大气水分和降水课件.ppt

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1、第二节大气水分和降水一、大气湿度（一）湿度的表示方法1、水汽压（e）：指大气中水汽所产生的那部分压力,单位是hPa。空气中水汽含量越多，水汽压越大。地面水汽压由赤道向两极减小。水汽压随高度的变化而变化。（公式）2、饱和水汽压(E)：温度一定时，单位体积空气容纳的水汽量有一定的限度，达到这个限度，空气呈饱和状态，称为饱和空气，饱和空气的水汽压，称为饱和水汽压。超过这个限度，水汽就开始凝结。饱和水汽压随温度升高而增大，随温度降低而减小。饱和水汽压与相对湿度3、绝对湿度：单位容积空气所含的水汽质量，称为绝对湿度或水汽密度，用a表示，其单位

2、为g／m3或g／cm3。空气中水汽含量越多，绝对湿度就越大。由于水汽含量难以直接测量，但可间接算出。它与水汽压有关系：a＝289e/T(g/m3)式中，e为水汽压（mm）；T为绝对温度。4、相对湿度：指空气中实际水汽压与同温度下的饱和水汽压之比的百分数，用f表示，即：f＝e／E×100％——相对湿度大小直接反映空气距离饱和的程度，当e一定时，温度降低则相对湿度增大，温度升高则相对湿度减小。饱和差与露点5、饱和差：指在一定温度下，饱和水汽压与空气中实际水汽压之差，用d表示。d＝E－e，单位与水汽压相同。饱和差越大，说明空气中水汽含量越

3、少。6、露点温度：指空气中水汽含量不变，气压保持一定时，气温下降到使空气达到饱和时的温度。用Td表示。在饱和空气中，T－Td＝0；而在未饱和空气中，则T－Td＝＞0。T－Td差值越大，相对湿度越小，反之相对湿度越大。气温降到露点，是水汽凝结的必要条件。相对湿度的测定（二）湿度的变化与分布1、日变化：相对湿度能直接反映空气距饱和的程度和大汽中水汽的相对含量，在气候资料分析中应用很广。相对湿度的日变化主要取决于气温。气温高相对湿度小，气温低相对湿度大。因为气温增高时，饱和水汽压增大比水汽压增大要快得多，气温降低时相反。因此，相对湿度最高

4、值出现在清晨气温最低时，最低值出现在午后气温最高时。2、年变化：相对湿度的年变化，一般是冬季最大，夏季最小。但季风气候区相反，夏季大冬季小，因为夏季风来自海洋，而冬季风来自大陆。3、湿度的空间分布相对湿度的空间分布特征取决于纬度和海陆分布状况。赤道地带终年高温多雨，而高纬度地带则全年低温，所以相对湿度都较高≥80％。副热带区域，相对湿度较低，约50％。通常，相对湿度大陆小海洋大。在大陆，距离海洋越近，相对湿度越大；距离海洋越远，相对湿度越小。二、蒸发和凝结1、水相变化与潜热交换：蒸发——由水变成水汽；凝结——由水汽变成水；冻结——由

5、水变成冰；融解——由冰变成水；凝华——由水汽直接变成冰；升华——由冰直接变成水汽。◆水的相变过程伴随着能量转化和交换，这种能量称为潜热（能）。潜热交换◆由水的相变导致的热量吸收和释放过程，称为潜热交换（过程）。蒸发、融解、升华——吸收潜热；凝结、冻结、凝华——释放潜热。例如：常温下，水的蒸发潜热为L＝2497J，即蒸发1g水需要消耗2497J的热量；与此相反，1g水冻结成冰则可释放出334.7J热量。2、蒸发及其影响因素当e＜E时，出现蒸发；当e＞E时，则出现凝结。通常饱和水汽压变化更迅速和明显，因此，饱和水汽压在蒸发和凝结的相互转

6、化过程中起主要作用。◆蒸发量：因蒸发而消耗的水量，以水层厚度mm表示。蒸发1mm厚的水，相当于1m2面积上蒸发1000g的水量。◆蒸发速率：单位时间从单位面积上蒸发出来的水分质量，单位为g／cm2·s。——蒸发受气象因子和地理环境影响。蒸发面温度越高，蒸发越快、蒸发量越大。蒸发量变化与气温变化基本一致，即每天午后最大日出前最小；夏季大冬季小；海洋大、大陆小。蒸发皿3、凝结及其条件——空气中水的凝结必须具备两个条件：◆空气要达到饱和或过饱和状态；◆要有凝结核。——空气达到饱和或过饱和的途径：◆增加空气水汽含量◆降低气温，大气中水的凝结

7、主要由于空气冷却而产生（绝热冷却：云、雨产生的主要方式；辐射冷却和平流冷却：雾、露、霜等产生的主要方式）。▲凝结核——指具有吸湿性、可作为水汽凝结核心的微粒。作用：对水汽的吸附作用；形成大的滴粒，利于水汽继续凝结其含量随高度递减；陆地多海洋少；城市多乡村少，工业区最多。三、水汽凝结现象三、水汽凝结现象1、地面凝结现象（露和霜）——当近地面层空气冷却至露点温度以下时，水汽会凝结在地面或地面物体上。◆露：如果露点温度高于0℃，水汽凝结为液态，称为露；◆霜：如果露点温度低于0℃，水汽凝结为固态，称为霜；◆霜冻：是指温度下降到足以引起农作物

8、受害或死亡的低温。★露和霜的形成条件：近地面层空气湿度要大；有利于辐射冷却的天气条件；地面或地物热传导不良。◆霜期初霜日：入冬后第一个霜日终霜日：最末一个霜日霜期：初霜日至终霜日持续时间称为霜期无霜期：终霜日到初霜日的持续时间称为无霜