氣象學(xué)大氣水分課件

第四章水分第四章水分1空氣濕度第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)蒸發(fā)與蒸騰

水汽凝結(jié)與大氣降水退出第四節(jié)水分與農(nóng)業(yè)

第四章水分空氣濕度第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)蒸發(fā)與蒸騰水汽凝結(jié)與大氣降水退出2二三第一節(jié)空氣濕度（airhumidity)空氣濕度的表示方法空氣濕度的時(shí)空變化一水的相變二三第一節(jié)空氣濕度（airhumidity)空氣濕度的表3一、水的相變

水汽是大氣中唯一能發(fā)生相變的氣體，水的三相為水汽、水、冰。水相變化的物理過(guò)程

從分子運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)看，水相變化是各相之間分子交換的過(guò)程。水相變化中的三種過(guò)程

在水和水汽共存的系統(tǒng)中，存在三種過(guò)程：蒸發(fā)過(guò)程、凝結(jié)過(guò)程和動(dòng)態(tài)平衡。氣象學(xué)上用空氣濕度表示大氣中水汽含量的多少一、水的相變水汽是大氣中唯一能發(fā)生相變的氣體，4二、空氣濕度的表示方法1.水汽壓(watervapourpressure)

水汽壓（e）：空氣中水汽產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

水汽壓可以直接表示空氣中水汽含量的多少。水汽壓?jiǎn)挝唬喊倥粒╤Pa），毫米汞柱mmHg飽和水汽壓：空氣中水汽達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的水汽壓(saturation/equilibriumvapourpressure)，用E或es表示。二、空氣濕度的表示方法1.水汽壓(watervapour5(1)物態(tài)

同溫度下冰面E冰<E水飽和水汽壓E的影響因素云中，冰晶與過(guò)冷卻水滴常常并存，若E冰<e<E水，則水滴將蒸發(fā)而逐漸縮小，冰晶將不斷凝華而增大，水分子不斷從水滴向冰晶轉(zhuǎn)移，這就是“冰晶效應(yīng)”E受物態(tài)、蒸發(fā)面形狀、水溶液濃度、溫度等因素影響。凝結(jié)增長(zhǎng)大小水滴共存(1)物態(tài)同溫度下冰面E冰<E水飽和水汽壓E的影響因素云6(2)蒸發(fā)面形狀

當(dāng)蒸發(fā)面曲率半徑<1μm，與水分子半徑相近時(shí)，蒸發(fā)面形狀會(huì)影響E的大小。飽和水汽壓的影響因素(2)蒸發(fā)面形狀飽和水汽壓的影響因素7(3)云中水滴大小

云中水滴大小不一，曲率不同，若實(shí)際水汽壓介于大小水滴的E之間時(shí)(E大<e<E小)，小水滴因蒸發(fā)而縮小，大水滴因凝結(jié)而增大。飽和水汽壓的影響因素凝結(jié)增長(zhǎng)(3)云中水滴大小飽和水汽壓的影響因素凝結(jié)增長(zhǎng)8(4)蒸發(fā)面濃度

當(dāng)蒸發(fā)面濃度的不同，也會(huì)影響E的大小。因?yàn)闈舛却蟮囊后w表面水分子占據(jù)的面積小，單位時(shí)間內(nèi)逸出的水分子就少。飽和水汽壓的影響因素(4)蒸發(fā)面濃度飽和水汽壓的影響因素9(5)溫度

這是影響飽和水汽壓的最主要的因素。溫度(℃)-30-20-100102030E(hPa)0.51.22.96.112.323.442.5不同溫度下的飽和水汽壓飽和水汽壓與溫度的關(guān)系，可用泰登(Teten)公式表示：其中es0＝6.1hPa,表示０℃時(shí)的飽和水汽壓。課本的表示以e為底的指數(shù)函數(shù)(5)溫度這是影響飽和水汽壓的最主要的因素。溫度(℃)-10

飽和水汽壓與溫度關(guān)系曲線飽和水汽壓(E)溫度(℃)飽和水汽壓與溫度關(guān)系曲線飽和水汽壓(E)溫度(℃)11

絕對(duì)濕度(ρw)就是單位體積濕空氣中所含的水汽質(zhì)量，也即為水汽密度(watervapordensity)?？杀硎究諝庵兴慕^對(duì)含量。根據(jù)氣體的狀態(tài)方程，它與水汽壓的關(guān)系是：2.絕對(duì)濕度(absolutehumidity)

其中T為氣溫，ea為實(shí)際水汽壓，Rw為水汽的比氣體常數(shù)。絕對(duì)濕度(ρw)就是單位體積濕空氣中所含的水汽質(zhì)量12相對(duì)濕度（r）：空氣中實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的百分比。即：3.相對(duì)濕度(relativehumidity)

相對(duì)濕度可表示空氣距飽和狀態(tài)的遠(yuǎn)近程度，但并沒有說(shuō)明空氣中實(shí)際水汽含量的多少。相對(duì)濕度（r）：空氣中實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和13相對(duì)濕度的影響因素

