第四章大气中的水分

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1、第一节水分循环和相变第四章大气中的水分地球系统水分的无止境的循环称为水分循环一、水分循环第四章第一节二、水分相变第四章第一节水的气态（水汽）、液态（水）和固态（冰），称为水的三相所谓临界温度，是各种气体都具有的一个温度值，在这个温度之上无论加多大压力进行等温压缩，都不能使气体液化，这个温度称为临界温度。在临界温度时，使气体液化的最小压力称为临界压力。水汽的临界温度为374℃，临界压力为217.5个大气压。（一）相变第四章第一节相态转化以温度和压力为条件，以分子力和热运动的对立为依据，压力和温度是通过改变物质之间的引力位

2、势和斥力位势来实现相态转化的。当引力位势>斥力位势时，气态向固态（液态）转化；当引力位势<斥力位势时，固态（液态）向气态转化。二、水分相变第四章第一节水相变化的物理过程第四章第一节水分相变的判据理论判据：N＞n时，蒸发（未饱和）N＜n时，凝结过程（过饱和）N=n时，动态平衡（饱和）其中：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面的水分子数。实际判据：用饱和水汽压与水汽压的关系来判断。E＞e时，蒸发（未饱和）E＜e时，凝结过程（过饱和）E=e时，动态平衡（饱和）第四章第一节1、潜热在相态变化之中，供给物质的

3、热量并非用于物质的温度变化。外界所给的热量被用于瓦解冰的内部晶体结构，使它融化。在此过程中，由于热能不产生温度变化，所以称它为潜（隐藏的意思）热。2、蒸发从液态到气态的转化过程叫蒸发。1㎏水转化为水汽所需要的热量，也就是蒸发潜热第四章第一节3、凝结是指水汽转变成液态水的过程。在此过程中，平均动能大的分子回到液面中，液体平均动能增加，温度升高，向外界释放能量。这部分能量叫凝结潜热，其数值等于同温度下的蒸发潜热。4、融解和冻结融解是固态转变为液态的过程，冻结是与融解相反的过程。融解（冻结）潜热为3.34×105J/㎏。5、

4、升华和凝华升华是指水由固态直接转化为气态（不通过液态）的过程。凝华用来表示和升华相反的过程，即水汽直接转化为固态的过程。第四章第一节第四章第一节第四章第一节（二）相态平衡蒸发线融解线升华线第四章第一节第二节饱和水汽压第四章大气中的水分一、饱和水汽压与蒸发面温度的关系克拉柏龙—克劳修斯方程第四章第二节第四章第二节实验值与计算值略有不同，为什么？随着温度的升高，饱和水汽压按指数规律迅速增大。第四章第二节二、饱和水汽压与蒸发面性质的关系1、冰面和过冷却水面的饱和水汽压在温度低于0℃时仍然以液态水的形态存在，不以冰的状态存在的

5、水称为过冷却水。第四章第二节冰面的饱和水汽压马格努斯经验公式公式中α、β为经验常数，对于冰面来说，这两个值分别为9.5和265.5；对于水面，这两个常数分别为7.63和241.9。第四章第二节在相同温度条件下，冰面上的饱和水汽压总是要小于过冷却水面的饱和水汽压。第四章第二节二、饱和水汽压与蒸发面性质的关系2、溶液面的饱和水汽压3、饱和水汽压和蒸发面形状的关系和纯水面相比，溶液面的饱和水汽压小于纯水面的饱和水汽压。第四章第二节温度相同时，凸面的饱和水汽压最大，平面次之，凹面最小。而且凸面的曲率愈大，饱和水汽压愈大；凹面的

6、曲率愈大，饱和水汽压愈小。第四章第二节第三节云和降水的分类和生成条件第四章第三节第四章大气中的水分一、云和降水的分类云族出现高度/㎞云属极地温带热带高云3～45～136～18中云2～42～72～18低云地面～2直展云（一）云的分类云的国际分类卷云Ci卷积云Cc卷层云（Cs）高积云(Ac)高层云(As)层积云（Sc）雨层云（Ns）层云（St）积云（Cu）积雨云（Cb）第四章第三节云的国内分类第四章第三节（二）雨的分类从云中降落到地面的液态或固态水，称为降水。雨滴谱：不同半径的云滴的浓度按半径大小的分布数密度：单位体积云体

7、内含有云滴的浓度根据降水持续的时间和强度把降水分为三类：1、毛毛雨：由大量的小雨滴和少量的小雪花组成，雨滴半径在0.05～0.25㎜之间。降水强度不超过0.25毫米/小时。雨滴谱较窄，数密度很大。主要形成于稳定气团的内部，由层云和层积云中降落下来。第四章第三节（二）雨的分类2、连续性降水：多由0.3～2.0毫米中等大小的雨滴或雪花组成。降水强度为4～40㎜/小时，雨量中等。雨滴的滴谱较宽一点，数密度较均匀，有连续的性质。连续性降水经常与暖锋或静止锋相联系，多半由高层云或雨层云中降落下来。3、阵性降水：特点是强度很大，每

8、小时可达200～300㎜，持续时间短，局地性很强。雨滴半径较大，一般在1.5～3.5㎜，雨滴谱较宽，数密度最小。一般形成于不稳定气团内部和强冷锋云系，从积雨云中降落下来。等级微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨降水量/（㎜·24h－）<0.10.1～1010～2525～5050～100100～200>200第四章第三节二、云雾生成的