大气和气候－第二节.pptVIP

第二节 大气水分和降水 大气从海洋、湖泊、河流及潮湿土壤的蒸发中或植物的蒸腾中获得水分。 水分进入大气后，由于它本身的分子扩散和空气的运动传递而散布于大气之中。在一定条件下水汽发生凝结，形成云、雾等天气现象，并以雨、雪等降水形式重新回到地面。 地球上的水分就是通过蒸发、凝结和降水等过程循环不已。因此，地球上水分循环过程对地—气系统的热量平衡和天气变化起非常重要的作用。大气中的水分状况是决定云、雾、降水等天气现象的重要因素。 一、大气湿度 （一）湿度的概念及其表示方法 表示大气水汽含量多少的物理量。 1、水汽压(vapor pressure)和饱和水汽压：水汽压随高度迅速下降，下降速度比气压要快。 大气压力是大气中各种气体压力的总和。水汽和其它气体一样，也有压力.大气中的水汽所产生的那部分压力称水汽压(e)。它的单位和气压一样，也用hPa表示。 在温度一定情况下，单位体积空气中的水汽量有一定限度，如果水汽含量达到此限度，空气就呈饱和状态，这时的空气，称饱和空气。饱和空气的水汽压(E)称饱和水汽压，也叫最大水汽压。超过这个限度，水汽就开始凝结。 2、绝对湿度和相对湿度 绝对湿度(absolute humidity) ：指单位体积空气中含有的水汽质量，也即空气的水汽密度。对湿度不能直接测得，需要通过其他量间接测得。 相对湿度(relative humidity) ：空气中实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值，f=(e/E)*100% 相对湿度接近100％时，表明当时空气接近于饱和。当水汽压不变时，气温升高，饱和水汽压增大，相对湿度会减小。 3.露点温度 在空气中水汽含量不变，气压一定的条件下，使空气冷却达到饱和时的温度，称露点温度，简称露点(Td)。单位与气温相同。在气压一定时，露点的高低只与空气中的水汽含量有关，水汽含虽愈多，露点越高，所以露点也是反映空气中水汽含量的物理量。 在实际大气中，空气经常处于未饱和状态，露点温度常比气温低(Td＜T)，因此，根据其差值(温度露点差)，可以大致判断空气距离饱和的程度。 上述各种表示湿度的物理量中，水汽压、绝对湿度、露点基本上表示空气中水汽含量的多寡；而相对湿度、饱和差则表示空气距离饱和的程度。 （二）湿度的变化与分布 1、相对湿度的日变化－与气温日变化相反 （二）湿度的变化与分布 2、相对湿度的年变化 因为相对湿度与水汽压和温度都有关系，年变化情况比较复杂。一般情况下，相对湿度夏季最小，冬季最大。但是在季风气候地区，冬季风来自大陆，水汽特别少，夏季风来自海洋，高温而潮湿，所以相对湿度以冬季最小，而夏季最大。 （二）湿度的变化与分布 3、湿度的地理分布相对湿度分布随距海远近与纬度高低而不同。我国东南沿海相对湿度年平均值为80％，内蒙40％。 赤道带全年高温，水汽来源充沛，80％以上； 副热带，尤其是大陆内部，下沉气流占优势，水汽来源极少－50％； 高纬地带，全年低温相对湿度达到80％。 二、蒸发和凝结 （一）、判断蒸发的依据 蒸发：水分从水面、土壤和植物表面逸入空气中的物理过程，即为蒸发。 蒸发面上出现蒸发（升华）还是凝结（凝华）决定于实际水汽压（ e ）和饱和水汽压（ E ）的关系。假设N为单位时间内跑出水面的水分子数，n为单位时间内落回水中的水汽分子数，则， （二）凝结和凝结条件—— 2、凝结核： 两个作用：1）对水汽的吸附作用，2）让形成的滴粒比单纯由水分子聚集而成的滴粒大得多，使之处于潮湿环境，利于水汽凝结。 三、水汽的凝结现象 (一）、地表面的凝结现象 1、霜与露 傍晚或夜间，地面或地物由于辐射冷却，使贴近地表面的空气层也随之降温，当其温度降到露点以下，即空气中水汽含量过饱和时，在地面或地物的表面就会有水汽的凝结。如果此时的露点温度在0℃以上，在地面或地物上就出现微小的水滴，称为露。如果露点温度在0℃以下，则水汽直接在地面或地物上凝华成白色的冰晶，称为霜。有时已生成的露，由于温度降至0℃以下，冻结成冰珠，称为冻露，实际上也归入霜的一类。 2、雾凇和雨凇 雾淞是一种白色固体凝结物，由过冷雾滴附着于地面物体或树枝迅速冻结而成。 雨凇是形成在地面或地物迎风面上的透明的或毛玻璃状的紧密冰层。它主要是过冷却雨滴降到温度低于o℃的地面或地物上冻结而成的. 2、大气中的凝结现象 1、雾(fog) 雾是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能见度小于1km的物理现象。如果能见度在l一10km范围内，则称为轻雾。 C. 上坡雾: 湿空气沿山坡上升绝热冷却而形成的雾。主要出现在我国高原地区的迎风山坡。 D. 蒸汽雾: 秋季，河湖水温一般高于气温，水汽不断从水面蒸发出来，此时如果空气的湿度达到