相對(duì)濕度主要取決于空氣中的水汽含量和溫度。

而當(dāng)水汽含量一定時(shí)，氣溫越高，相對(duì)濕度越??；當(dāng)溫度一定時(shí)，水汽含量越多，相對(duì)濕度越大。相對(duì)濕度的影響因素相對(duì)濕度主要取決于14飽和差（d）：同溫度下的飽和水汽壓與空氣中實(shí)際水汽壓之差。即：d=es-ea

飽和差表示空氣中的水汽含量與飽和時(shí)的水汽含量之間的差距，但不表示空氣中水汽含量的多少。4.飽和差（saturationdeficit/deficiency)當(dāng)溫度一定時(shí)，水汽含量越多，飽和差越??；而當(dāng)水汽含量一定時(shí)，氣溫越高，飽和差越大。飽和差（d）：同溫度下的飽和水汽壓與空氣中實(shí)際水汽壓15

首先對(duì)照下表，看三個(gè)實(shí)際例子。5.露點(diǎn)溫度(dew-pointtemperature)溫度(℃)-30-20-100102030E(hPa)0.51.22.96.112.323.442.5不同溫度下的飽和水汽壓(1)設(shè)有一氣溫為20℃，水汽壓為12.3hPa的氣塊，它是不飽和的。如果將其降溫至10℃，就達(dá)到飽和。(2)氣溫為20℃，水汽壓為6.1hPa的氣塊，它也是不飽和的。如果將其降溫至0℃，就達(dá)到飽和。(3)氣溫為30℃，水汽壓為6.1hPa的氣塊，它也是不飽和的。如果將其降溫至0℃，就達(dá)到飽和。首先對(duì)照下表，看三個(gè)實(shí)際例子。5.露點(diǎn)溫度(dew-p16溫度(℃)-30-20-100102030E(hPa)0.51.22.96.112.323.442.5不同溫度下的飽和水汽壓

上面的例子說(shuō)明：含有水汽、但不飽和的空氣塊，可以通過(guò)降低溫度達(dá)到飽和，如果在這個(gè)溫度下再降溫，則會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象。因此這個(gè)溫度是夜間地面出現(xiàn)露水的起點(diǎn)溫度。所以有定義：露點(diǎn)溫度(td)：對(duì)含有水汽的濕空氣，在不改變氣壓與水汽含量的條件下通過(guò)降溫使其達(dá)到飽和時(shí)的溫度，單位為℃。溫度(℃)-30-20-100102030E(hPa)0.5171.空氣濕度的空間變化

水汽壓的垂直變化

水汽主要集中在對(duì)流層的下部，且隨高度上升而迅速降低。水汽壓隨高度的變化可近似用下式表示：三、空氣濕度的時(shí)空變化

其中β為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般取5000m。

相對(duì)濕度隨高度的變化則比較復(fù)雜。1.空氣濕度的空間變化三、空氣濕度的時(shí)空變化其中β為18

2.空氣濕度的時(shí)間變化

（1）水汽壓的日、年變化日變化海洋型：地面水分充分供應(yīng)，亂流不強(qiáng)的地區(qū) 水汽壓與氣溫變化一致：emax~14:00，emin~日出前大陸型：地面水分供應(yīng)不夠充分，或亂流較強(qiáng)的地區(qū)，水汽壓變化曲線為雙峰型：emax~9:00-10:00，21:00-22:00 emin~日出前，14:00-15:00

年變化

與溫度變化一致：emax~7月，emin~1月2.空氣濕度的時(shí)間變化19

水汽壓的日變化------海洋型——大陸型水汽壓的日變化------海洋型20

從相對(duì)濕度的定義可知：相對(duì)濕度隨飽和水汽壓的增大而減小，而飽和水汽壓又隨溫度的升高而迅速增大，因此相對(duì)濕度一般隨溫度的升高而減小。（2）相對(duì)濕度的變化相對(duì)濕度的日變化：

幾乎與溫度的變化相反。

相對(duì)濕度的日變化------b氣溫——a相對(duì)濕度從相對(duì)濕度的定義可知：相對(duì)濕度隨飽和21

相對(duì)濕度的年變化：

一般來(lái)說(shuō)冬季最大，夏季最小；

但在季風(fēng)氣候區(qū)，冬季受寒冷大陸冷空氣影響，寒冷干燥；夏季受海洋氣流的影響，炎熱濕潤(rùn)，所以相對(duì)濕度的變化與氣溫相同。相對(duì)濕度的年變化：22一二第二節(jié)蒸發(fā)與蒸騰

水面蒸發(fā)土壤水分的蒸發(fā)一二第二節(jié)蒸發(fā)與蒸騰水面蒸發(fā)土壤水分的蒸發(fā)23一.水面蒸發(fā)(Evaporation)

蒸發(fā)速率（W0)：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位面積上蒸發(fā)的水量。單位有mm/d和g/cm2·d，二者的關(guān)系是： 1g/cm2·d=10mm/d水面蒸發(fā)速率可用道爾頓(Dalton)蒸發(fā)公式表示：

