第五章大气中的水分

第五章大气中的水分

蒸发和凝结地表面的凝结现象大气中的凝结现象降水黄山旅游气候前章内容回顾1一般地气系统热量交换方式多种，其中地面与空气之间，主要是（），气团之间主要依靠对流和湍流，其次通过（）的潜热交换。2水汽压、饱和水汽压与温度关系湿度：表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。

水汽压（e）：大气中水汽所产生的那部分压力，单位百帕（hPa）。饱和水汽压：温度一定条件下，单位体积空气中的水汽量有一定限度，如果水汽含量达到此限度，空气呈饱和状态，称饱和空气。饱和空气的水汽压（Ｅ）称饱和水汽压，也叫最大水汽压。超过这个限度，水汽就开始凝结。通常，上升的气体，温度降低，水汽凝结，形成云与降水；下沉气体伴随高气压，无云/无雨条件，湿度较低暖气团上升-释放热量-水汽凝结冷气团下降-吸收热量-水汽蒸发大气从海洋、湖泊、河流及土壤蒸发或植物蒸腾获得水分。水分进入大气由于其本身的分子扩散和空气运动参与水分循环。大气水分通过蒸发、凝结形成云、雾等天气现象，并以雨、雪等降水形式返回地面。大气水分来源与天气现象e（hPa）℃－16－12－8－4042468o•1•3•2C冰水汽氺纯氺（平水面）的位相平衡B‘BA0溶解线－OC蒸发线－OA升华线－OB水的存在形式和水相转化是有条件的－温度、气压影响e1<E未饱和蒸发e2>E饱和凝结

如温度由30℃降低到25℃，饱和水汽压减少10.76hPa，温度从15℃降到10℃，饱和水汽压只减少4.77hPa。因此，高温饱和空气中形成的云要浓厚，夏季容易发生暴雨（二）、饱和水汽压与蒸发面性质（水面、冰面）关系

过冷却水:

一般，水低于0度结冰，但实验和对云雾观测发现，水可以存在于0度以下的温度不结冰－过冷却水。冰面和过冷却水饱和水汽压也遵循按指数规律变化。冰面饱和水汽压比过冷却水要小;

冰是固体，冰分子要脱出水面的束缚比水分子脱出水面的束缚更难。（1）冰面和过冷却水面的饱和水汽压水-冰混合云中水汽转化？

云中冰晶和过冷却水共存是普遍的。如果实际水汽压介于两者饱和水汽压之间，就会产生冰、水之间的水汽转化。冰晶效应冰雹（2）溶液面的饱和水汽压

很多物质融于水中，水含有一定溶质。溶质的存在增加分子间作用力，使水蒸发更难。同样温度下，溶液面饱和水汽压比纯水面要小，溶液浓度越高，饱和水汽压越小，越容易凝结。这种作用对在可溶性凝结核上形成云或雾很重要。大气中物质存在对水凝结产生的影响？大气中水汽的凝结都是发生在微小的凸或凹面上的。凸面以凝结核为中心凝结，凹面在土壤、植物上形成凝结。大小不同水滴之间水汽变化潮湿空气层和云顶部，因得不到地面辐射补偿，容易产生凝结－雾或云两个温度不同的饱和或接近饱和的空气团相互水平混和，使混合后的气团到达过饱和，多余的水汽凝结。形成地物范围雨云及其分类卷云(cirriform):高云，由冰晶构成，一般不会形成降雨层云(stratiform):大范围层状分布的云，容易形成降水积云(cumuliform):空气垂直运动产生，空间s上受限制，小范围影响天气认识云的特征

按云的外形特征、结构特点和云低高度，云分为三族，十属，二十九类（表）.云基本特征如下（1）高云：5000m以上，它是由冰晶构成，云体呈白色，具有蚕丝般光泽，薄而透明。阳光通过高云时，地面物体的影子清楚可见。卷云（Ci）卷层云（Cs）：

卷积云（Cc）

卷云（Ci）：卷云云高较高，因此在早晨最先被阳光照射，傍晚最迟变暗，日出前后呈黄或红色。由于高空影响，卷云形状复杂，但经常排列成带横过天空，云体呈白色无暗影，呈丝条状、羽毛状、马尾状、钩状、团簇状、片状等。卷层云：由冰晶构成的很薄的层状云，为透明而带白色的云幕，日月轮廓分明，经常有晕的现象，一般不降水，冬季北方有时降雪。0如果云连续发展，预示降出现阴雨、大风天气。“鱼鳞天，不雨也凤颠”l

