氣象氣候?qū)W第三講第二課.

1、第三章 大氣中的水分 第一節(jié) 蒸發(fā)和凝結(jié) 第二節(jié) 地表面和大氣中的凝結(jié)現(xiàn)象 第三節(jié) 降水 本本 章章 要要 點(diǎn)點(diǎn) 第一節(jié) 蒸發(fā)和凝結(jié) 水相變化 飽和水汽壓 影響蒸發(fā)的因素 濕度隨時(shí)間的變化 大氣中水汽凝結(jié)的條件一、水相變化1.物理過程：分子運(yùn)動(dòng)論Nn蒸發(fā)(未飽和)，N=n動(dòng)態(tài)平衡(飽和)，Nn凝結(jié)(過飽和)n：空氣進(jìn)入水中的水分子數(shù)目N：水進(jìn)入空氣中的水分子數(shù)目2.氣象判斷： e(實(shí)際水汽壓) 與 E(飽和水氣壓)蒸發(fā)蒸發(fā)( (未飽和未飽和)Ee )Ee 飽和飽和E=e E=e 凝結(jié)凝結(jié)( (過飽和過飽和)Ee)Ee1.3水相變化中的潛熱蒸發(fā)過程中，水分子逸出水面，需要克服分子引力做功，會(huì)消耗

2、熱能，造成溫度下降。凝結(jié)過程與蒸發(fā)過程相反，會(huì)使溫度升高。二、飽和水氣壓1.蒸發(fā)面的溫度對(duì)飽和水氣壓的影響：蒸發(fā)面的溫度對(duì)飽和水氣壓的影響：按指數(shù)規(guī)律迅速增大在溫度一定情況下，單位體積空氣中的水汽量有一定限度，如果水汽含量達(dá)到此限度，空氣就呈飽和狀態(tài)，這時(shí)的空氣，稱飽和飽和空氣空氣。飽和空氣的水汽壓（E）稱飽和水汽壓飽和水汽壓，也叫最大水汽壓。 飽和水汽壓與蒸發(fā)面形狀的關(guān)系A(chǔ)最小，C最大三、影響蒸發(fā)的因素 概念概念一定溫度下由液態(tài)水（水）轉(zhuǎn)為氣態(tài)水一定溫度下由液態(tài)水（水）轉(zhuǎn)為氣態(tài)水（水汽）的過程。（水汽）的過程。蒸發(fā)過程示意圖蒸發(fā)過程示意圖水面的飽和水氣壓水面的飽和水氣壓 隨溫度的變化隨溫度的

3、變化 （1）e 與與 E 二者對(duì)比是出現(xiàn)蒸發(fā)的關(guān)鍵二者對(duì)比是出現(xiàn)蒸發(fā)的關(guān)鍵 e E 出現(xiàn)凝結(jié)（過飽和）出現(xiàn)凝結(jié)（過飽和）（2） 影響蒸發(fā)速度快慢的主要因素（三個(gè)）影響蒸發(fā)速度快慢的主要因素（三個(gè)）蒸發(fā)的溫度蒸發(fā)的溫度蒸發(fā)的溫度愈高，蒸發(fā)愈快，相反愈慢蒸發(fā)的溫度愈高，蒸發(fā)愈快，相反愈慢蒸發(fā)的性質(zhì)蒸發(fā)的性質(zhì)同溫度時(shí)，水面蒸發(fā)快于冰面、淡水快于海水。同溫度時(shí)，水面蒸發(fā)快于冰面、淡水快于海水。 空氣濕度和風(fēng)空氣濕度和風(fēng)空氣濕度大的蒸發(fā)速度小于空氣干燥時(shí)，有空氣濕度大的蒸發(fā)速度小于空氣干燥時(shí)，有風(fēng)大于無風(fēng)。風(fēng)大于無風(fēng)。 上述影響因素中，上述影響因素中，起決定作用，其次為風(fēng)。起決定作用，其次為風(fēng)。全球年蒸