其中esw為水面溫度下的飽和水汽壓，ea為空氣中的實(shí)際水汽壓，P為氣壓，C為與風(fēng)速有關(guān)的常數(shù)。一.水面蒸發(fā)(Evaporation)蒸發(fā)24水面蒸發(fā)速率的影響因素根據(jù)道爾頓蒸發(fā)公式：可知：水面蒸發(fā)速率的主要影響因素為：1.水面溫度

溫度越高，蒸發(fā)越快；2.水汽壓溫度一定時(shí)，空氣中水汽壓越小（越干燥），蒸發(fā)越快；3.氣壓

氣壓越小，蒸發(fā)量越大；4.風(fēng)速

風(fēng)速越大，蒸發(fā)量也越大；5.溶質(zhì)濃度

濃度越大，蒸發(fā)量越小。水面蒸發(fā)速率的影響因素根據(jù)道爾頓蒸發(fā)公式：可知：水面蒸發(fā)速率251.土壤水分蒸發(fā)的方式:水分由毛細(xì)管上升到土壤表面后汽化

這種方式主要受氣象因子影響，影響因素與水面蒸發(fā)過(guò)程類似。二.土壤水分的蒸發(fā)水分在土壤中汽化，然后通過(guò)土壤孔隙擴(kuò)散進(jìn)入大氣

這種過(guò)程與氣象因子基本上沒有什么關(guān)系，蒸發(fā)速率主要受土壤因素（如土壤類型、結(jié)構(gòu)、孔隙度等）的影響。1.土壤水分蒸發(fā)的方式:二.土壤水分的蒸發(fā)水分在土壤中汽26土壤中水分由多到少的過(guò)程大致經(jīng)歷三個(gè)階段：(1)穩(wěn)高階段

在土壤水分較多的階段，蒸發(fā)主要通過(guò)第一種方式進(jìn)行。2.土壤水分蒸發(fā)過(guò)程(2)速降階段

土壤水分含量迅速降低，只有部分毛細(xì)管起作用，蒸發(fā)通過(guò)兩種方式進(jìn)行。(3)穩(wěn)低階段

土壤水分很低，毛細(xì)管失去了傳導(dǎo)水分的作用，蒸發(fā)只能通過(guò)第二種方式進(jìn)行。在穩(wěn)高階段，蒸發(fā)過(guò)程主要受氣象因子影響；在穩(wěn)低階段，蒸發(fā)速率主要受土壤因素的影響；而在速降階段，氣象因子和土壤因子都對(duì)蒸發(fā)過(guò)程有影響。土壤中水分由多到少的過(guò)程大致經(jīng)歷三個(gè)階段：2.土壤水分蒸發(fā)過(guò)27

土壤水分又稱為墑，由上述分析，可用以下措施保墑：(1)耕翻與松土

在穩(wěn)高階段，松土或翻耕可切斷毛細(xì)管，破壞其輸水的作用；3.保墑措施(2)鎮(zhèn)壓

在速降階段或穩(wěn)低階段，鎮(zhèn)壓可減小土壤空隙，阻斷水汽擴(kuò)散的通道；(3)覆蓋

用地膜、秸桿等覆蓋，可阻斷土壤水分進(jìn)入大氣的路徑，效果很好。土壤水分又稱為墑，由上述分析，可用以下措施保墑：28一二第三節(jié)水汽凝結(jié)與大氣降水水汽凝結(jié)的條件水汽凝結(jié)物三降水四人工影響云雨一二第三節(jié)水汽凝結(jié)與大氣降水水汽凝結(jié)的條件水汽凝結(jié)物三降29一.凝結(jié)(condensation)條件(一)空氣中的水汽達(dá)到過(guò)飽和:根據(jù)道爾頓蒸發(fā)公式：可知，要產(chǎn)生凝結(jié)（W0<0），實(shí)際水汽壓ea必須大于飽和水汽壓esw，即達(dá)到過(guò)飽和。要達(dá)到過(guò)飽和，一般有兩種途徑：（1）增加空氣中的水汽含量，增大ea；（2）冷卻降溫，使飽和水汽壓esw減小。一.凝結(jié)(condensation)條件(一)空氣中的水汽達(dá)301.絕熱冷卻

空氣上升絕熱冷卻至露點(diǎn)溫度以下；

大氣中常見的冷卻降溫過(guò)程：2.輻射冷卻

晴朗微風(fēng)的夜晚，有效輻射強(qiáng)烈使近地氣層降溫至露點(diǎn)溫度以下；

3.平流冷卻（接觸冷卻）

暖空氣流到冷的下墊面，近地氣層降溫至露點(diǎn)溫度以下；

4.混合冷卻兩團(tuán)溫差大、但都接近飽和而未飽和的空氣混合后有可能達(dá)到飽和。例如，A氣塊ea=6.0hPa,t=0℃,B氣塊ea=23.0hPa,t=20℃,都未飽和，如兩氣塊質(zhì)量相等，混合后e=14.5hPa,t=10℃，達(dá)到了過(guò)飽和。1.絕熱冷卻空氣上升絕熱冷卻至露點(diǎn)溫度以下；大氣中常31混合冷卻后達(dá)到過(guò)飽和的原因esAesBesC混合冷卻后達(dá)到過(guò)飽和的原因esAesBesC32