卷积云（Cc）：似鳞片或球状细小云块组成的云片或云层，常排列成行或成群，很像清风吹过水面引起的小波纹。白色无暗影，有柔丝般光泽。（2）中云：云层高度一般在2500－5000米间。由于过冷的微小水滴及冰晶混合构成。颜色呈白色或灰白色，没有光泽，云低较高，云体稠密。高层云（As）：

透光高层云（Astra）

蔽光高层云（Asop）

高积云（Ac）：透光高积云（Actra）蔽光高积云（Acop）荚状高积云（Aclent）积云性高积云（Accug）絮状高积云（Acflo）堡状高积云（Accast）

0高层云乱层云00透光高积云絮状高积云（Acflo）云块大小不一样，边缘破碎，象棉絮团，排列不整齐。出现这种云，说明气层处于不稳定状态，预示有雷雨天气产生。“棉花云，雨快临”

（3）低云：云层高度一般在2500m以下，由微小水滴和冰晶构成。云层结构稀松，云低而黑。积云（Cu）：孤立垂直向上发展的云块，顶部呈圆形，底部几乎水平，云体边界分明。积云是气块上升，水汽凝结而成。淡积云（Cuhum）浓积云（Cucong）碎积云（Fc）

积雨云（Cb）：又称雷雨云，云体浓厚庞大，垂直发展极盛。伴随雷雨天气。秃积雨云（Cbcalv）鬃积雨云（Cbcap

层积云（Sc）：结构稀松的大云块、大云条组成的云层或散片。灰白或灰色。一般由水滴构成，产生降水。透光层积云（Sctra）蔽光层积云（Scop）积云性层积云（Sccug）堡状层积云（Sccast）荚状层积云（Sclent）

层云（St）：灰白色较均匀的云层。很低厚度不大，象雾，常淹没小山或建筑物顶部。可将毛毛雨。分裂变成碎层云。

层云（St）碎层云（Fs）

雨层云（Ns）：低厚均匀的降水云层。暗灰色。没有明显边界。常连续降雨。碎雨云（Fn）：低而破碎的云。形状多变，移动快。淡积云（Cuhum）：云块较扁平，个体不大，轮廓清晰，底部较平，顶部凸起呈圆弧形，象馒头一样。“馒头云，天气晴”浓积云（Cucong）：个体较大，云体臃肿，云顶似花椰菜。如果继续发展，形成下雷雨的积雨云积雨云：由于云内气流强烈上升下降，形成一个个圆球形的云体下垂，好像气球挂在空中。常是雷雨先兆。积雨云（Cb）秃积雨云（Cbcalv）：刚从浓积云发展而成，顶部冻结，开始模糊。如秃积雨云继续发展会形成下雷雨的鬃积雨云。积雨云（Cb）鬃积雨云(Cbcap)：底部阴暗，云体低，云体向上发展。将产生强烈阵雨和大风、雷电等现象。“乌云快快叠，大雨将来临”鬃积雨云(Cbcap)：云浓而厚，云体庞大，顶部冻结成白色，低空有几块淡积云。如向本地移来，会产生雷阵雨。层积云云顶：云块比较均匀，云顶高度几乎相同，云海浩瀚。（安徽黄山）透光层积云（Sctra）：云块大而柔和，波状排列，云块间可见到蓝天。一般是晴天征兆，如云层增厚，天气会变。蔽光层积云（Scop）：布满天空，云块较厚，暗灰色，排列整齐，密集成层，底部波状起伏。云层增厚，会产生雨雪。积云性层积云（Sccug）：产生在傍晚，靠近太阳部分呈金黄色。在对流显著减弱下形成，预示天气晴朗。堡状层积云（Sccast）：水平云条上局部垂直发展的趋势，云图向上凸起，个体较大，形似城堡。气层不稳定，易产生降雨。“天上起了炮台云，不过三日雨淋淋”层云（St）：云体均匀呈层，灰色，象雾。高的建筑物模糊不清。层云有时下毛毛雨，夜间产生，日出逐渐消散，天气转晴，否则，下雨碎层云（Fs）：雨后清晨出现，低层空气潮湿，形成碎层云。云形破碎不规则，灰白色，云低很低。中午前后全部消失，天气晴朗。雨层云：布满天空，低而漫无定型，云层厚，暗灰色。出现在大范围天气系统中，较长时间的降水。“天上灰布云，雨丝定连绵”碎雨云（Fn）：云体低而破碎，形状多变，移动较快，呈灰色或暗灰色。预示继续有雨。“满天飞乱云，雨雪下不停”云系演变一般规律