4、發(fā)量分布圖全球年蒸發(fā)量分布圖五、大氣中水汽凝結(jié)的條件 凝結(jié)的概念凝結(jié)的概念一定溫度時(shí)由氣態(tài)水（水汽）轉(zhuǎn)一定溫度時(shí)由氣態(tài)水（水汽）轉(zhuǎn)為液態(tài)水（水）的過程，由水汽直接轉(zhuǎn)為冰過程為液態(tài)水（水）的過程，由水汽直接轉(zhuǎn)為冰過程稱為凝華。稱為凝華。凝 結(jié) 凝華 凝結(jié)條件 空氣中有凝結(jié)核存在； 空氣中水汽達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài)。凝結(jié)核 水汽分子之間引力很小，通過互相碰撞不容易結(jié)合為液態(tài)水或固態(tài)水。大氣中存在的吸濕性微粒物質(zhì)，對(duì)水分子的吸引力很大，有利于水汽分子在其周圍聚集，這種能促使大氣水汽凝結(jié)的微粒，叫凝結(jié)核。 大氣中的灰塵、粉塵等是凝結(jié)核的主要來源，人工降雨的原理就是向天空中發(fā)射粉末，增加凝結(jié)核，以促使降雨

5、的發(fā)生。促使空氣發(fā)生飽和的方法 通過蒸發(fā)，使空氣濕度增大； 通過冷卻作用，降低飽和水氣壓（溫度越低，飽和水汽壓越低）。暖水面蒸發(fā)導(dǎo)致凝結(jié)的過程 首先，水面溫度高于周圍空氣溫度，蒸發(fā)水汽，增加空氣的濕度，接近飽和時(shí)，蒸發(fā)作用停止； 其次，當(dāng)別處的冷空氣經(jīng)過時(shí)，溫度急劇降低，飽和水汽壓迅速下降，空氣濕度很快變?yōu)檫^飽和，發(fā)生凝結(jié)。 秋冬季早晨的蒸發(fā)霧就是這樣形成的。四種空氣冷卻方式導(dǎo)致凝結(jié)的過程 絕熱冷卻絕熱冷卻熱空氣作絕熱上升運(yùn)動(dòng)，是大氣熱空氣作絕熱上升運(yùn)動(dòng)，是大氣 中云中云 形成的主要方式。形成的主要方式。 如：山地降溫等如：山地降溫等 輻射冷卻輻射冷卻晴朗無風(fēng)夜晚，地面輻射冷卻至晴朗無風(fēng)夜晚，

6、地面輻射冷卻至Td以下以下 如：輻射霧如：輻射霧 平流冷卻平流冷卻暖空氣平流到冷卻地表上暖空氣平流到冷卻地表上 混合冷卻混合冷卻接近飽和的兩個(gè)溫差較大氣塊接近飽和的兩個(gè)溫差較大氣塊 （團(tuán)）（團(tuán)） 發(fā)生水平混合發(fā)生水平混合 霧霧主要是輻射冷卻、平流冷卻，主要是輻射冷卻、平流冷卻， 云云主要是絕熱冷卻。主要是絕熱冷卻。 大氣凝結(jié)現(xiàn)象發(fā)生在地面和空中。大氣凝結(jié)現(xiàn)象發(fā)生在地面和空中。第二節(jié) 地表面和大氣中的凝結(jié)現(xiàn)象 地面的水汽凝結(jié)物 近地面空氣層中的凝結(jié)一、地面的水汽凝結(jié)物 地面凝結(jié)物類型地面凝結(jié)物類型露、霜、霧凇、雨凇露、霜、霧凇、雨凇 地面凝結(jié)物凝結(jié)物一般直接依附在地面物體（草、樹、通訊設(shè)施等）上

7、。北國(guó)樹掛北國(guó)樹掛(霧凇霧凇)（1 1）露）露 （dewdew） n概念概念 t 0由水汽凝結(jié)凝結(jié)而成的水滴 形成形成條條件件晴朗微晴朗微風(fēng)風(fēng)的夜晚（輻射冷卻形成） 凝凝結(jié)結(jié)量量n溫帶0.10.3 mm 是干旱地帶（埃及、阿拉伯伯、撒哈拉等沙漠 ) 植物維持生命的主要源泉。（2 2）霜和霜凍、霜期）霜和霜凍、霜期 霜（ frost ） 概念概念 t0t0，夜晚，夜晚T0T0） 地表溫度下降足以使農(nóng)作物遭受傷害或死亡的低溫地表溫度下降足以使農(nóng)作物遭受傷害或死亡的低溫。 可采取熏煙、澆水、覆蓋薄膜等辦法預(yù)防?？刹扇⊙瑹?、澆水、覆蓋薄膜等辦法預(yù)防。 霜期霜期 初霜日初霜日入入冬冬后第一次出現(xiàn)的霜日后