凝結(jié)核(或凝華核)就是在水汽凝結(jié)過(guò)程中起核心作用的固態(tài)與液態(tài)的質(zhì)點(diǎn)。(二)凝結(jié)核(condensationnucleus)作用機(jī)制：1.凝結(jié)核對(duì)水的吸附力比水汽分子的相互吞并力要強(qiáng)；2.降低了液滴上的飽和水汽壓，有利凝結(jié)。凝結(jié)核(或凝華核)就是在水汽凝結(jié)過(guò)程33二.地面和大氣中的凝結(jié)物(condensate)

(一)地面上的凝結(jié)物1.露與霜(dewandfrost)

地面與地物表面輻射冷卻，貼地層氣溫降至露點(diǎn)td以下,就會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)。當(dāng)td>0℃，凝結(jié)物為露水，td<0℃，凝結(jié)物為霜。

出現(xiàn)的有利條件：晴朗微風(fēng)的夜晚與清晨。因此露和霜都預(yù)示天氣晴朗。凡是夜間有效輻射較大的地物表面，都易形成露和霜。二.地面和大氣中的凝結(jié)物(condensate)(一)地面34霧凇(rime)

附著于地物迎風(fēng)面上的白色疏松的凝結(jié)物，由過(guò)冷卻霧滴被風(fēng)吹到地物表面后迅速凍結(jié)而成。分粒狀和晶狀兩種。粒狀出現(xiàn)在-2至-7℃，晶狀出現(xiàn)在-15℃左右。2.霧凇與雨凇霧凇(rime)附著于地物迎風(fēng)面上的白色疏松的凝結(jié)物，由35霧淞霧淞36霧淞霧淞37霧淞霧淞38霧凇霧凇39霧凇霧凇40霧凇霧凇41霧凇霧凇42霧凇霧凇43霧凇霧漫寒江吞曉月凇凝雪柳吐奇花

霧凇霧漫寒江吞曉月凇凝雪柳吐奇花44過(guò)冷卻雨降落在低于0℃的地物表面迅速凍結(jié)而成的光滑透明的冰層。雨凇(glaze/glazedfrost)過(guò)冷卻雨降落在低于0℃的地物表面迅速凍45(二)近地氣層中的凝結(jié)物—霧(Fog)

霧是懸浮在近地氣層中的微小水滴或冰晶的聚合物，它常使能見度減小(<1000m)。

(二)近地氣層中的凝結(jié)物—霧(Fog)46其形成原因:主要是近地氣層溫度降至露點(diǎn)以下，使近地氣層中的水汽凝結(jié)而懸浮于空中。霧可分為多種類型，常見的有輻射霧和平流霧。其形成原因:主要是近地氣層溫度降至露點(diǎn)以下，使近地氣層中的水471.

輻射霧(radiationfog)

夜間地面有效輻射強(qiáng)烈使近地氣層冷卻達(dá)到過(guò)飽和而形成，日出后消失。有利條件：水汽充足，晴朗微風(fēng)。常出現(xiàn)在秋冬季節(jié)，“十霧九晴”，預(yù)示著晴天。

2.平流霧(advectionfog)暖濕空氣流到冷的下墊面而逐漸冷卻形成的霧。一般范圍比較大，可于任何時(shí)候出現(xiàn)。有利條件：地面與空氣的溫差較大，暖空氣的濕度大。春季較多，農(nóng)諺“春霧一日晴”，說(shuō)明它預(yù)兆陰雨天。1.輻射霧(radiationfog)夜間地面有48

輻射霧平流霧

時(shí)間后半夜、清晨任何時(shí)間

溫度不變或降低升高濕度不變或減小增大風(fēng)微風(fēng)風(fēng)較大

49

云是懸浮在自由大氣中的水汽凝結(jié)物的聚合體，其底部不與地面接觸，且有一定的厚度。它和霧沒有本質(zhì)的差別，只是出現(xiàn)的高度不同。

（三)自由大氣中的凝結(jié)物—云(cloud)云是懸浮在自由大氣中的水汽凝結(jié)物的聚合體，其502009年11月29日，受北方弱冷空氣影響，廬山出現(xiàn)平流云。

2009年11月29日，受北方弱冷空氣影響，廬山出現(xiàn)平流云。512009年11月29日，廬山出現(xiàn)佛光奇觀。

2009年11月29日，廬山出現(xiàn)佛光奇觀。52寶光也稱佛光，或祥光，是山岳風(fēng)景區(qū)一種罕見的自然美景。寶光也稱佛光，或祥光，是山岳風(fēng)景區(qū)一種罕見的自然美景。53佛光是一種特定環(huán)境下所產(chǎn)生的大氣光學(xué)現(xiàn)象，產(chǎn)生地點(diǎn)多為海拔1600米的山上。

