水存在三種相位氣態(tài)液態(tài)固態(tài)

1、水存在三種相位：氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)任兩種相位發(fā)生變換時，都會釋放或吸收潛熱固態(tài)冰凝結(jié)蒸發(fā)氣態(tài)汽吸收潛熱液態(tài)水在 晴朗的夜晚，地面由於比熱小，長波輻射使得溫度下降得比 空氣快速，接觸到地面的土石及生長在其上的植物等的空氣溫度 也下降得比較快速，當(dāng)那裡的氣溫降到露 點溫度時，空氣就飽 和了，於是水汽凝結(jié)成水，附著在植物的葉子上、石縫中，這就 是露水。再由於水的外表張力，使得水形成圓球狀，稱為露珠。如果露點溫度比攝氏零度低，水汽凝結(jié)成冰，稱為霜。下圖左邊是露，右邊是霜。由於空氣塊上升時，環(huán)境的氣壓越來越小，空氣塊的體積 變大，在絕熱的情況下，氣溫下降。這種空氣塊溫度隨高度的升 高而下降的情形，稱為絕熱

2、冷卻，因此而有的溫度和高度的關(guān)係稱為絕熱遞減率，當(dāng)空氣裡沒有水汽時，大約是每上升一公里 降低十度。如果空氣塊中含有水汽時，在它達(dá)到飽和之前並不會 有水汽凝結(jié)，所 以情況和乾空氣沒有什麼兩樣。但到了飽和的 高度以後，水汽凝結(jié)放出潛熱，而且在空氣塊持續(xù)上升的過程中 持續(xù)放出潛熱，假設(shè)沒有下雨將熱帶走的話，空氣塊在體積變大的同時，還有潛熱會加進(jìn)去，所以這時的溫度遞減率會明顯的 比和乾空氣時為小，稱為濕絕熱遞減率。(圖取材自"TheAtmosphere and the Scie nee of Weather", Morga n,)94SDK割 亙 rF10TFMPFRATliPP

3、瞰 »凝結(jié)核大約是0.2微米左右的大小，當(dāng)它吸足水時可以漲大到 20微米，那就 是我們看到的雲(yún)滴。可是下下來的雨滴的大小卻有 2000微米，可見由雲(yún)滴發(fā)展 到雨滴是需要經(jīng)過一些過程。圖摘自 Ahre ns' "Meteorology Today"當(dāng)水滴或冰晶長得夠大，以至於上升氣流無法支撐它懸浮在雲(yún)中時，就會落 下來，跑出雲(yún)層並且落到地面上來。如果在到達(dá)地面上時已經(jīng)融解為水滴，稱為 下雨；如 果還是冰晶狀態(tài)，稱為下雪。當(dāng)雲(yún)的對流特別強(qiáng)盛，上升氣流使得雲(yún) 裡面的冰晶變大，落下來，又被強(qiáng)大上升帶上去，再凝固，如此反覆屢次時，就 會結(jié)成頗大的冰球。這個冰球終究會

4、長大到即使強(qiáng)大上升氣流都無法支撐時， 就落下來成為冰雹hail。下圖取材自 Ahrens' "Meteorology Today/'Low liquid water(nimbostratus)High liquid water (cumulonimbus)R?ming #RimedCrystalsICE CRYSTALSDiffusion*厶Large CrystalsSnowflakesRain SnowGrauoel當(dāng) 空氣呈飽和狀態(tài)時，水汽凝結(jié)成小水滴，這和雲(yún)滴的成因大 致是類似的。霧裡的水滴大約是在 1微米左右，對可見光而言 是構(gòu)成米氏散射的條件，故散射的是白

5、色的光，而顯得白茫茫一 片。也由於光在霧中散射掉了，因此相隔較遠(yuǎn)的物體的光線隨著 距離而減 弱，所以變得模糊。霧越濃衰減越嚴(yán)重，物體發(fā)射的 光還沒到達(dá)人的眼睛就被散射殆盡，而看不見了。在霧或霾中， 肉眼可以辨識物體的距離稱為能見度。下圖 由左向右及由 上向下顯示霧由濃轉(zhuǎn)淡的過程(取材自"In ternatio nal Cloud Atlas, Vol.ll", WMO, 1987)霾 是由空氣中的懸浮粒子散射可見光而造成的現(xiàn)象。懸浮粒子有灰塵、鹽粒、水滴甚至於有火山灰等，在乾燥的大氣中它們大 致是在0.1微米左右，會散射黃、紅色光，使得天空不再是湛藍(lán) 的顏色。下圖是瑞典鄉(xiāng)下拍的系列照片，時間由上至下，最上面 一張是早晨09:44,最下面一張是14:07的;狀況。在09:44時，空 氣中有薄薄的霾，遠(yuǎn)方的山林及低層天空有點灰灰的乳白色的-Milky white 不透明感，遠(yuǎn)處的山甚至於都不見了。隨著時間 的發(fā)展，霾逐漸消失，到了 14:07天空恢復(fù)成湛藍(lán)色，而且遠(yuǎn)處取材自O(shè)"In ternatio nal不下雨的雲(yún)主要由雲(yún)滴小水滴所組成，雲(yún)滴比分子大許多，大致為20微米大小的雲(yún)滴可以散射出各種光譜，但因為雲(yún)是一團(tuán)紊亂的對流體，雲(yún)滴的分佈 也是非 常雜亂的，向四面八方散射的各種顏色的光，加在一起就成了白色。而 再大一點的