氣象學(xué)與氣候?qū)W-第三章-大氣的水分

氣象學(xué)與氣候?qū)W第三章 大氣的水分1第三章 大氣的水分第一節(jié)蒸發(fā)和空氣濕度第二節(jié)凝結(jié)和凝結(jié)物第三節(jié)降水2地球上的水、水循環(huán)31.1水相變化蒸發(fā)吸收熱量凝結(jié)釋放潛熱1.蒸發(fā)和空氣濕度(2500J)(334J)(2834J)蒸發(fā)潛熱L=(2500–2.4t)×103(J/kg)升華潛熱L=2.8×

103(J/kg)4水相變化的判據(jù)水面上冰面上1.1水相變化5蒸發(fā)、凝結(jié)、飽和

當(dāng)蒸發(fā)和凝結(jié)達到動態(tài)平衡時，空氣達到飽和6影響因子：溫度

T

E

蒸發(fā)面性質(zhì)

E過冷卻水＞E冰蒸發(fā)面形狀

E凸面＞E平面＞E凹面

液體含鹽度含鹽度

E

1.2飽和水汽壓定義：飽和濕空氣中水汽的分壓強。反映空氣的最大水汽容納能力飽和水汽壓取決于溫度隨溫度指數(shù)規(guī)律增大7水源熱源飽和差風(fēng)速與湍流擴散溫度：T

E

W

濕度：e

W

氣壓：P

W

風(fēng)速：風(fēng)速

W

蒸發(fā)面性質(zhì)：W過冷卻水＞W(wǎng)冰蒸發(fā)面形狀：W凸面＞W(wǎng)平面＞W(wǎng)凹面含鹽度：含鹽度

W

1.3影響蒸發(fā)的因素8水汽壓的日變化1.4濕度隨時間的變化單波型（海洋型）

海洋、沿海地區(qū)、冬季大陸e時間日出前14時影響因子：蒸發(fā)強度雙波型（大陸型）

夏季內(nèi)陸e時間日出前14時10時22時影響因子：蒸發(fā)強度亂流強度9e時間冬季夏季影響因子：蒸發(fā)強度水汽壓的年變化10絕大多數(shù)地區(qū)：與氣溫的日變化反相T

地面水分蒸發(fā)強度

e

T

E

并且E

比e

快因此T

r

同理T

r

近海地區(qū)及其它大型水體的周圍（晴朗穩(wěn)定的天氣條件下）與氣溫的日變化同相海陸風(fēng)（水陸風(fēng)）晝：吹海風(fēng)，潮濕夜：吹陸風(fēng)，干燥相對濕度的日變化時間r夜晝氣溫r時間夜晝氣溫11大多數(shù)地區(qū)：與氣溫的年變化反相T

地面水分蒸發(fā)強度

e

T

E

并且E

比e

快因此T

r

同理T

r

r時間夏季冬季季風(fēng)氣候區(qū)：與氣溫的年變化同相r夏季冬季時間夏季：夏季風(fēng)，來自海洋，潮濕冬季：冬季風(fēng)，來自內(nèi)陸，干燥相對濕度的年變化122.凝結(jié)和凝結(jié)物2.1凝結(jié)條件水汽達到飽和或過飽和狀態(tài)，并有凝結(jié)核存在空氣中水汽的飽和或過飽和實現(xiàn)方式：增大水汽含量：e

e＞E降低溫度：T

T＜Td大氣中常見的降溫過程：①絕熱冷卻②輻射冷卻③平流冷卻④混合冷卻13凝結(jié)核定義：在水汽凝結(jié)過程中起凝結(jié)核心作用的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的氣溶膠質(zhì)粒。

分類：吸濕性凝結(jié)核非吸濕性凝結(jié)核2.1凝結(jié)條件14地面凝結(jié)物露、霜、霧凇、雨凇露和霜：輻射冷卻的產(chǎn)物，形成在晴朗無風(fēng)的夜間和清晨。露：貼地層空氣中的水汽在地面發(fā)生凝結(jié)而形成的小水滴。Td＞0℃霜：貼地層空氣中的水汽在地面發(fā)生凝華而形成的小冰晶。Td＜0℃熱容量小、導(dǎo)熱率小、粗糙的地表易形成露和霜。2.2凝結(jié)物15霧?。焊街跇渲拔矬w迎風(fēng)面上的白色的疏松的凝結(jié)物。分類晶狀霧?。ㄐ”В┝铎F?。ㄐ”＃┯贲。哼^冷卻雨滴落地后凍結(jié)而形成的光滑而透明的冰層。霧凇∨和雨凇∽16近地層大氣中的凝結(jié)物霧：飄浮在近地層空氣中的小水滴和小冰晶。霧的分類：濃度輕霧（靄）＝能見度1～10km

