精品课程《气象学》课件ch4大气中的水分.ppt

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1、地表最多的物质是什么？,最平常又最奇特的物质是什么？,自然状态下能三态并存的物质是什么？,生命活动最离不开的物质是什么？,气象变化中最重要的因素是什么？,上善若水,智者乐水,宇宙中最伟大的物质,超级明星,第四章 大气中的水分,本章内容,空气湿度,蒸发和蒸散,凝结和凝结物,云和降水,Bg Meaning?,一、大气湿度,大气湿度,湿度表示方法,湿度和温度的关系,绝对湿度,相对湿度,露点,饱和差,水气密度,水气压,绝对湿度与温度,相对湿度与温度,空气湿度：空气中水气含量的多少。是最重要的环境因素之一。气象变化的主角影响植物的蒸腾、进而影响水分、养分的吸收，影响生长发育。是病虫害发生、发展的重要条件

2、之一。与人类健康和舒适度也很有关系等。,水气密度（A，克/米3),大气中所含水气的绝对量。,水气压（e，百帕hpa),大气中水气分子产生的分压,标准状态下，海平面气压为1000 hpa时，氧气产生的分压为210 hpa,氮气780 hpa,水气10 hpa。大气中的水气压多在40 hpa以下。水气越多，产生的水气压越大。,在正常情况下，A与e数值上相近，但e的测定很容易，故多用e表示。,绝对湿度,相对湿度,实际水气含量与饱和水气含量的百分比,相对湿度RH=e/E100%,实际水气压e,饱和水气压E,饱和水气压E,空气中的水气达到饱和时，水气产生的压强,E=610.78e17.269t/(237

3、.3+t)(pa),温度,多余的水气分子就会凝结为露空气的含水量有一定限度,E与沸点 当E与大气压相等时即沸腾,随海拔升高，气压降低，沸点也降低,例：海拔3000米(700hpa)、5500米(500hpa)的沸点是多少？,E=610.78e17.269t/(237.3+t),50000=610.78e17.269t/(237.3+t),t81,89.6,饱和差d d=E-e也可用来表示湿度，饱和差d越小，相对湿度越大，反之则越大,空气饱和水气压水面饱和水气压冰面饱和水气压,露点(dew point)：气压不变，降温至水气饱和时的温度。低于0时称为霜点。露点高时，水气量多，反之则少。露点与夜间

4、最低度有关：温度降至露点时，水气凝结 放出大量潜热，缓冲温度进一步降低，因而可用于预测最低度。温度露点差 温度与露点之差越大，相对湿度越小，反之越大。,湿度与温度的关系,相对湿度与温度水气数量一定时，温度越高，饱和水气压越大，相对湿度则越小，相反，温度越低，饱和水气压越小，相对湿度则越大。凝结现象出现在温度较低的傍晚、夜间、清晨。空气中的绝对含水量比较稳定，而温度易变,绝对湿度与温度温度越低，饱和水气压越小，所含水气的绝对量越少，故极地的冷空气如-40时，几乎没有水气，南下温度升高时，相对湿度也非常小。冬季空气中的水气量少（绝对湿度小），室内温度高时，相对湿度会很小，因而室内植物需要多浇水。,

5、二、水分的蒸发,水面蒸发,土壤水分的蒸发,水面蒸发,水面,道尔顿定律：,空气,饱和水气层E,空气湿度e,W=A(Ee)/P W:蒸发速率 A：比例系数 P：大气压,水温越高，E越大空气越干燥，e越小,Ee越大,风越大，水气分子越易扩散,水中盐分浓度越大，蒸发越慢,蒸发与蒸发面关系：,凸面蒸发平面凹面,海水蒸发淡水,海水表面E淡水,凸面E平面凹面,O,O,O,分子引力半径理论：,水分子要蒸发出来，需克服分子引力半径范围内的分子引力。,受到引力小 E大,受到引力大 E小,水滴越小越凸越易蒸发,水滴越大趋平蒸发慢,大小水滴共存则小的越小大的越大,同样的湿度，对小水滴可能不饱和，大的饱和,冰面E水面

6、冰晶、水滴共存时，水滴会减小，冰晶增大,冷暖云滴共存时，冷的增大，暧的减小,冰面蒸发水面,土壤水分的蒸发,快速蒸发,慢速蒸发,土壤水分充足，水沿毛细管上升到土壤表面后进行蒸发，受气象因素影响。,土壤水分不足，表土变干，蒸发是在土壤中进行，水汽通过土壤的孔隙扩散出去。与孔隙度大小等有关。,因为水汽在土壤中的扩散比在大气中慢得多，所以水汽通过第二种过程进行蒸发的速度，比第一种过程要小得多。,土壤质地对土壤蒸发的影响,紧密土壤毛管丰富，利于第一过程进行。蒸发速度比疏松土壤大。疏松土壤有利于第二种过程的进行，蒸发速度比紧密土壤大。,防止土壤中水分的蒸发相关措施首先应该耙松土壤表层，切断毛管，使土壤水分

