农业气象学经典课件——水分

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1、第四章水分大气湿度蒸发与蒸腾水汽凝结与大气降水§4.1大气湿度一、水的相变气态------------------------------液态气态------------------------------固态液态------------------------------固态1、水相变化的物理过程A单位时间内，跑出水面的水分子个数的多少与什么有关？（温度）B单位时间内，落回水中的水分子个数的多少与什么有关？（水汽分子浓度）2、水相变化中的潜热A在蒸发过程中为什么要吸收热量？B在凝结过程中为什么会向外释放热量？C在作物生长季节(t=

2、15-28℃)，蒸发潜热L=2450J/g二、空气湿度的几种表示方法表示空气中水汽含量多少或潮湿程度的物理量称为空气湿度。大气的湿度状况是决定云、雾、降水等天气现象的重要因素。1.绝对湿度单位体积空气中所含水汽质量，称为绝对湿度，又称为水汽密度，单位g/m32.水汽压e大气中由水汽所产生的分压力叫水汽压，单位与气压一样是hpa，水汽压又分成饱和(saturation)水汽压es，空气实际(actual)水汽压ea.在温度一定条件下，单位体积空气中所能容纳的水汽数量是一定的。如果水汽含量已达到这个限量，空气就成饱和状态。此时的空气称为

3、饱和空气，饱和空气的水汽压称为饱和水汽压。饱和水汽压es是温度的函数：t单位一定用℃，es单位是pa，不是hpa。3.饱和差ddifferenced=es－ea(pa)4.相对湿度RHRelativeHumidity空气中实际水汽压ea与此空气温度下的饱和水汽压之百分比。5.露点温度td：dewtemperature当空气中水汽含量不变、大气压力也无大变化时，降温使水汽达到饱和的那点温度叫露点温度。当大气压力一定时，td高低只与空气中水汽含量有关。水汽含量越多，td就越高。达到饱和时td=ta。所以td也是反映空气中水汽实际含量的物

4、理量。6.湿球温度tWwettemperature在气象站百叶箱中一个用白纱布裹在温度表下端水银球上测量空气温度的温度表叫湿球温度表，其下面放一个小水槽，白纱布浸于水中。如果ta=tW，说明空气已达到饱和。所以通过干、湿球温度表可测算出空气中的实际水汽含量。ea=esw－γ(ta－tW)ea—空气实际水汽压，esw—湿球温度下的饱和水汽压，γ—湿度常数，即℃→pa换算单位，一般在15～28℃作物生长季节中的平均气温，取66pa/℃。例1：观测员观测到气象站百叶箱中Ta=30℃,TW=20℃,求此时（1）空气实际水汽压，（2）空气的

5、相对湿度(3)饱和差d=？解：ea=esw－γ(ta－tw)=2337.30－66(30－20)=1677pa，RH=ea/es=ea/esa=1677/4241.8=40%，d=esa—ea=2564.8pa已知（1）RH,ta(2)ta,tW(3)ta,td或(4)tw,td，求RH？分析P137,图5.21的焚风现象：解：ta=20℃,td=15℃,RH1=ea/eas=73%，求：RH2=？或RH1—RH2=?(1)沿干绝热线上升（2）按湿绝热上升（3）山顶饱和水汽压（4）按干绝热下降，(5)山脚气温的饱和水汽压？（6）山脚

6、相对湿度是多少？（7）空气相对湿度减少了多少？RH2=731/4889=15%RH1－RH2=73%－15%=58%三、空气湿度的时空变化1、空气湿度的空间变化P92水汽压随高度减小的关系，一般可用下式表示：ea=ea0·10－Z/β2、空气湿度的时间变化1）水汽压的日变化：单峰型，双峰型2）水汽压的年变化：与温度高低一致：7、8月高，1、2月低。§4.2蒸发和蒸腾一蒸发在一定温度下，由液态或固态水转为水汽的过程称为蒸发。蒸发过程的发生取决于实际水汽压与饱和水汽压两者的对比关系。当e＜E(未饱和）时，出现蒸发；e＞E（过饱和）时，蒸

7、发停止并出现凝结；e=E（饱和）时，进入水中的水分子数和逸出水面的水分子数相等，处于动态平衡状态。由蒸发消耗的水量称为蒸发量，它以蒸发失去的水层厚度毫米（㎜）表示。蒸发（腾）单位：蒸发（腾）率E=g/m2.Smm/m2.S(或mm/时）问：1mm/m2.S=?g/m2.S影响蒸发速度快慢的因素主要有以下几种：水面蒸发：1.水源，2.热源，3.饱和差，4.风速与湍流扩散，5.溶质浓度土壤表面的蒸发：1、蒸发面温度：蒸发面温度愈高、蒸发速度愈快，相反蒸发速度愈慢。2、蒸发面性质：在相同的温度下，冰面的饱和水汽压小于水面的饱和水汽压；溶液

8、面的饱和水汽压小于纯水面的饱和水汽压。3、空气湿度和风：空气湿度大，饱和差小蒸发速度慢；相反空气湿度小时，饱和差大蒸发速度快。有风时蒸发快；无风时蒸发慢。蒸发变化与气温变化相同蒸发量的空间分布，因气温高低、海陆分布、水汽含量多少等而发