大气中水分教学文案.ppt

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1、第三章大气中的水分第三章大气中的水分大气中的水分，来源于下垫面的蒸发和植物蒸腾，但其状态和含量极不稳定，在自然界温度范围内，经常进行着相态变化，在相变过程中，就产生了云、雾、雨、露、霜等天气现象，同时也构成了自然界陆地—海洋—大气的水分循环。此外，大气中的水分对大气的能量转换和输送也起着很重要的作用。第一节空气湿度大气中的水汽含量极不稳定，在湿热地方的暖季能高达大气组成中的4%，而在冬季干燥寒冷的地方则可低到0.01%。表示空气中水汽含量的多少（即空气的潮湿程度）的物理量称为空气湿度（humidity）。空气湿度状况是决定云、雾、降水等天气现象的重要

2、因素，近地层的空气湿度无论对植物的生命活动还是农业生产活动都有较大的影响。一、大气中的水汽含量及其表示方法（一）水汽压（e）----hPa（百帕）大气中水汽所产生的分压强叫水汽压(vapourpressure)。水汽压的大小和空气中水汽含量的多少有关，当空气中的水汽含量增多时，水汽压就相应地增大，反之，水汽压减小。所以，用水汽压的大小可表示空气中水汽含量的多少。T↑,e↑（蒸发多）；T↓，e↓（蒸发少）一、大气中的水汽含量及其表示方法（二）饱和水汽压（E）----hPa（百帕）在一定温度条件下，单位体积的空气中所能容纳的水汽数量有一个最大的限度，此时

3、空气中的水汽压叫做饱和水汽压(saturationvapourpressure)。e﹥E，过饱和空气；T不变：e﹦E，饱和空气；e﹤E，未饱和空气；过饱和空气中，超过极限的那部分水汽在一般情况下就会发生凝结。饱和水汽压的大小与空气温度有关：T↑,E↑（容纳水汽的能力增加）；T↓，E↓饱和水汽压除与温度有关外，还与物态、蒸发面形状和溶液浓度等因子有关。一、大气中的水汽含量及其表示方法一、大气中的水汽含量及其表示方法（三）绝对湿度（a）------g/m3绝对湿度(absolutehumidity)是指单位体积空气中所含水汽量的多少，即水汽密度。绝对湿度

4、只表示空气中水汽的绝对含量，多用于理论计算。当水汽压以毫米汞高为单位时，水汽压与绝对湿度的关系为：a=1.06×（g/m3）上式中a为气体膨胀系数，其值为1/273；t为空气温度；一、大气中的水汽含量及其表示方法饱和水汽密度也随温度的升高而迅速增大。由于绝对湿度的直接测量比较困难，而水汽压值简单易测，所以在实际工作中，常用水汽压代替绝对湿度。一、大气中的水汽含量及其表示方法（四）相对湿度（r）--天气预报湿度的指标空气的实际水汽压与同温度下饱和水汽压之百分比，称为相对湿度（relativehumidity）。其表达式为r=×100%r的大小直接反映该

5、温度下空气距离饱和的程度。一、大气中的水汽含量及其表示方法T一定时（E保持不变），如e越大，空气越接近饱和e﹦E时，r﹦100%，空气饱和；e＜E时，r＜100%，空气未饱和；e＞E时，r＞100%，这时如无凝结现象产生，空气处于过饱和状态。当空气中水汽压（e）一定时r随T↑而↓，随T↓而↑。一、大气中的水汽含量及其表示方法（五）饱和差（d）---hPa（百帕）在某一温度下，饱和水汽压与空气中实际水汽压之差，称为饱和差（saturationdeficit）。即：d=E－ed表示空气中水汽含量距离饱和的程度。d越大，表示空气越干燥，且随T↑而↑，随T↓

6、而↓。在一定温度下，d值越小，空气越接近饱和，即空气越潮湿；当d=0，空气达到饱和。一、大气中的水汽含量及其表示方法（六）露点温度（Td）-----℃当空气中的水汽含量和气压不变时，降温使水汽压达到饱和时的温度称为露点温度(dew-pointtemperature)，简称露点。Td的高低反映了空气中水汽含量的多少，空气温度降低到露点温度及其以下，是导致水汽凝结的重要条件之一。一、大气中的水汽含量及其表示方法（七）比湿（q）单位质量空气中所含的水汽质量为比湿（specifichumidity）。单位为g·g–1（克·克-1）或g·kg-1（克·千克-1

7、）。其表达式为式中：mw是单位质量空气中水汽的质量；md是单位质量空气中干空气的质量。一、大气中的水汽含量及其表示方法对一团空气而言，在运动过程中，只要其内部没有水相的转变，则水汽质量不发生变化，气块的比湿保持不变。在讨论空气的上升或下降运动时，通常用比湿表示空气湿度，在讨论水汽输送时，比湿梯度是重要的物理量。二、空气湿度的变化从下垫面蒸发出来的水汽，进入近地气层，然后通过对流、乱流和分子扩散作用向上输送，平流在水平方向的输送，因此影响空气湿度变化的主要因子是蒸发速度与空气运动影响水汽交换强度，两者都随气温而变化。由于气温具有周期性的日、年变化，因此

8、，空气湿度也具有周期性的日、年变化。在近地气层中以绝对湿度和相对湿度的日、年变化最为显著。（一）绝对湿度的日