佛光是一種特定環(huán)境下所產(chǎn)生的大氣光學(xué)現(xiàn)象，產(chǎn)生地54當(dāng)霧氣散去，陽(yáng)光出現(xiàn)時(shí)，站在順光（背向太陽(yáng)）的位置，當(dāng)太陽(yáng)、云霧、人三者成40度折角時(shí)，就有機(jī)會(huì)看到佛光。

當(dāng)霧氣散去，陽(yáng)光出現(xiàn)時(shí)，站在順光（背向太陽(yáng)）的位55云的形成條件：1)使空氣持續(xù)冷卻2)持續(xù)不斷地向高空輸送水汽3)有凝結(jié)核在自由大氣中，空氣冷卻的方式有輻射冷卻、混合冷卻和絕熱冷卻，其中絕熱上升冷卻過(guò)程對(duì)云的形成最為重要。我國(guó)將云分為3族，11屬，29種。云的形成條件：56淡積云淡積云57濃積云濃積云58濃積云濃積云59積雨云積雨云60積雨云積雨云61蔽光層積云蔽光層積云62透光層積云透光層積云63堡狀層積云炮臺(tái)云,雨淋淋堡狀層積云炮臺(tái)云,雨淋淋64層云層云65雨層云天上灰布懸，雨絲定連綿雨層云天上灰布懸，雨絲定連綿66高層云高層云67高積云高積云68透光高積云天上鯉魚斑，明日曬谷不用翻透光高積云天上鯉魚斑，明日曬谷不用翻69絮狀高積云棉花云，雨快臨絮狀高積云棉花云，雨快臨70毛卷云毛卷云71毛卷云毛卷云72密卷云密卷云73密卷云密卷云74鉤卷云天上鉤鉤云，地上雨淋淋鉤卷云天上鉤鉤云，地上雨淋淋75卷層云卷層云76卷積云魚鱗天，不雨也風(fēng)顛卷積云魚鱗天，不雨也風(fēng)顛771.降水的形成

在大氣中，云比降水出現(xiàn)的機(jī)會(huì)要多得多。因?yàn)椋纬山邓枰銐虼蟮脑频?。三、降水由云滴增長(zhǎng)為雨滴，主要是通過(guò)凝結(jié)增長(zhǎng)和碰并增長(zhǎng)兩種過(guò)程。1.降水的形成三、降水由云滴增長(zhǎng)為雨滴，主要是通過(guò)凝結(jié)增長(zhǎng)和78(1)凝結(jié)增長(zhǎng)

水汽分子在云滴表面凝結(jié)而使云滴增長(zhǎng)的過(guò)程。在兩種情況下對(duì)凝結(jié)增長(zhǎng)過(guò)程很有利:冰晶與水滴共存

大小水滴共存(2)碰并增長(zhǎng)

由于不同大小的水滴或冰晶的下降速率不同，加之亂流的作用，云中水滴或冰晶互相碰撞、合并，不斷增大。冰晶效應(yīng)(1)凝結(jié)增長(zhǎng)水汽分子在云滴表面凝結(jié)而79常見的降水有以下四種：雨：從云層中降落到地面的液態(tài)水雪：從云層中降落到地面的冰晶霰：白色不透明的小冰粒2.降水的種類

雹：從積雨云中降落的、由透明和不透明的冰層相間的球狀冰粒。常見的降水有以下四種：2.降水的種類雹：從積雨云中降落的、80顯微鏡下的雪花顯微鏡下的雪花81顯微鏡下的雪花顯微鏡下的雪花82雹雹83氣象學(xué)大氣水分課件84冰雹的形成過(guò)程

冰雹大多形成于急行的冷暖空氣交界的鋒面上，雹粒經(jīng)過(guò)多次上升下降過(guò)程而逐漸增大。上升氣流雹云移動(dòng)方向?qū)α鲗禹斔掷鄯e區(qū)冰雹的形成過(guò)程冰雹大多形成于急行的冷暖空氣交85冰雹形成過(guò)程示意圖小冰雹大冰雹中冰雹雨風(fēng)暴移動(dòng)方向強(qiáng)上升氣流冰雹形成過(guò)程示意圖小冰雹大冰雹中冰雹雨風(fēng)86（1）降水量(amountofprecipitation)：指從大氣中降落到地面未經(jīng)蒸發(fā)、滲漏和流失而在水平面上積聚的水層厚度（固態(tài)降水指融化后的厚度），單位為毫米。3.降水的表示方法（2）降水強(qiáng)度(rainintensity)

：指單位時(shí)間內(nèi)的降水量。時(shí)間單位通常取10分鐘、1小時(shí)或1日。（1）降水量(amountofprecipitation87按降水強(qiáng)度劃分可將降水等級(jí)按下表劃分。單位（mm/d)降雪可按下表劃分為小雪、中雪大雪。單位（mm/d)

