第五章大气中的水分分析.ppt

第五章 大气中的水分 水是植物生长发育中最重要的影响因子之一。 “有收无收在于水，收多收少在于肥”。 “风调雨顺，五谷丰登”。 “水是农业的命脉”。 第五章 大气中的水分 第一节 空气湿度 第二节 蒸发、蒸腾与蒸散 第三节 水汽凝结和凝结物 第四节 降水 第五节 水分条件与农业 第一节 空气湿度 一、空气湿度参量 二、空气湿度的变化 一、空气湿度参量 1、水汽压（e） 水汽压的单位： 帕斯卡（Pa） 百帕（hPa） 毫米汞柱（mmHg） 1hPa=3/4mmHg 1mmHg=4/3hPa 2、饱和水汽压（E） 饱和空气的水汽压称为饱和水汽压。 饱和空气 未饱和空气 过饱和空气 影响饱和水汽压的因素 温度 蒸发面性质 过冷水面与冰面； 纯净水面与溶液面 蒸发面形状（凸面、平面、凹面） 3、相对湿度（r） 空气中的实际水汽压（e）与同温下饱和水汽压（E）的百分比，称为相对湿度。 r=e/E×100% 当e=E时，r=100%，饱和状态 当eE时，r100%，不饱和状态 当eE时，r100%，过饱和状态 . 相对湿度小 干燥 相对湿度大 潮湿 相对湿度随气温的升高而下降；随气温降低而上升。 r=60～70% 人感觉最舒适 4、绝对湿度（a） 单位体积空气中所含有的水汽质量称为绝对湿度。 绝对湿度不能直接测量，可通过气温、水汽压间接求算： a=289e/T （e的单位用mmHg） 5、比湿（q） 在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气的总质量的比值，称为比湿。 某团空气体积发生变化时，比湿不变。 讨论空气绝热升降过程时，常用比湿来表示该空气团的湿度。 6、饱和差（d） 同温下的饱和水汽压和实际水汽压之差，称为饱和差。 d=E-e 显示水分的蒸发能力 气温↗→ d↗→蒸发强烈 气温↘→ d↘→蒸发缓慢 当E=e时，空气达到饱和状态，d=0，r=100%，蒸发停止。 7、露点温度（td） 在空气中水汽含量和大气压一定的条件下，通过气温降低而使空气达到饱和时的温度称为露点温度，简称露点。 e愈大→td愈高 e愈小→td愈低 8、露点温度差（t-td） 露点温度差（t-td）——气温与露点温度的差值。 判断空气中水汽含量距离饱和的程度： t-td 越大，水汽含量越少，空气越干燥； t-td 越小，水汽含量越多，空气越潮湿； t-td =0，空气处于饱和状态。 二、空气湿度的变化 （一）水汽压的变化1、水汽压日变化 . 单峰型 水汽压最高值出现在午后14～15时；最低值出现在日出前。 单峰型多发生于温度变化不大、水源充足的海洋、海岸、潮湿的大陆和寒冷季节。 双峰型 8～9时 次高值 15～16时 次低值 20～21时 最高值 清晨日出前 最低值 双峰型日变化多发生在大陆上乱流作用强的夏季 2、水汽压年变化 陆地上： 最高值 7月，最低值 1月 海洋上： 最高值 8月，最低值 2月 （二）相对湿度的变化 相对湿度的日变化 相对湿度的年变化 相对湿度的日变化 在大陆上 最高值出现在气温最低的日出前后 最低值出现在气温最高的14～15时 在滨海地区 白天（特别是午后）海风吹向陆地，将大量的水汽带到陆地，使相对湿度增大； 夜间，陆风吹向海洋，阻止海上湿空气进入陆地，因此相对湿度降低。 空气相对湿度与气温日变化的关系 . 相对湿度的年变化 夏季最小，冬季最大 季风盛行地区：夏季最大 冬季最小。 由于夏季由海洋吹来潮湿的夏季风，冬季由大陆吹来干燥的冬季风。 季风——由于海、陆之间的热力差异，产生的以年为周期的在大陆和海洋之间大范围地区盛行的随季节而改变的风。 第二节 蒸发、蒸腾与蒸散 蒸发速率——单位时间内从单位面积上蒸发的水汽量。单位：g/cm2.d。 日蒸发量——一日内因蒸发而损失的水层厚度。单位：mm/d。 水面蒸发 水面蒸发过程的物理本质： 在水体表面，一些运动速度快、具有较大动能的水分子能够克服周围水分子的吸引力而逸出水面变成水汽分子； 空气中的水汽分子之间在运动中不断发生碰撞，方向不断地改变，加之受水面水分子的吸引力，必然有一些水汽分子落回水中。 当逸出水面的水分子数大于落回水面的水分子数时，说明有一部分水分子变成水汽。 影响水面蒸发的因素 道尔顿（Dalton）蒸发定律： W=A’·（E-e）/P W——蒸发速率 A’——与风速有关的系数 E-e——饱和差 P——大气压 温度 饱和差 风速 气压 蒸发面性质和形状 土壤蒸发 土壤蒸发过程 水沿着土壤毛细管上升到土壤表面蒸发 →蒸发速度快 水分在土壤中蒸发后通过土壤孔隙扩散出土壤表面 →蒸发速度慢 土壤蒸发速度由快变慢，可分