第四章 水分.ppt

第四章 水分 一、空气湿度 二、蒸发和蒸腾 三、水汽凝结和大气降水 四、水分与农业 第二节 蒸发和蒸腾 蒸发是水分从液态变为汽态的物理过程，是水分循环的起点，是地表水分平衡、热量平衡的重要组成部分。 广义的蒸发应该包括： 陆面蒸发 水面蒸发 植被蒸腾 冰雪升华 三 、 植物蒸腾 1、植物的蒸腾作用 ?要了解植物叶子的蒸腾过程及叶子的气孔阻抗 如果叶片不蒸腾，则全部热量将都用于H 即Rn=H+LE=H 则H= Rn 如果此时土壤干旱无水供蒸腾，叶温将升高。 重要结论：如农田作物叶片明显升温，说明农田已缺水了，需进行灌溉了。 蒸散量测定方法 器测法 　　 应用蒸散计(内装生长着植物的土样的柱状仪器)定期测定土壤水分损失量。 经验公式法 　　用数理统计方法，确定蒸散量与各种气候要素的相关关系，建立计算蒸散量的经验方程。 水分平衡法 　　在地下水较深，对根分布层无水分补给的情况下，通过定期测定降雨量和土壤水分含量以确定蒸散量。 湍流交换法 　　通过测定近地面层的水汽梯度和湍流系数以计算水分的垂直通量，从而确定蒸散量。 热量平衡法 　　通过测定地表热量收支的各分量以确定消耗于蒸散的热量。 综合法 　　综合应用热量平衡方程和湍流交换方程计算可能蒸散量(见可能蒸散量)，再用可能蒸散量和土壤水分含量及植被状况参数建立函数关系，计算实际蒸散量。 蒸发变化与气温变化相同 蒸发量的空间分布，因气温高低、海陆分布、水汽含量多少等而发生变化 ：低纬度气温高，蒸发量也大；在温度相同的情况下，海洋蒸发量多与大陆，并有自沿海向内陆显著减少的趋势； 蒸发量与所在地区的降水量也有关系 降水量多的地方蒸发量也大；反之，蒸发量小；干旱地区蒸发能力强，而实际蒸发量却很少。 地面蒸发分布 1. 全球蒸发分布的特点： ①高纬度地区蒸发小（能量少）； ②中纬度和低纬度地区，海洋蒸发（水源充足）高于大陆蒸发； ③西太平洋和大西洋，冬季蒸发量最大（风大，暖洋流）； ④洋面最大蒸发位于信风带（风大），赤道有一个低值区（冷水、无风）； ⑤陆地蒸发最大值在赤道（地表吸收的太阳辐射能量较多，植被茂盛）；次高值在中纬度的西风带（风速大）。 2. 我国地面蒸发分布的特点： ①蒸发量从东南向西北减少； ②长江流域以南、东南沿海及两湖盆地蒸发较大（地表水分较大）； ③西部内陆，气候干燥，降水小，蒸发小。 ④冬季蒸发小，夏季蒸发大。 雾淞 云是空中凝结物，空气对流、锋面抬升、地形抬升等作用使空气上升到凝结高度时，就会形成云。 　“云吃雾下，雾吃云晴”　　见到雾之后来了云，可能低气压要来临，是下雨的兆头。反之，如云消雾起，表示低气压已过，晴朗天气即将来临。 　　 云的演变能预示未来天气的变化：云是天气变化最明显、最直接的标志，云的形状、数量、移动、颜色、厚度以及出现方位等反映了大气的运动和水分状态。 湿空气达到饱和的主要途径 – 对流 锋面体系 气团辐合 地形抬升 云的形成条件和分类 洁白光亮、一丝一缕的叫“卷”；弥漫大片，看不见边缘的叫“层”；一堆堆、一团团的叫“积”。 （1）热力对流 （积状云） 指地表受热不均和大气层结不稳定引起的对流上升运动。 积云，平底，向上发展 积雨云在13分钟内的发展 强烈发展的积雨云1 强烈发展的积雨云2 强烈发展的积雨云3 （2）动力抬升 （层状云） 指暖湿气流受锋面、辐合气流的作用所引起的大范围上升运动。 层 云 雨层云 高层云 卷云1 卷云2 卷云3 卷层云2 ★ 晕 波状云2 旗云（地形云） 火山云 UFO云（地形云） 镜状云（地形云） （5）特殊云状的形成 堡状、絮状、悬球状、荚状等 冰雹的增长 冰雹的干增长 在含水量小而温度低的云区，因为冰雹碰并的水量少，因而冻结释放的潜热也少。再加气温低，雹块散热快，因此碰撞雹块的过冷水滴未及从冰雹表面漫流开来就已冻结为冰，在一定的程度上保持其圆球形，冻滴之间留有许多空隙，形成不透明层次。 冰雹的湿增长 相反，如果云的含水量比较大，环境气温也不太低，则冰雹的散热不及冻结潜热释放的快，被碰撞水滴只能有一部分冻结，过冷水在冰雹表面铺展成水膜，冻结过程在水与冰的交界面上进行，形成的冰层透明而密度大。 冰雹云结构 冰雹的增长过程 1、雹胚沿主上升气流边缘上升增长，可增大到1mm 2、被上升气流带到前方弱上升气流区 3、在上升气流前面下落入雹胚帘，可增大到5mm 4、从雹胚帘底随主上升气流上升迅速增长 5、在上升气流边缘下落 4-5可多次重复 6、冰雹在零度层上与过冷水碰并 7、长到足够大后下落到地面