小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨≤10.010.1～25.025.1～50.050.1～100.0100.1～200.0＞200.0小雪中雪大雪≤2.42.5～5.0>5.0按降水強(qiáng)度劃分可將降水等級(jí)按下表劃分。882019年10月1日-8日罕見強(qiáng)降雨襲擊海南持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)：至10月8日，影響海南省的大暴雨天氣過(guò)程已持續(xù)了8天，為1961年以來(lái)最長(zhǎng)大暴雨天氣過(guò)程。降雨強(qiáng)度大：10月5日08時(shí)-6日08時(shí)，瓊海（701.9mm）、萬(wàn)寧（392.2mm），10月6日08時(shí)-7日08時(shí)文昌（297.2mm）日降水量突破歷史極值。累計(jì)雨量大：10月1日-8日，瓊海、萬(wàn)寧、陵水、文昌、瓊中、定安、?？?、屯昌等8個(gè)市縣共94個(gè)站點(diǎn)累計(jì)雨量超過(guò)800mm，其中瓊海、萬(wàn)寧、海口、文昌共46個(gè)站點(diǎn)累計(jì)雨量超過(guò)1000mm，有5個(gè)站點(diǎn)累計(jì)雨量超過(guò)1400mm，文昌市重興站達(dá)1514.7mm。2019年10月1日-8日罕見強(qiáng)降雨襲擊海南持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)：至189海南及雷州半島降雨量實(shí)況圖

（2019年9月30日20時(shí)-10月8日08時(shí)）海南及雷州半島降雨量實(shí)況圖

（2019年9月30日20時(shí)-190海南持續(xù)降水原理示意圖南下的冷空氣海上的暖濕氣流海南持續(xù)降水原理示意圖南下的冷空氣海上的暖濕氣流911）降水距平（d)(rainfalldeparture):又叫絕對(duì)變率（variability）指一地某一時(shí)段的實(shí)際降水量與多年同期平均降水量之差。公式表示：為一地某一時(shí)段的實(shí)際降水量多年同期平均降水量多年距平絕對(duì)值的平均，叫平均距平()。(3)降水距平和降水相對(duì)變率n為樣本數(shù)1）降水距平（d)(rainfalldeparture):92例：設(shè)武漢9月的平均降水量為100mm，2019年9月，X1=130mm，2019年9月，X2=70mm，2009年9月，X3=80mm，20190年9月，X4=120mm，各年的降水距平為多少？多年的平均降水距平為多少？d1=30mmd2=-30mmd3=-20mmd4=20mm=25mm例：設(shè)武漢9月的平均降水量為100mm，d1=30mm=932）降水相對(duì)變率降水相對(duì)變率D（relativevariability）：一段時(shí)間內(nèi)的降水距平與多年平均降水量的百分比?；蚧蚱骄鄬?duì)變率:平均距平與多年同期平均降水量的百分比。意義：表示一個(gè)地區(qū)降水量年際之間變動(dòng)程度的大小，也表示了發(fā)生旱澇可能性的大小。>25%則易澇易旱2）降水相對(duì)變率降水相對(duì)變率D（relativevaria94例：設(shè)武漢9月的平均降水量為100mm，2019年9月，X1=130mm，2019年9月，X2=70mm，2009年9月，X3=80mm，20190年9月，X4=120mm，各年的降水相對(duì)變率為多少？多年的平均降水相對(duì)變率為多少？D1=30%D2=-30%D3=-20%D4=20%=25%d1=30mm，d2=-30mm，d3=-20mm，d4=20mm，例：設(shè)武漢9月的平均降水量為100mm，D1=30%=951.冷云的人工降水根據(jù)冰水共存的冰晶效應(yīng)原理，通過(guò)人工方法產(chǎn)生冰晶。常用方法：撒播干冰，撒播碘化銀等擬冰晶物質(zhì)四、人工影響云雨2.暖云的人工降水

設(shè)法造成大小水滴共存的條件。常用方法：撒播吸濕性的物質(zhì)（如食鹽等），直接撒播大水滴。3.產(chǎn)生亂流的方法

常用爆炸、攪動(dòng)氣流等方法，在云中產(chǎn)生亂流，加快沖并增長(zhǎng)過(guò)程。1.冷云的人工降水根據(jù)冰水共存的冰晶效應(yīng)原理，通過(guò)人工方96

一地一定時(shí)段內(nèi)的水面可能蒸發(fā)量與同期降水量的比值，叫做干燥度（K）。K=W0/R

按一年的時(shí)間段計(jì)算：五.干燥度（aridityindex）干燥度劃分為：K＜1.0濕潤(rùn)1.0≤K＜1.5半濕潤(rùn)1.5≤K＜4.0半干旱4.0≤K干旱一地一定時(shí)段內(nèi)的水面可能蒸發(fā)量與同期97第四節(jié)水分與農(nóng)業(yè)一、作物水分臨界期和關(guān)鍵期二、土壤水分狀況及與作物的關(guān)系三、降水與空氣濕度對(duì)作物的影響第四節(jié)水分與農(nóng)業(yè)一、作物水分臨界期和關(guān)鍵期98本章總結(jié)本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：1.掌握大氣中各濕度特征量的意義及其相互關(guān)系。2.深刻認(rèn)識(shí)蒸發(fā)蒸散過(guò)程和凝結(jié)過(guò)程的條件及影響因素、各種凝結(jié)物和降水的形成原因。3.學(xué)會(huì)降水變率、干燥度的意義及其計(jì)算方法。本章總結(jié)本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：99作業(yè)復(fù)習(xí)思考題第四章：1*.水分子數(shù)一定的空氣塊作絕熱上升運(yùn)動(dòng)時(shí)，各濕度特征量如何變化？為什么？2.在氣溫為15.0℃時(shí)，測(cè)得水汽壓為13.4hPa，氣壓為1010.0hPa，試求相對(duì)濕度、飽和差和露點(diǎn)溫度。

