5_农业气象学_水分

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1、第四章水分大气中的水份是大气组成成分中最富于变化的部分。空气湿度的表示方法和变化规律水面蒸发、农田蒸散及变化规律成云致雨的条件和降水特征、水分利用率1.水相变化的物理过程2.水相变化中的蒸发潜热L=2500-2.4t<2450J/g>L:蒸发潜热<单位：J/g>冰的升华->融解潜热(334J/g)+蒸发潜热冰的升华潜热=2500+334=2834J/g一、水的相变第一节大气湿度1.绝对湿度(水汽密度)ρw(Watervapordensity)单位体积空气中所含的水汽质量，称为绝对湿度(水汽密度)。单位：kg/m3二、空气湿度的表示方法比湿：单位质量湿空气中所含的水汽质量。(用q

2、表示；单位为g·g-1或kg·kg-1)空气密度：单位体积空气中所含的干空气和水汽质量之和。(用ρa表示；单位为kg·m-3)2.水汽压e(Watervaporpressure)空气中的水汽所产生的分压力叫水汽压。单位：Pa实际水汽压(ea,actualvaporpressure):未饱和空气的水汽压称实际水汽压，用ea表示。饱和水汽压(es,saturationvaporpressure)：空气中水汽达到饱和状态时的水汽压称为饱和水汽压。饱和水汽压(es,saturationvaporpressure)：空气中水汽达到饱和状态时的水汽压称为饱和水汽压。(es)实际水汽压ea的

3、计算利用干湿球温度计测定干湿球温度差来计算实际水汽压。当空气未达到饱和时,湿球表面的水分就不断地蒸发,湿球温度蒸发耗热降温。当蒸发所消耗的热量与周围空气中获得的热量相平衡时,湿球温度不再下降。通风干湿表蒸发所消耗的热量ρ(ta),ρ(tw)：干湿球温度下的绝对湿度,kg/m3L:蒸发潜热，J/gesw:、ea干湿球温度下的饱和水汽压，hPaρa:空气密度，从周围空气中获得的热量Cp：空气质量热容，J/g·℃3.相对湿度RH(Relativehumidity)空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽压的比值。例题：某日在农田植被上方，用干湿球温度表测到干球温度td=20℃,湿球温度tw

4、=17℃,求此时农田植被上方空气的相对湿度？4.饱和差d(Saturationdeficit)在一定温度下，饱和水汽压与实际水汽压的差值称为饱和差。饱和差的大小空气中水汽距离饱和的差值。5.露点温度td(Dew-pointtemperature)当空气中水汽含量一定时，在压力不变的情况下，降低温度，使空气达到饱和时的温度，称为露点温度。例题：已知北京某年初夏ta=30℃,露点温度td=15℃,求此时空气的相对湿度？1.空气湿度的空间变化(垂直变化)大气中的水汽，随高度的增加，迅速减少。三、空气湿度的时空变化2.空气湿度的时间变化（1）水汽压的日、年变化水汽压的日变化影响近地面

5、空气中水汽含量随时间变化的主要因素是蒸发强度和乱流强度。单峰型当温度升高时，蒸发作用增强，但，如果乱流作用不旺盛，蒸发的水多停留在低空。最高值:14-15h双峰型:乱流较强的温暖季节，由于湍流的作用，绝对湿度的日变化呈双峰型。一天中有两个最小值和最高值。水汽压的年变化水汽压的年变化与气温的年变化一致。一年中有一个最高值和一个最低值。最高值出现在7、8月；最低值出现在1、2月。(2)相对湿度的日、年变化相对湿度的日变化一日中最大值出现在凌晨。最小值出现在14-15时。相对湿度的年变化冬季最大，夏季最小。蒸发是指水分子从液态或固态水的自由面逸出而成为汽态的过程或现象。单位时间内单

6、位面积上蒸发的水量称为蒸发速率，单位：gcm-2s-1。水面蒸发、土壤蒸发第二节蒸发与蒸腾一、蒸发1.水面蒸发影响水面蒸发的因子：（1）水源水源是蒸发的根源。水面、雪面、冰面、潮湿土壤和植被是蒸发的基本条件。（2）热源蒸发速度取决于热量供给。（3）饱和差蒸发速度与饱和差成正比，饱和差越大蒸发速度越快。（4）风速与湍流扩散（5）溶质浓度蒸发速度与溶质浓度成反比。2.土壤水分的蒸发土壤蒸发是指土壤中的水变为水气并向大气扩散的过程。土壤蒸发的两个过程：（1）蒸发直接发生在土壤表面。蒸发速度与相同条件下的水面蒸发速度几乎相同。主要受气象条件的影响。（2）水分在土壤中进行蒸发之后，

7、水汽通过土壤的孔隙达地表后逸出土表。蒸发速度比相同条件下的水面蒸发速度小。土壤蒸发：除气象条件外，土壤含水量、土壤结构、性质、颜色、方位等。粗糙的土壤表面蒸发强于平滑的土壤表面；深色土壤比浅色土壤蒸发强；高地比谷地、凹地蒸发强；南坡比北坡强二、植物蒸腾植物体内的水分通过体表以气态水的形式向外界大气输送的过程称为蒸腾。<物理过程、生理过程>植物从土壤中吸收的水分，大部分通过蒸腾起到输送养分和降低体温的作用。从叶肉细胞开始向外扩散到达大气的过程与物理电学中电流、电压、电阻关系有些类似。叶片内的