密卷云钩卷云卷层云蔽光高层云高层云（下小雨）雨层云（下中到大雨）高积云（雨转晴或多云）淡积云浓积云积雨云

有暴雨出现的云系演变毛卷云、卷积云密卷云、堡状高积云高积云雨层云、积雨云（伴有暴雨）梅雨云系演变密卷云卷积云卷层云堡状高积云高层云雨层云降水的过程是云滴增大为雨滴、雪花或其它降水物的过程。一块云能否降水，意味着一定时间内能否使106个云滴转变成一个雨滴。使云滴增大的过程：一是云滴的凝结增长；二是云滴冲并增长。不不四种降雨类型与温度夏天温度变化大冬天温度变化小高层与底层温度变化不一致降水量的空间分布取决于环流形势和天气系统－温度条件取决于距海远近（地理位置）和地形－水汽条件自然景观（多雨－森林；少雨－荒漠）中国年降水量分布新疆最西北处受大西洋和北冰洋水汽影响，降水量多于南疆盆地。干旱、半干旱区，草原、荒漠景观湿润、半湿润区，森林、森林草原景观400mm年降水量与世界同纬度比较纬度台站降水量变化范围大部分地区降水量40°N以北（东北、华北、西北）同纬度地区10～1000少于同纬度100～6001000～150033°

～40°N（华东、华中、西南）同纬度地区10～1000与同纬度相当100～60033°

N以南（华南、青藏、台湾、南海）同纬度地区50～2000多于非季风区，少于季风区500～1800<10010000降水年变化、日变化产生年变化的原因在于季风雨季的进退，冬季风期间降水量少，夏季风期间降水量多；夏季风由于源地的不同（东南季风、西南季风），降水量和降水时间也因地而异。产生日变化地原因在于下垫面热力性质地差异，如海陆差异、地形差异等。华北、东北夏雨型7、8月降水量占年降水量60％以上，东北地区6月、9月降水较多，降水类型向夏秋雨型过渡。春雨、梅雨为主要雨季，夏季因有伏旱而成为干季，全年降水量以4～6月最多，7～8月锐减。长江中下游春雨、梅雨型5～6月东南季风带来第一个雨季，8～9月台风、东风波带来第二个雨季，其雨量多于第一个雨季。华南双雨季型受印度季风影响，5月雨量开始增加，一致持续到9月，全年雨季和旱季对比明显西南夏秋雨季型吐鲁番年降水量少于100mm，农业全靠灌溉，夏季雨量稍多一些。西北全年干旱型大陆日雨大陆上降雨主要发生在地面最热、对流最盛地午后时间。大陆白天空增温剧烈，上冷下暖，可产生局地对流雨，其它天气系统午后移过本地时，雨势能得到加强。海洋夜雨海洋上气层白天相对稳定，对流不发展，降雨较少；夜间，大气中水汽和云层向太空辐射而有所冷却，但海水降温幅度微小，造成夜间气层上冷下暖，对流比较发展，降雨较多。山顶、山脊地形性日雨白天热对流旺盛，山顶山脊处地形性云雨较多。盆谷地地形性夜雨

拉萨河谷夜雨－日晴夜雨日落前，地面地辐射平衡已经成为负值，地面开始冷却，高处坡上近地层冷空气因密度大沿坡下沉（山风），逐渐抬升谷地地暖湿空气，从而成云致雨。成云以后，云顶辐射冷却，下沉冷空气增强了河谷内上升气流。白天谷风环流，抑制云雨。盆谷地地形性夜雨

四川盆地夜雨－日阴夜雨盆地多云，夜间云顶辐射冷却比白天强烈，盆地内暖湿空气不稳定性增强，造成降水。黄山旅游气候黄山气候特征山上的光明顶（1840m）年均气温7.8℃，最冷月－3.1℃,最热月17.7℃;5月5日入春，持续159天，10月11日入冬，持续206天。玉屏楼海拔1680m，5月18日入春，9月26日入冬，春季131天，冬季234天。可见，黄山山上长冬无夏，春秋相连。从半山寺开始，随海拔高度降低，夏季逐渐增长，四季分明。春季是最佳旅游季节；黄山云雾如何形成？黄山是以自然景观为特色的山岳旅游风景区,奇松、怪石、云海、温泉素称黄山“四绝”；黄山不仅是峰（72）之海,还是云之海；云海是黄山第一奇观黄山云海分为五个海域：

（1）玉屏峰上观南海；（2）清凉台上观北海；（3）白鹅岭观东海；（4）排云亭观西海