第三章大氣的水分

第一節蒸發和凝結第二節地表面和大氣中的凝結現象第三節降水一、水相變化

1.物理過程：分子運動論N＞n蒸發(未飽和)，N=n動態平衡(飽和)，N＜n凝結(過飽和)第一節

蒸發和凝結

氣象判斷：e(實有水汽壓)與

E(飽和水氣壓)

2.三相圖：“二點、三區域、四曲線”

(1)三區域：冰、水、水汽。在三個區域內不存在任何動態平衡

3.相變潛熱(2)四曲線：OA為蒸發曲線（線上水和水汽是處于平衡狀況，不在該線上的點不可能處于動態平衡狀況）；OB為升華線（冰和水汽達到動態平衡的曲線）；OB’為過冷水蒸發曲線（過冷水和水汽之間動態平衡）；OC為融解曲線（表示冰和水達到平衡時飽和水汽壓和溫度之間的關系曲線。)(3)兩點：O點為三相點，表示在該點上才有可能三相之間的動態平衡。（T0=0.0076℃，E0=6.11hPa）K點為臨界點，表示飽和水汽壓和溫度超過K點時只存在氣態。（TK=374K，EK=218個大氣壓）二、飽和水汽壓

1.蒸發面的溫度：按指數規律迅速增大(暴雨發生在暖季?)2.蒸發面性質(1)同溫下E冰面<E過冷水面（冰晶效應?）(2)E溶液面<E純水面(3)E帶電面<E不帶電3.蒸發面形狀：

E凹面

<E平面

<E凸面

(凝結增長?)在溫度一定情況下，單位體積空氣中的水汽量有一定限度，如果水汽含量達到此限度，空氣就呈飽和狀態，這時的空氣，稱飽和空氣。飽和空氣的水汽壓（E）稱飽和水汽壓，也叫最大水汽壓。

t℃0-5-10-11-12-15-20-25-30-35-40-50Es6.108-102.9632.6442.44l1.9421.2540.8070.5090.3140.1890.064Ei6.1084.2152.5972.3762.1721.6521.0320.6320.3800.2230.1280.039△E02.9630.2660.2680.2690.2600.2220.1750.1290.0910.06l0.025過冷水：水的溫度在0℃以下，甚至在-20—30℃以下仍不結冰，處于這種情況下的水，稱為過冷卻水。

水面：α、β分別為7.63和241.9

冰面：α、β分別是9.5和265.5

三、影響蒸發的因素水源熱源飽和差（E-e）

風速與湍流擴散

道爾頓定律：W（蒸發速度）、飽和差（E-e）及分子擴散系數（A）成正比，氣壓（P）成反比。

四、濕度隨時間的變化：日變化、年變化

絕對濕度：單位體積空氣中所含的水汽質量，即空氣當中水汽的密度，單位為g/m3

相對濕度：空氣中實有水汽壓(e)與飽和水汽壓(E)的比值。

f=e*100%/E

五、大氣中水汽凝結的條件

一是有凝結核或凝華核的存在二是大氣中水汽要達到飽和或過飽和狀態

(1)暖水面蒸發(改變e)(2)空氣的冷卻（改變E）

絕熱冷卻：云輻射冷卻：霧平流冷卻：混合冷卻：第二節

地表面和大氣中的凝結現象

一、地面的水汽凝結物

（一）露和霜

形成條件：晴朗、微風

霜凍：指在農作物生長季節里，地面和植物表面溫度下降到足以引起農作物遭受傷害或者死亡的低溫；而霜是指白色固體凝結物。二者是有區別的。

（二）霧凇和雨凇

霧凇：是形成于樹枝上、電線上或其它地物迎風面上的白色疏松的微小冰晶或冰粒。

雨凇：是形成在地面或地物迎風面上的透明的或毛玻璃狀的緊密冰層。二、近地面層空氣中的凝結

霧：是懸浮于近地面空氣中的大量水滴或冰晶，使水平能見度小于1km的物理現象。根據霧形成的天氣條件分為：氣團霧及鋒面霧；根據氣團霧的形成條件分為冷卻霧、蒸發霧及混合霧。根據冷卻過程不同冷卻霧又分為：輻射霧、平流霧及上坡霧等。

1.輻射霧：是由地面輻射冷卻使貼地氣層變冷而形成的。

2.平流霧：是暖濕空氣流經冷的下墊面而逐漸冷卻形成。

3.上坡霧：穩定的空氣沿高地或山坡上升時因絕熱冷卻而形成。三、云云：空氣中由水滴和冰晶所組成的聚合物。

(一)云的形成條件和分類

形成條件：①凝結核；②空氣水汽飽和

(大氣上升：熱力對流、動力抬升、大氣波動、地形抬升）

分類（表3.3）：3族11屬(二)各種云的形成

1.積狀云的形成：空氣對流上升，垂直發展的云塊。

分為淡積云、濃積云和積雨云。

2.層狀云的形成：是均勻幕狀的云層，常具有較大的水平范圍，其中包括卷層云(卷云)、高層云及雨層云。3.波狀云的形成：波狀云是波浪起伏的云層。

包括卷積云，高積云、層積云。

4.特殊云狀的形成：

如堡狀、絮狀、懸球狀、莢狀等。淡積云濃積云積雨云卷云鉤卷云高層云層云透光卷積云透光高積云透光層積云堡狀云莢狀云彩虹龍卷風彩虹龍卷風第三節降水

降水：從云中降到地面上的液態或固態水。常見的降水形式有雨、雪、霰、冰雹等。描述物理量：降水量、降水強度

一、云滴增長的物理過程

云滴：半徑小于100um的水滴

雨滴：半徑大于100um的水滴，標準雨滴半徑為1000um。

(一)云滴凝結(或凝華)增長

冰晶效應、凝結增長、冷暖共存云滴

(二)云滴的沖并增長

圖3-13大小水滴在下落過程中的沖并二、雨和雪的形成三、各類云的降水：積狀云、層狀云、波狀云

四、人工影響云雨：冷云、暖云的人工降水五、降水分布

1.在帶狀分布中有三個主要特點：

①有一個赤道降水最大值，其位置和熱赤道一樣略偏在北半球；②高緯度的降水總量很小；③在副熱帶緯度是一個次低值。

2.影響因子：大氣的運動、