水资源评价与管理-降水与蒸发.pptVIP

第二章 降水与蒸发 内容摘要 本章主要介绍水汽含量的估算方法，雨量测站和资料选用的要求，降水资料的三性审查，降水量分析计算的内容，蒸发的基本概念，水面蒸发、陆面蒸发和干旱指数的计算方法。降水量、蒸发量及Cv值等值线图的绘制方法等。 目录第一节 大气水分的循环与平衡 第二节 降水资料的收集与审查 第三节 降水资料的插补展延 第四节 降水量分析计算 第五节 蒸发的概念第六节 水面蒸发分析计算第七节 陆面蒸发分析计算第八节 干旱指数的确定第九节 蒸发计算提供的主要成果 大气水的概念 以水汽、水滴和冰晶形式存在于大气中的水。大气水是降水的来源。每天全球有12％的大气水降落到陆地或海面上。其全球大气水平均更新时间为8.1天。 水汽水滴冰晶第一节 大气水分的循环与平衡 ①可以进行三态转化。在地球的温度和压力条件下，水汽是大气中唯一的可以进行物质三态（气体、液体、固体）互相转化的物质。氮、氧、氩，则仅以气体状态存在于大气中 大气水的三个特殊性第一节 大气水分的循环与平衡 ②频繁地进出下垫面。干空气可以进、出海水和土壤（地球下垫面）的数量非常小，气象学里几乎忽略这个物理过程。但是，大气水分的情况就不同了。每年进出下垫面（海洋和土壤）的水分的数量几乎是空中水分数量的50倍。发生在大气下界的这个激烈过程就是大气水分以“降雨、下雪”的形式进入下垫面和以“蒸发”形式从下垫面排除。第一节 大气水分的循环与平衡 ③固体和液体的水分以小颗粒的集合状态（即云）存在于空中。大气密度大约是以固体的冰或者液体的水的千分之一，从物理学知识看，大气中的冰或者水就应当以自由落体的高速度掉下来（析出大气）。但是，大气中的固体、液体水分不是一般意义下的冰和水，它们都是以非常小的颗粒状态存在于大气中。这些小颗粒的集体就是我们熟悉的各种“云”。这些云在大气中广泛存在，自由飘动。一旦以小颗粒状态存在于地球中的水分（云）迅速变成了大颗粒，它们就加快了下降速度。几分钟的时间它们就从高空落到下垫面（降雨和下雪）。第一节 大气水分的循环与平衡 ①大气水的含量不是常数，一般高纬度低于低纬度。在纬度70°，平均大气水汽含量为0.2％；50°为0.9％；赤道为2.6％。②水汽密度随高度显著变化。大约90％的水汽含量集中在地面以上0～5km大气层中。大气水的分布特征第一节 大气水分的循环与平衡 大气水分循环 大气水分循环的要素是大气水汽含量、大气降水和蒸发。 大陆上(或海洋上)的水分循环有两个系统,即水分内循环和水分的外循环。水分的内循环是指大陆上(或海洋上)水分蒸发的水汽进入大气,经凝结成云,产生降水,降落到原大陆上(或原海洋上)所完成的循环。水分的外循环是指从海洋上蒸发的水汽中一部分随着气流输送到大陆上空与大陆上蒸发的水汽汇合,凝结成云,形成降水,降落到地面,除部分被蒸发外,其余均经江河等迳流流回海洋,补偿海洋蒸发失去的水分,所完成的海洋与大陆间的水分循环。第一节 大气水分的循环与平衡 第一节 大气水分的循环与平衡 为大气水汽含量（可降水量的变量）的变量。式中各变量可以取多年平均值。若区域大气水平衡方程：则得第一节 大气水分的循环与平衡 区域大气水输出方式 ①由大气平流方式直接输出研究区域； ②通过降水和地表凝结，使部分大气水转化为地表水或地下水，其中一部分通过河网流出研究区； ③降落在地表的雨水（雪），通过蒸发又转化为大气水，在一定的天气条件下，它又有一部分降落到地面，形成河流径流，流出区域外，剩下的部分随着大气环流以大气水的形态输出研究区外。 第一节 大气水分的循环与平衡 大气水分输送量的计算 ①将评价区概化为经向和纬向直角多边形，采用边界附近探空气象站的风向、风速和温度资料，计算各边界的水汽输入量和输出量；②统计评价区水汽的总输入量、输出量和净输入量，并分析年内、年际变化；③根据评价区内探空气象站的湿度资料，估算评价区上空大气中的水汽含量。ps为地面气压；pz为计算断面的上界气压（102pa）；q为比湿（g/kg）；v为风速矢量（m/s）；g为重力加速度。第一节 大气水分的循环与平衡 我国大气水分输送量及其年内、年际变化 中国大陆上空历年输入量、输出量及其净输入量变化比较大。中国大陆上空的水汽主要是从南边界输入，占42％，东边界输入占23.5％；输出主要是东边界，占68％。所以，我国水汽输送的特点是以经向输入（59.3％）和纬向输出（69.7％）为主。水汽输入随季节变化，不同的边界有不同的季节变化。第一节 大气水分的循环与平衡 第二节 降水资料的收集与审查 降水资料收集 来源雨量站水文年鉴水文手册水文资料水文特征统计 资料要求1）尽可能使选择资料的雨量站在评价区内分布均匀，同时又