第五章-大气中的水分

第一节空气湿度

空气湿度：空气中水汽含量的多少或潮湿程度。湿度参量：表征空气中水汽含量的多少和潮湿程度的物理量。湿度参量水汽压相对湿度露点温度饱和差比湿混合比绝对湿度一、空气湿度参量水汽压（e）反映空气中水汽含量的多少水汽含量水汽压e定义：空气中水汽的分压强。单位：百帕(hPa)1百帕(hPa)=100帕斯卡(Pa)

饱和水汽压（E）反映空气的最大水汽容纳实力饱和水汽压取决于温度（马格奴斯半阅历公式）定义：饱和湿空气中水汽的分压强。影响因子：EET温度TE蒸发面性质E过冷却水＞E冰蒸发面形态E凸面＞E平面＞E凹面液体含盐度含盐度E相对湿度（f）定义：空气的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比值。反映空气的潮湿程度温度不变，E不变：水汽含量er水汽含量不变，e不变：温度Er露点温度（Td）定义：对于含有水汽的湿空气，在不变更气压和水汽含量的状况下，降低温度而使空气达到饱和状态时的温度。EeTTTdeE（T,e）反映空气中水汽含量的多少，水汽含量露点温度Td饱和差（d）定义：同一温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。d=E-e

反映空气的潮湿程度。影响因子：温度不变，E不变：水汽含量ed水汽含量不变，e不变：温度Ed水汽含量、温度比湿（q）、混合比（S）、确定湿度（a）比湿：湿空气中水汽的质量与湿空气总质量的比值。混合比：湿空气中水汽的质量与湿空气中干空气质量的比值。m水汽m干空气S＝————比湿和混合比具有保守性确定湿度（水汽密度）：单位体积湿空气中水汽的质量。a＝———m水汽V二、空气湿度的时间变更水汽压的时间变更日变更单波型（海洋型）

海洋、沿海地区、冬季大陆e时间日出前14时影响因子：蒸发强度双波型（大陆型）

夏季内陆、沙漠地区e时间日出前14时10时22时影响因子：蒸发强度乱流强度年变更e时间冬季夏季影响因子：蒸发强度相对湿度的时间变更绝大多数地区：与气温的日变更反相时间r夜昼T地面水分蒸发强度eTE并且E比e快因此Tr同理Tr近海地区及其它大型水体的四周（晴朗稳定的天气条件下）与气温的日变更同相r时间夜昼海陆风（水陆风）昼：吹海风，潮湿夜：吹陆风，干燥日变更年变更大多数地区：与气温的年变更反相T地面水分蒸发强度eTE并且E比e快因此Tr同理Trr时间夏季冬季季风气候区：与气温的年变更同相r夏季冬季时间夏季：夏季风，来自海洋，潮湿冬季：冬季风，来自内陆，干燥其次节蒸发和蒸散一、水面蒸发蒸发速率定义：单位时间从单位面积上蒸发掉的水的质量。单位：g／cm2·日日蒸发量定义：一天中蒸发掉的水层的厚度。单位：mm／日;1g／cm2·日＝1mm／日道尔顿蒸发公式d＞0时，W＞0，蒸发过程d＝0时，W＝0，动态平衡d＜0时，W＜0，凝合过程影响水面蒸发速率的因子温度：TEdW湿度：edW气压：PW风：风速W蒸发面性质：W过冷却水＞W冰蒸发面形态：W凸面＞W平面＞W凹面含盐度：含盐度W二、土壤蒸发土壤蒸发定义土壤水分汽化并向大气扩散的过程。

