊地形性日雨白天熱對流旺盛，山頂山脊處地形性云雨較多。盆谷地地形性夜雨

拉薩河谷夜雨－日晴夜雨日落前，地面地輻射平衡已經(jīng)成為負值，地面開始冷卻，高處坡上近地層冷空氣因密度大沿坡下沉（山風(fēng)），逐漸抬升谷地地暖濕空氣，從而成云致雨。成云以后，云頂輻射冷卻，下沉冷空氣增強了河谷內(nèi)上升氣流。白天谷風(fēng)環(huán)流，抑制云雨。盆谷地地形性夜雨

四川盆地夜雨－日陰夜雨盆地多云，夜間云頂輻射冷卻比白天強烈，盆地內(nèi)暖濕空氣不穩(wěn)定性增強，造成降水。黃山旅游氣候黃山氣候特征山上的光明頂（1840m）年均氣溫7.8℃，最冷月－3.1℃,最熱月17.7℃;5月5日入春，持續(xù)159天，10月11日入冬，持續(xù)206天。玉屏樓海拔1680m，5月18日入春，9月26日入冬，春季131天，冬季234天?？梢姡S山山上長冬無夏，春秋相連。從半山寺開始，隨海拔高度降低，夏季逐漸增長，四季分明。春季是最佳旅游季節(jié)；黃山云霧如何形成？黃山是以自然景觀為特色的山岳旅游風(fēng)景區(qū),奇松、怪石、云海、溫泉素稱黃山“四絕”；黃山不僅是峰（72）之海,還是云之海；云海是黃山第一奇觀黃山云海分為五個海域：

（1）玉屏峰上觀南海；（2）清涼臺上觀北海；（3）白鵝嶺觀東海；（4）排云亭觀西海