3*.開水杯上和夏天冰塊周圍均可出現(xiàn)水汽凝結(jié)成的水霧，試分析這兩種現(xiàn)象形成的原因并比較其形成過(guò)程的異同點(diǎn)。4.某日氣溫為20.0℃，水溫為18.0℃，相對(duì)濕度為70%，水面蒸發(fā)速率為2.1mm/日，如果次日水溫升為20.0℃，其它條件不變，則水面蒸發(fā)速率變?yōu)槎嗌?？作業(yè)復(fù)習(xí)思考題第四章：1005*.某日晨最低氣溫tm＝10℃，露點(diǎn)td＝9℃，據(jù)預(yù)報(bào)次日晨tm＝8℃，td不變，試估計(jì)次日晨是否有霧？如有的話可能是什么霧？為什么？

6.一團(tuán)溫度為15℃，相對(duì)濕度為80%的空氣塊，從海平面處開始翻越一座2000米高的山脈，忽略飽和前水汽壓的變化，求迎風(fēng)坡的云高和山頂處的水汽壓。要求：獨(dú)立認(rèn)真完成，下次理論課上課前交齊。凡發(fā)現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，按0分處理；遲交則適當(dāng)扣分。*注：題號(hào)帶*的題目供有興趣的同學(xué)選做。5*.某日晨最低氣溫tm＝10℃，露點(diǎn)td＝9℃，據(jù)預(yù)報(bào)101參考文獻(xiàn)1.馮秀藻，陶炳炎等.《農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理》.北京：氣象出版社.1991

2.周淑貞.《氣象學(xué)與氣候?qū)W》.北京：高等教育出版社.2019.

3.江仁.《氣象學(xué)》.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2019.4.盛裴軒,毛節(jié)泰等.《大氣物理學(xué)》.北京：北大出版社.2019.5.氣象科學(xué)技術(shù)集刊．9：云物理和人工影響天氣研究國(guó)家氣象局氣象科學(xué)研究院編北京：氣象出版社，19856.氣象科學(xué)技術(shù)集刊．3：人工影響天氣的試驗(yàn)研究中央氣象局氣象科學(xué)研究院編北京：氣象出版社，19817.宋潤(rùn)田.一次持續(xù)穩(wěn)定的平流霧天氣.氣象,2019/068.宋潤(rùn)田.平流霧和輻射霧時(shí)邊界層溫度場(chǎng)及風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)特征的對(duì)比分析.海洋預(yù)報(bào),2000/039.王永亮.多普勒雷達(dá)資料檢驗(yàn)增雨催化效果的個(gè)例分析.遼寧氣象,2019/0410.楊朝輝.淺談人工影響天氣-消霧.氣象水文海洋儀器,2019/Z111.鄭嬌恒.碘化銀冷云催化劑的改進(jìn)設(shè)想.吉林氣象,2019/0412.李艷萍.基于GIS技術(shù)的人工影響天氣業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).廣西氣象,2019/04參考文獻(xiàn)1.馮秀藻，陶炳炎等.《農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理》.北京：氣10213.黃旭陽(yáng).衛(wèi)星云圖在一次海霧預(yù)報(bào)中的運(yùn)用.廣西氣象,2019/S114.林春英.人工影響天氣空中作業(yè)條件預(yù)分析系統(tǒng).青海氣象,2019/0115.劉健.一次新型液態(tài)CO_2播撒效果的數(shù)值模擬.氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),2019/0216.安林.人工防雹消雹業(yè)務(wù)技術(shù)問題的討論.干旱氣象,2019/0117.趙自明.西北干旱缺水區(qū)大田作物滴灌灌溉制度試驗(yàn).武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2019/0418.馬海燕.作物需水量計(jì)算研究進(jìn)展.水科學(xué)與工程技術(shù),2019/0513.黃旭陽(yáng).衛(wèi)星云圖在一次海霧預(yù)報(bào)中的運(yùn)用.廣西氣象,103氣象學(xué)大氣水分課件104第四章水分第四章水分105空氣濕度第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)蒸發(fā)與蒸騰

水汽凝結(jié)與大氣降水退出第四節(jié)水分與農(nóng)業(yè)

第四章水分空氣濕度第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)蒸發(fā)與蒸騰水汽凝結(jié)與大氣降水退出106二三第一節(jié)空氣濕度（airhumidity)空氣濕度的表示方法空氣濕度的時(shí)空變化一水的相變二三第一節(jié)空氣濕度（airhumidity)空氣濕度的表107一、水的相變

水汽是大氣中唯一能發(fā)生相變的氣體，水的三相為水汽、水、冰。水相變化的物理過(guò)程

從分子運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)看，水相變化是各相之間分子交換的過(guò)程。水相變化中的三種過(guò)程