霧≡能見度＜1km組成冰霧：小冰晶水霧：小水滴成因輻射霧：輻射冷卻，晴朗微風(fēng)和夜間和清晨。平流霧：接觸冷卻，冷暖空氣大規(guī)模運動時。平流輻射霧（混合霧）地形霧蒸發(fā)霧17霧的類型18霧形成的條件地面空氣中水汽充足有充足的凝結(jié)核有使水汽凝結(jié)的冷卻過程（輻射、平流、絕熱）風(fēng)力微弱、層結(jié)穩(wěn)定（

<

m<

d）19云（自由大氣中的凝結(jié)物）定義：水汽凝結(jié)物懸浮在自由大氣中形成云。云形成的條件：熱力對流動力抬升大氣波動地形抬升20云（自由大氣中的凝結(jié)物）云的分類：發(fā)生學(xué)分類積狀云（對流云）層狀云波狀云成因微觀學(xué)分類水云、冰云、混合云中國《地面氣象觀測規(guī)范》云族（三族）、云屬（十屬）、云類（29類）21云族云屬學(xué)名簡寫低云100M<H<2000M積云Cu積雨云Cb層積云Sc層云St雨層云Ns中云2000M<H<6000M高層云As高積云Ac高云H>6000M卷云Ci卷層云Cs卷積云Cc云的種類22云的種類和它的分布高度233.降水3.1降水的特征量降水：從天空降落到地面的固態(tài)或液態(tài)的水汽凝結(jié)物。降水變率

用于反映一個地區(qū)降水的變化情況（穩(wěn)定程度）。Ri

某地某年某時期的實際降水量R0

該地同期的多年平均降水量降水絕對變率（降水距平）＝Ri－R0降水平均絕對變率（降水平均距平）＝——————∑|Ri－R0|n降水平均相對變率＝————————×100﹪∑|Ri－R0|／nR0降水相對變率＝————×100﹪Ri－R0R024雨陣雨毛毛雨雪陣雪雨夾雪陣性雨夾雪霰米雪冰粒冰雹,降水分類：降水性質(zhì)連續(xù)性降水主要降自雨層云間歇性降水主要降自層積云和高層云陣性降水主要降自積雨云毛毛狀降水（毛毛雨）主要降自層云降水成因?qū)α饔甑匦斡赇h面雨臺風(fēng)雨3.2

降水的種類25雨雪霰霰

米雪雹冰粒降水體雨和毛毛雨雪和冰針霰和米雪雨夾雪冰粒（凍雨）冰雹降水形態(tài)26降水強度（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＞200.027E水＞e＞E冰H2O水冰充分的水汽供應(yīng)和空氣的絕熱上升運動。凝結(jié)增長云滴的增長凝結(jié)過程碰并過程亂流碰并重力碰并擴散轉(zhuǎn)移水汽的擴散轉(zhuǎn)移過程：冷暖云滴之間：H2OE暖＞e＞E冷暖冷大小云滴之間：H2OE?。緀＞E大小大過冷卻水滴與冰晶之間：（冰晶效應(yīng)）3.3

降水的形成28雨滴的碰并過程29冰晶效應(yīng)303.4

人工影響降水冷云催化原理：使云中產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋?，改變云體微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，促使其產(chǎn)生降水。方法：在云內(nèi)撒播致冷劑，如干冰，丙烷等，使局部云體劇烈冷卻在云內(nèi)引入人工冰核，如碘化銀等暖云催化原理：撒入大水滴或吸濕性核，改變云滴譜分布的均勻性，破壞其穩(wěn)定狀態(tài)，促使碰并過程的進行，導(dǎo)致降水。方法：利用吸濕性物質(zhì)催化暖云降水，如食鹽，氯化鈣等直接噴撒大水滴影響暖云降水313.5降水的空間分布323.5全球降水帶的空間分布赤道多雨帶：年降水量在2000-3000mm之間，主要是由于氣溫高，水汽充足，上升氣流強，多對流雨而致。副熱帶少雨帶：信風(fēng)帶的西岸，副熱帶地區(qū)的中部，年降水量小于200mm。主要是由于副熱帶高壓的下沉氣流控制和信風(fēng)帶的背風(fēng)海岸，風(fēng)從陸地吹向海洋而形成的。中緯度多雨帶：西風(fēng)帶大陸西岸，年降水量在500-1000mm之間。主要是由于負來自海洋中的暖洋流表面，含水量多；另外此地區(qū)又是冷暖空氣相交匯的地區(qū)，多鋒面，多氣旋。高緯少雨帶：緯度高，氣溫低，降水少，年降水量小于300mm。