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* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第五章 大气中的水分 第一节 水循环 一. 概念 1.水循环 自然界的水在四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。 2.水圈 地球上各类水体，通过水循环形成了一个连续而统一的整体——水圈 地面向上1.5公里，向下1公里的土壤层组成。 3.大小循环 大循环： 又称外循环或海陆循环，它是发生在海洋与陆地之间的水交换过程。 小循环： 又称内部循环，是发生在海洋与大气（或陆地与大气）之间的水交换过程 。 差别：水汽输送是否跨越了海陆的界线 二．全球水资源 P108表5-1 淡水占2.7%（主要在极冰）， 咸水占97.3（主要在海洋）。 地球上可利用的淡水资源分布和人口资源分布情况图 三．大气的水 含量：0.001%（占总水量） 水源: 江、河、湖、海及潮湿的下垫面。 特别是占地球70%以上的洋面，其 中的热带洋面，温度高蒸发量大， 是大气最重要的水源。 四．地球大气中水循环过程 沿水圈进行的水循环包含许多复杂的过程。 最重要的过程有两个： 降水过程：水汽输送 辐合上升 凝结 成云 致雨 蒸发过程：水 水汽 大气中有许多现象与蒸发凝结关系密切，蒸发和凝结是水相变的两种过程： 蒸发、凝结对水文和气象过程有较大影响。 第二节?? 蒸发 一.影响因素 静止大气中： （5-5） 上式称为道尔顿定律，它表明蒸发速度与饱和差及分子扩散系数成正比，而与气压成反比。 自然界中： 影响蒸发速度的主要因子有四个： 水源、热源、饱和差、风速与湍流扩散强度。 二．蒸发量确定 1．水量平衡法 2．蒸渗仪法 3．涡度相关法 4．红外遥感法 5．波文比－能量平衡法 6．空气动力学方法 7．能量平衡－空气动力学综合法 8．SPAC水分传输综合模拟法 9．互补相关法 第三节 水分方程和可降水量 一.大气可降水量 1．定义 单位面积整个大气柱中的水汽全部凝结水并降至地面。 2.计算公式 设单位面积（1cm2 ）厚度为dz的湿空气块的水汽量为： (5-26) 从地面到高度z气柱内的水汽量： 地面以上整个大气柱中的总水汽量： （5-28） 即为可降水量。 近似表示为： 2. 水汽平衡方程 ：整个气柱中可降水量的变化 整个气柱中水汽通量散度—— 单位时间里，在单位体积内汇合进来或辐射出去的水汽克数。 P: 降水率—单位时间单位面积的降水量 E ：单位面积蒸发量(蒸发率） 在区域面积A上取平均： 地面上平均蒸发率和平均降水率之差，等于所讨论的气柱内水汽含量的平均变化率与穿过气柱竖直侧面面积平均水汽输送率之和. (5-21) 第四节 凝结 一.大气中的水汽凝结条件 理论上e=es 就会发生凝结 1.有利的条件 （ 1）凝结（华）核 P120 （ 2）水汽达到饱和 大气中水汽达到饱和的两种途径： 水汽增加 湿空气上升 2.有利水汽凝结的气象条件 有利湿润空气上升天气条件： 低值系统、切变线、锋面等。P121 二．地面的凝结现象 1．露、霜 成因： 日落后地面冷却，接近地表气层冷却到露点温度以下，潮湿的空气与较冷的物体表面相接触形成。地表气温大于0oC凝结为露，气温小于0oC ，凝结成霜。 有利天气条件： 天空无云或有很薄的高云 有微风的夜晚 霜的成因除辐射冷却外 冷平流以后或洼地上积聚冷空气都有利于它形成。 常成为平流霜或洼地霜，他们又常因为辐射冷却作用而加强。 2．雾凇和雨凇