大氣中的水分課件

大氣中的水分第一節(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。濕度參量水汽壓相對濕度露點溫度飽和差比濕混合比絕對濕度一、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。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（馬格奴斯半經驗公式）定義：飽和濕空氣中水汽的分壓強。影響因子：EET

溫度

T

E

蒸發(fā)面性質

E過冷卻水＞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

相對濕度（r）定義：空氣的實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

%100=Eer

露點溫度（Td

）定義：

對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到飽和狀態(tài)時的溫度。EeTTTdeE（T,e）反映空氣中水汽含量的多少，水汽含量

露點溫度Td

飽和差（d

）定義：同一溫度下飽和水汽壓與實際水汽壓之差。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）、絕對濕度（a）比濕：濕空氣中水汽的質量與濕空氣總質量的比值。混合比：濕空氣中水汽的質量與濕空氣中干空氣質量的比值。m水汽m干空氣S＝————比濕和混合比具有保守性絕對濕度（水汽密度）：單位體積濕空氣中水汽的質量。a＝———m水汽V未飽和e<ER<100%d>0T>Td飽和e=ER=100%D=0T=Td過飽和e>ER>100%D<0T<Td二、空氣濕度的時間變化

水汽壓的時間變化

日變化單波型（海洋型）

海洋、沿海地區(qū)、冬季大陸e時間日出前14時影響因子：蒸發(fā)強度雙波型（大陸型）

夏季內陸、沙漠地區(qū)e時間日出前14時10時22時影響因子：蒸發(fā)強度亂流強度

年變化e時間冬季夏季影響因子：蒸發(fā)強度

相對濕度的時間變化絕大多數(shù)地區(qū)：與氣溫的日變化反相時間r夜晝T

地面水分蒸發(fā)強度

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圍（晴朗穩(wěn)定的天氣條件下）與氣溫的日變化同相r時間夜晝海陸風（水陸風）晝：吹海風，潮濕夜：吹陸風，干燥

日變化

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)強度

e

T

E

并且E

比e

快因此T

r

同理T

r

r時間夏季冬季季風氣候區(qū)：與氣溫的年變化同相r夏季冬季時間夏季：夏季風，來自海洋，潮濕冬季：冬季風，來自內陸，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：單位時間從單位面積上蒸發(fā)掉的水的質量。

單位：g／cm2·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;1g／cm2·日＝1mm／日

道爾頓蒸發(fā)公式d＞0時，W＞0，蒸發(fā)過程d＝0時，W＝0，動態(tài)平衡d＜0時，W＜0，凝結過程

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：風速

W

蒸發(fā)面性質：W過冷卻水＞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散的過程。

土壤蒸發(fā)的三個階段

穩(wěn)高階段主要受氣象條件的影響。速降階段此階段蒸發(fā)速度決定于土壤含水量和土壤結構。穩(wěn)低階段影響土壤蒸發(fā)的主要是土壤因子。

影響因子土壤因子、氣象因子三、植物蒸騰

植物蒸騰植物通過其表面（主要是葉面氣孔）將體內的水分以氣態(tài)形式擴散到體外的過程，稱為植物蒸騰。

蒸騰系數(shù)蒸騰系數(shù)是指植物制造單位重量干物質所蒸騰的水量。

影響因子氣象因子、植物因子、土壤因子。四、農田蒸散

農田蒸散農田中，作物蒸騰與株間土壤蒸發(fā)的綜合過程稱農田蒸散。第三節(jié)凝結和大氣降水一、凝結條件

凝結發(fā)生的條件空氣達到飽和或過飽和狀態(tài)，并有凝結核存在。

空氣的飽和或過飽和

實現(xiàn)方式：增大水汽含量：e

e＞E

降低溫度：T

T＜Td

大氣中常見的降溫過程：③混合冷卻④絕熱冷卻①輻射冷卻②接觸冷卻

凝結核

定義：

在水汽凝結過程中起凝結核心作用的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的氣溶膠質粒。

分類：吸濕性凝結核非吸濕性凝結核二、凝結物

地面凝結物露、霜、霧凇、雨凇

露和霜：輻射冷卻的產物，形成在晴朗無風的夜間和清晨。露：貼地層空氣中的水汽在地面發(fā)生凝結而形成的小水滴。Td＞0℃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。Td＜0℃熱容量小、導熱率小、粗糙的地表易形成露和霜。

