第4章气候系统的水循环ppt课件.ppt

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1、第四章气候系统的水循环4.1水的物理性质4.2气候系统中的水4.3水分循环4.4地表面蒸发4.5大气中的水分4.6降水4.7径流4.8气候系统的水分平衡4.1水的物理性质4.2气候系统中的水一、水的物理性质热力属性：传热率、比热容二、气候系统中的水1、气候系统的水组成海洋水：海洋是水圈的主体，是地球上水的最大源地。约占地球总水量的96%～97%。陆地水：河流；湖泊；沼泽；地下水；冰川。2、气候系统水的更新速度水体类别更新时间（年）水体类别更新时间极地冰川10000土壤水1年海洋2500河流水16日高山冰川1600大气水8日深部地下水140

2、0生物水几个小时湖泊水17全球2400年沼泽水5地球上各种水体重水的更新时间25.2×106km3全球水圈系统大气圈中的水雨、雾、露雪、雹、霰、水水蒸汽生物圈中的水体液（细胞外液）细胞液（细胞内液）生物聚合水化物（键合水）地表圈中的水陆地水海洋水泉水、沼泽水池水、塘水、湖水、冰盖和雪盖江水、河水、冰川河口区水浅海水大洋水海洋沉积物孔隙水岩石圈中的水地下水岩浆水聚合水土壤水1350×106km3占全球总水量的97%0.0006×106km30.013×106km38.4×106km34.3气候系统的水分循环海洋1350×1015m3陆地33

3、.6×1015m3大气0.013×1015m3冰川＝25地下水（活跃）＝8.4湖河＝0.2生物圈＝0.0006E=361×1012m3/YearR0=37×1012m3/YearP=361×1012m3/YearE=62×1012m3/YearP=99×1012m3/Year1117140385425水循环1.定义：水分循环：水在气候系统各圈层间的永无休止的循环运动；外循环（大循环）：水分由海洋输送到陆地，又回到海洋的循环；内循环（小循环）：由海洋（陆地）通过蒸发的水汽，再以降水的形式直接落到海洋（陆地）的循环。水循环土壤水分(w)陆地水

4、循环海洋水循环全球水循环裸地蒸发雪3851112.水分循环的成因：水循环内因：水的三种状态及其相互转化外因：热力（太阳辐射）和动力（地球引力）条件3.水分循环尺度全球水循环区域水循环水-土-植系统水循环地表径流下渗降水植物截流土壤水分储蓄渗透毛管水浅层地下水储蓄越流补给深层地下水储蓄植物蒸腾土壤蒸发地下水蒸发陆面蒸发降水地表径流壤中径流不透水面降水蒸发河川储蓄河川径流海洋蒸发降水水面蒸发水汽输送地下径流气候系统内不同尺度水分循环4.水分循环的意义：将气候系统各圈层紧密联系在一起，形成有机整体；输送地球上的能量和物质；使海洋和陆地联系更紧密

5、；可再生资源。都江堰长江三峡大坝“之最世界防洪效益最为显著水利工程；世界最大的电站；世界工程量最大的水利工程；世界施工难度最大的水利工程；施工期流量最大的水利工程；世界泄洪能力最大的泄洪闸；世界级数最多、总水头最高的内河船闸；世界规模最大难度最高的升船机；世界水库移民最多、工作最为艰巨的移民建设工程。金沙江溪洛渡水电站大坝2003年开始筹建，2005年底主体开工2015年竣工投产总工期约13年。5.影响水分循环的因素:1.气象因素：风、温度、湿度等；2.下垫面因素：地形、地质、地貌、土壤、植被；3.人类活动：水利工程、农林措施等。水循环4

6、.4地表面蒸发一、蒸发和蒸散的概念：水分从物体表面既蒸发面向大气逸散的现象称为蒸发。植被地段的地面蒸发和植物蒸腾统称为蒸散。蒸发凝结水二、蒸发率的概念单位时间从蒸发面单位面积上逸散到大气中的水分子数与从大气中返回到蒸发面的水分子数的差值（当为正值时）称为蒸发率（或地面水汽输送通量)，用于表示蒸发面蒸发快慢的特征量，mmh-1.三、蒸发潜热L=24912.177t0(Jg-1)t0为蒸发面温度蒸发皿影响蒸发率的三个因素：供水供能动力条件:水汽含量梯度，对流，扩散涡动相关法分别是垂直速度、温度、比湿和水平运动的脉动值，湍流脉动仪观测采样频率

7、一般为10Hz蒸发的计算（1）总体空气动力学方法热量总体输送系数T0,T地面及z高度的温度U是z高度风速感（显）热输送通量水汽总体输送系数地面及z高度比湿潜热输送通量蒸发的计算（2）蒸发的计算（4）1.梯度（扩散）方法蒸发计算（5-1）热量平衡方法：其中R为辐射平衡量，L为蒸发潜热系数，为土壤热交换量蒸发计算（5-2）Penman（1948）的潜在蒸发计算公式：主要用于开阔水面Penman—Monteith方法：蒸发计算（5-2）蒸发计算（5-2）世界粮农组织发展的Penman－Monteith方法（1990－1998）：中国年地表蒸发量

8、的空间分布（mm）地表蒸发的分布全球:由副热带向高纬递减;最大值在副热带海洋,可达2000mm以上/a;最小值出现在副热带大陆.中国:从东南（800mm以上/a）向西北（不足50mm/a）减小