土壤蒸发的两种过程第一种：蒸发干脆发生在土壤表面。其次种：水分在土壤中某层次进行蒸发之后，水汽通过土壤的孔隙达表层溢出土表。影响因子土壤因子、气象因子第三节凝合和凝合物一、凝合条件凝合发生的条件空气达到饱和或过饱和状态，并有凝合核存在。空气的饱和或过饱和实现方式：增大水汽含量：ee＞E降低温度：TT＜Td大气中常见的降温过程：③混合冷却④绝热冷却①辐射冷却②接触冷却凝合核定义：在水汽凝合过程中起凝合核心作用的固态、液态和气态的气溶胶质粒。分类：吸湿性凝结核非吸湿性凝结核二、凝合物地面凝合物露、霜、雾凇、雨凇露和霜：辐射冷却的产物，形成在晴朗无风的夜间和早晨。露：贴地层空气中的水汽在地面发生凝合而形成的小水滴。Td＞0℃霜：贴地层空气中的水汽在地面发生凝华而形成的小冰晶。Td＜0℃热容量小、导热率小、粗糙的地表易形成露和霜。

雾凇∨和雨凇∽雾凇：附着在树枝及物体迎风面上的白色的疏松的凝合物。分类晶状雾凇（小冰晶）粒状雾凇（小冰粒）雨凇：过冷却雨滴落地后冻结而形成的光滑而透亮的冰层。近地层大气中的凝合物雾：飘浮在近地层空气中的小水滴和小冰晶。雾的分类：浓度轻雾（霭）＝能见度1～10km

雾≡能见度＜1km组成冰雾：小冰晶水雾：小水滴成因辐射雾：辐射冷却，晴朗微风和夜间和清晨。平流雾：接触冷却，冷暖空气大规模运动时。平流辐射雾（混合雾）地形雾蒸发雾自由大气中的凝合物水汽凝合物悬浮在自由大气中形成云。定义：分类：发生学分类积状云（对流云）层状云波状云成因形态学分类（国际分类法）云底高度和外形特征中国《地面气象观测规范》云族、云属、云类、云目、衍生云、转化云淡积云碎积云浓积云秃积雨云鬃积雨云透光层积云蔽光层积云积云性层积云堡状层积云荚状层积云层云碎层云雨层云碎雨云透光高层云蔽光高层云透光高积云蔽光高积云荚状高积云积云性高积云絮状高积云堡状高积云毛卷云密卷云伪卷云钩卷云毛卷层云匀(薄幕)卷层云卷积云第四节降水一、降水的特征量降水：从天空着陆到地面的固态或液态的水汽凝合物。降水量和降水强度降水量：从大气着陆到地面的未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的水层厚度。单位：毫米日降水量、旬降水总量、月降水总量、年降水总量降水强度：单位时间内的降水量。单位：mm／10分钟、mm／小时、mm／日降水变率用于反映一个地区降水的变更状况（稳定程度）。Ri

某地某年某时期的实际降水量R0

该地同期的多年平均降水量降水确定变率（降水距平）＝Ri－R0降水平均绝对变率（降水平均距平）＝——————∑|Ri－R0|n降水相对变率＝————×100﹪Ri－R0R0降水平均相对变率＝————————×100﹪∑|Ri－R0|／nR0二、降水的种类雨阵雨毛毛雨雪阵雪雨夹雪阵性雨夹雪霰米雪冰粒冰雹,降水分类：降水性质连续性降水主要降自雨层云间歇性降水主要降自层积云和高层云阵性降水主要降自积雨云毛毛状降水（毛毛雨）主要降自层云降水成因对流雨地形雨锋面雨台风雨雨和毛毛雨雪和冰针霰和米雪雨夹雪冰粒（冻雨）冰雹降水形态降水体雨雪霰霰米雪雹冰粒降水强度（mm／24h）雪小雪＜2.5中雪2.5～5.0大雪＞5.0雨小雨0.1～10.0中雨10.1～25.0大雨25.1～50.0暴雨50.1～100.0大暴雨100.1～200.0特大暴雨＞200.0三、降水的形成充分的水汽供应和空气的绝热上升运动。云滴的增长凝结过程碰并过程乱流碰并重力碰并凝结增长扩散转移水汽的扩散转