7、蒸发，由第一种过程转变为第二种过程，来削弱蒸发速度；但是当土壤耙松之后，又对第二种过程的进行提供了有利的条件。因此，这时为了防止土壤水分蒸发，须在耙松之后再加以镇压，把耙松土层的上层压紧，减小土壤上层的孔隙度，以限制第二种过程的顺利进行。这样既削弱了第一过程，又削弱了第二过程；就可以有效的防止土壤水分的蒸发。此外，切影响土壤的水分和热状况的因素，如土壤质地、色泽、斜坡的方位及倾斜度，以及植物覆盖、地膜覆盖等，都能有力地影响土壤蒸发情况。,宁夏石头瓜,三、水气凝结,水汽凝结的条件,地面上的凝结物,近地气层中的凝结物雾,高层大气中的凝结物 云,露,霜,水气达到饱和,有凝结核,地面上的凝结物,露、霜

8、形成的条件,晚间天空睛朗,无风或微风,导热率小的疏松土壤表面,低洼的地方,植物的枝叶面上,when the dew is on the grass,rain will never come to pass.when grass is dry at morning light,look for rain before the night!,霜重见晴天严霜见毒日雾兆晴天,有关影响,露形成时要释出潜热，所以有多量的露时，常使温度下降和缓，不致发生霜冻。为植物提供水分，干热天气里，露有利于植物的复苏，在干旱地区，露是重要的水分来源。作物由于结露而潮湿，病菌易于繁殖，引起病害的发生。水果面上沾有大量露珠

9、，则常使果面产生锈斑，损坏水果品质。,近地气层中的凝结物：雾,雾温度降到露点以下，空气中的水汽凝结成小水滴或凝华为冰晶，弥漫空气中成乳白色幕状，能见度不到1千米的现象。1-10公里为轻雾。水气与水汽,雾里看花,辐射雾是当地面和空气由于辐射冷却而形成的。通常发生于晴朗微风潮湿的夜里。太阳出来以后，它就逐渐消散。在低洼的地方(谷地、河岸洼地及盆地等)，雾的发生比较频繁。因为这些地方比较湿润而夜间又比较冷最强烈的辐射雾一般是发生于春天或秋天。,平流雾是在暖湿的空气流到冷地面上时形成的。各个时刻都可以形成，并且在风速相当大的时候也能存在。,蒸汽雾,上坡雾,雾对作物的影响,遮蔽太阳,影响作物体同化过程,

10、有利于病原菌的繁殖,使农作物徒长，体质虚弱极易受病虫之侵害,在干旱的地区和季节，雾露是植物的唯一水源,雾对交通、航空、航海等都有很大影响,雾中取水空气中取水,四、云和降水,云的形成、分类,降水的形成、降水量、降水强度,人工降水,云是自由大气中的凝结物,主要因空气的上升运动绝热冷却而形成,按高度分类,高云（5000米以上）：冰晶,中云（2000-5000米）：冰晶、过冷水滴、水滴,低云（2000米以下）：水滴,按成因分类,积云类：淡积云、浓积云、积雨云,层云类（锋面云系）,层积云（波状云）,积云,因热力对流而形成能形成什么云?要决定于对流高度。如对流高度低于凝结高度，则不能形成云。对流高度稍高于

11、凝结高度，能形成淡积云 对流高度超过了凝结高度，但还没有达到冰核高度时，则形成浓积云。对流高度超过冰核高度肘，则形成的云为积雨云。,层云：,又称锋面云系，是暖空气沿冷空气斜面滑升时形成的。,层积云（波状云）:,空气层中发生波动时形成的。因此，又称它为波动云。,除上升运动的绝热冷却过程形成各类云外，常因辐射冷却形成层状云。,降水的形成,充分的水汽供应和空气的绝热上升运动。,水汽的扩散转移过程：,冷暖云滴之间：,大小云滴之间：,过冷却水滴与冰晶之间：（冰晶效应）,降水的种类,降水分类：,降水强度（mm24h）,人工降水,意义防火救灾等。原理用致冷剂如干冰（固体CO2)，迅速降温，使空气中的水气凝结出来。增加凝结核如碘化银等。,1名词解释：水气压、饱和水气压、相对湿度、绝对湿度、露点、辐射霜、平流霜、辐射雾、平流雾 2湿度和温度的关系？3为何晴朗、微风或无风的夜间有利于凝结现象发生？4露、雾、霜对农业有什么影响？5 气温20的饱和湿空气，温度上升至30时，相对湿度为多少？6 某天气温为32，相对湿度60%，计算绝对湿度和露点。,end,