8、第一次出現(xiàn)的霜日 終霜日終霜日冬季后最末一次出現(xiàn)的霜日冬季后最末一次出現(xiàn)的霜日 無霜期無霜期（生長(zhǎng)期）（生長(zhǎng)期）終霜日的持續(xù)期終霜日的持續(xù)期 霜期長(zhǎng)短因緯度、高度、局部地形而不同，且無霜霜期長(zhǎng)短因緯度、高度、局部地形而不同，且無霜期隨緯度增加而遞減。期隨緯度增加而遞減。 露、霜差異露、霜差異 共同點(diǎn)共同點(diǎn)天氣條件均為晴朗微風(fēng)的夜晚天氣條件均為晴朗微風(fēng)的夜晚 不同點(diǎn)不同點(diǎn)溫度要求一個(gè)在溫度要求一個(gè)在0以上，一個(gè)在以上，一個(gè)在00以下以下露、霜常被人們作為露、霜常被人們作為“晴天晴天”的預(yù)兆的預(yù)兆（露水起晴天、霜（露水起晴天、霜重見晴天）重見晴天）？。 早晨高原的霜凍早晨高原的霜凍（）霧凇（）霧凇

9、（ freezing fog）概念概念積聚在地面物體（樹、電線桿等）迎風(fēng)面積聚在地面物體（樹、電線桿等）迎風(fēng)面上針狀或粒狀的白色松散微上針狀或粒狀的白色松散微小固體（冰晶）凝結(jié)物。小固體（冰晶）凝結(jié)物。據(jù)形成條件、結(jié)構(gòu)分為兩類。 晶狀霧凇由物體表面晶體吸附過冷卻霧滴蒸發(fā)出來的水汽而形成的霧凇。 形成條件有霧、微風(fēng)或靜風(fēng)及t-15。 結(jié)構(gòu)松散、稍有震動(dòng)就會(huì)脫落。 粒狀霧凇粒狀霧凇概念 由風(fēng)將過冷卻霧滴吹至冷物體表迅速凍結(jié)而成，霧滴仍保持原形狀（呈粒狀）。 形成條件 風(fēng)，= - 2 -7 結(jié)構(gòu) 緊密，能折斷樹枝、電線。（4） 雨淞（雨淞（ glaze） 概念在接觸的物體表面形成的光滑而透明的冰層。

10、 形成條件 T 0(地面或地物)，過冷卻雨滴或毛毛 雨雨滴被凍結(jié)。 結(jié) 構(gòu) 緊密，能折斷樹枝、電線。 分布區(qū)域 山地區(qū)域或湖區(qū)多見。 災(zāi) 害 霧凇和雨凇屬災(zāi)害性天氣。對(duì)通訊、交通、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等有較大影響（損失）（如-壓斷電線、折損樹木）。松花江江面上的樹掛4 空中凝結(jié)物空中凝結(jié)物空中凝結(jié)物類型空中凝結(jié)物類型霧、云霧、云 霧直接懸浮在近地表大氣層內(nèi)，云則形成一空中一霧直接懸浮在近地表大氣層內(nèi)，云則形成一空中一定高度上。兩者僅是形成高度的差別（如定高度上。兩者僅是形成高度的差別（如 山上的濃霧，山上的濃霧，山下見到則是云）山下見到則是云）（1）霧（）霧（ fog） 概念概念懸浮于近地表空氣中的大量水

11、滴或冰晶，懸浮于近地表空氣中的大量水滴或冰晶，使水平能見度小于使水平能見度小于1km的物理現(xiàn)象稱為霧。的物理現(xiàn)象稱為霧。 懸浮于近地表空氣的大量細(xì)小干燥塵粒（煙粒、灰懸浮于近地表空氣的大量細(xì)小干燥塵粒（煙粒、灰塵），使水平能見度小于塵），使水平能見度小于1km的空氣混濁現(xiàn)象稱的空氣混濁現(xiàn)象稱霾霾。城。城市或污染嚴(yán)重的大工業(yè)區(qū)可見此現(xiàn)象。市或污染嚴(yán)重的大工業(yè)區(qū)可見此現(xiàn)象。霧涌山鄉(xiāng)霧涌山鄉(xiāng) 加里福尼亞海邊薄霧加里福尼亞海邊薄霧 (A.Straller,1983）霧中的珠穆朗瑪峰霧中的珠穆朗瑪峰淺霧淺霧四姑娘山霧景四姑娘山霧景 輻射霧輻射霧 概念概念 地面輻射冷卻形成的霧地面輻射冷卻形成的霧 形成條件空氣濕度大，晴朗少云，夜晚或早晨，微 風(fēng)（1m/s3m/s）、氣層