霧凇∨和雨凇∽霧?。焊街跇渲拔矬w迎風面上的白色的疏松的凝結物。分類晶狀霧?。ㄐ”В┝铎F?。ㄐ”＃┯贲。哼^冷卻雨滴落地后凍結而形成的光滑而透明的冰層。

近地層大氣中的凝結物霧：飄浮在近地層空氣中的小水滴和小冰晶。霧的分類：濃度輕霧（靄）＝能見度1～10km

霧≡

能見度＜1km組成冰霧：小冰晶水霧：小水滴成因輻射霧：輻射冷卻，晴朗微風和夜間和清晨。平流霧：接觸冷卻，冷暖空氣大規(guī)模運動時。平流輻射霧（混合霧）地形霧蒸發(fā)霧

自由大氣中的凝結物水汽凝結物懸浮在自由大氣中形成云。

定義：

分類：

發(fā)生學分類積狀云（對流云）層狀云波狀云成因

形態(tài)學分類（國際分類法）云底高度和外形特征

中國《地面氣象觀測規(guī)范》云族、云屬、云類、云目、衍生云、轉化云云族云屬學名簡寫低云1000M<H<2000M積云Cu積雨云Cb層積云Sc層云St雨層云Ns中云2000M<H<6000M高層云As高積云Ac高云H>6000M卷云Ci卷層云Cs卷積云Cc云族云屬云類學名簡寫學名簡寫低云積云Cu淡積云碎積云濃積云CuhumFeCucong積雨云Cb禿積雨云鬃積雨云

CbcalvCbcap層積云Sc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Sctra

ScopSccug

SccastSclent層云St層云碎層云StFs雨層云Ns雨層云碎雨云NsFn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云族云屬云類學名簡寫學名簡寫中云高層云As透光高層云蔽光高層云Astra

Asop高積云Ac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Actra

AcopAclentAccugAcflo

Accast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云族云屬云類學名簡寫學名簡寫高云卷云Ci毛卷云密卷云偽卷云鉤卷云

CifilCidensCinotCiunc卷層云Cs毛卷層云勻卷層云CsfilCsncbu卷積云Cc卷積云Cc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㈠、降水的形成充分的水汽供應和空氣的絕熱上升運動。云滴的增長凝結過程碰并過程亂流碰并重力碰并凝結增長擴散轉移水汽的擴散轉移過程：冷暖云滴之間：H2OE暖＞e＞E冷暖冷大小云滴之間：H2OE?。緀＞E大小大過冷卻水滴與冰晶之間：（冰晶效應）H2OE水＞e＞E冰水冰三、大氣降水㈡、降水的特征量降水：從天空降落到地面的固態(tài)或液態(tài)的水汽凝結物。

降水量和降水強度降水量：從大氣降落到地面的未經蒸發(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、年降水總量降水強度：單位時間內的降水量。單位：mm／10分鐘、mm／小時、mm／日

降水變率用于反映一個地區(qū)降水的變化情況（穩(wěn)定程度）。Ri

某地某年某時期的實際降水量R0

該地同期的多年平均降水量降水絕對變率（降水距平）＝Ri－R0降水平均絕對變率（降水平均距平）＝——————∑|Ri－R0|n降水相對變率＝————×100﹪Ri－R0R0降水平均相對變率＝————————×100﹪∑|Ri－R0|／nR0降水保證率某一界限降水量在某一段時間內出現(xiàn)的次數(shù)與該時段內降水總次數(shù)的百分比，叫做降水頻率降水量高于某一界限降水量的頻率的總和叫做大于該界限降水量的保證率㈢、降水的種類雨陣雨毛毛雨雪陣雪雨夾雪陣性雨夾雪霰米雪冰粒冰雹,

降水分類：降水性質連續(xù)性降水主要降自雨層云間歇性降水主要降自層積云和高層云陣性降水主要降自積雨云毛毛狀降水（毛毛雨）主要降自層云降水成因對流雨地形雨鋒面雨臺風雨雨和毛毛雨雪和冰針霰和米雪雨夾雪冰粒（凍雨）冰雹降水形態(tài)降水體雨雪霰霰米雪雹冰粒

降水強度（mm／24h）雪小雪＜2.5中雪2.5～5.0大雪＞5.0雨小雨0.1～10.0中雨10.1～25.0大雨25.1～50.0暴雨50.1～100.0大暴雨100.1～200.0特大暴雨＞200.0突發(fā)氣象災害預警（暴雨）黃色6小時50mm橙色3小時50mm紅色3小時100mm第四節(jié)水分與農業(yè)一、空氣濕度與作物

適宜的濕度條件在作物生長季節(jié)，通常以日平均相對濕度在70-80%左右為宜，高于90%或低于60%都是不利的，高于95%或低于40%更為有害。降水量與作物降水強度與作物二、降水與作物三、作物水分臨界期和關鍵期作物對水分供應要求最敏感的時期稱作物水分臨界期。作物對水分的需要與當?shù)亟邓茏钔怀龅臅r期。作物臨界期作物臨界期冬小麥春小麥水稻玉米馬鈴薯甜菜

孕