在水和水汽共存的系統(tǒng)中，存在三種過(guò)程：蒸發(fā)過(guò)程、凝結(jié)過(guò)程和動(dòng)態(tài)平衡。氣象學(xué)上用空氣濕度表示大氣中水汽含量的多少一、水的相變水汽是大氣中唯一能發(fā)生相變的氣體，108二、空氣濕度的表示方法1.水汽壓(watervapourpressure)

水汽壓（e）：空氣中水汽產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

水汽壓可以直接表示空氣中水汽含量的多少。水汽壓?jiǎn)挝唬喊倥粒╤Pa），毫米汞柱mmHg飽和水汽壓：空氣中水汽達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的水汽壓(saturation/equilibriumvapourpressure)，用E或es表示。二、空氣濕度的表示方法1.水汽壓(watervapour109(1)物態(tài)

同溫度下冰面E冰<E水飽和水汽壓E的影響因素云中，冰晶與過(guò)冷卻水滴常常并存，若E冰<e<E水，則水滴將蒸發(fā)而逐漸縮小，冰晶將不斷凝華而增大，水分子不斷從水滴向冰晶轉(zhuǎn)移，這就是“冰晶效應(yīng)”E受物態(tài)、蒸發(fā)面形狀、水溶液濃度、溫度等因素影響。凝結(jié)增長(zhǎng)大小水滴共存(1)物態(tài)同溫度下冰面E冰<E水飽和水汽壓E的影響因素云110(2)蒸發(fā)面形狀

當(dāng)蒸發(fā)面曲率半徑<1μm，與水分子半徑相近時(shí)，蒸發(fā)面形狀會(huì)影響E的大小。飽和水汽壓的影響因素(2)蒸發(fā)面形狀飽和水汽壓的影響因素111(3)云中水滴大小

云中水滴大小不一，曲率不同，若實(shí)際水汽壓介于大小水滴的E之間時(shí)(E大<e<E小)，小水滴因蒸發(fā)而縮小，大水滴因凝結(jié)而增大。飽和水汽壓的影響因素凝結(jié)增長(zhǎng)(3)云中水滴大小飽和水汽壓的影響因素凝結(jié)增長(zhǎng)112(4)蒸發(fā)面濃度

當(dāng)蒸發(fā)面濃度的不同，也會(huì)影響E的大小。因?yàn)闈舛却蟮囊后w表面水分子占據(jù)的面積小，單位時(shí)間內(nèi)逸出的水分子就少。飽和水汽壓的影響因素(4)蒸發(fā)面濃度飽和水汽壓的影響因素113(5)溫度

這是影響飽和水汽壓的最主要的因素。溫度(℃)-30-20-100102030E(hPa)0.51.22.96.112.323.442.5不同溫度下的飽和水汽壓飽和水汽壓與溫度的關(guān)系，可用泰登(Teten)公式表示：其中es0＝6.1hPa,表示０℃時(shí)的飽和水汽壓。課本的表示以e為底的指數(shù)函數(shù)(5)溫度這是影響飽和水汽壓的最主要的因素。溫度(℃)-114

飽和水汽壓與溫度關(guān)系曲線飽和水汽壓(E)溫度(℃)飽和水汽壓與溫度關(guān)系曲線飽和水汽壓(E)溫度(℃)115

絕對(duì)濕度(ρw)就是單位體積濕空氣中所含的水汽質(zhì)量，也即為水汽密度(watervapordensity)?？杀硎究諝庵兴慕^對(duì)含量。根據(jù)氣體的狀態(tài)方程，它與水汽壓的關(guān)系是：2.絕對(duì)濕度(absolutehumidity)

其中T為氣溫，ea為實(shí)際水汽壓，Rw為水汽的比氣體常數(shù)。絕對(duì)濕度(ρw)就是單位體積濕空氣中所含的水汽質(zhì)量116相對(duì)濕度（r）：空氣中實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的百分比。即：3.相對(duì)濕度(relativehumidity)

相對(duì)濕度可表示空氣距飽和狀態(tài)的遠(yuǎn)近程度，但并沒有說(shuō)明空氣中實(shí)際水汽含量的多少。相對(duì)濕度（r）：空氣中實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和117相對(duì)濕度的影響因素

相對(duì)濕度主要取決于空氣中的水汽含量和溫度。

而當(dāng)水汽含量一定時(shí)，氣溫越高，相對(duì)濕度越小；當(dāng)溫度一定時(shí)，水汽含量越多，相對(duì)濕度越大。相對(duì)濕度的影響因素相對(duì)濕度主要取決于118飽和差（d）：同溫度下的飽和水汽壓與空氣中實(shí)際水汽壓之差。即：d=es-ea

飽和差表示空氣中的水汽含量與飽和時(shí)的水汽含量之間的差距，但不表示空氣中水汽含量的多少。4.飽和差（saturationdeficit/deficiency)當(dāng)溫度一定時(shí)，水汽含量越多，飽和差越??；而當(dāng)水汽含量一定時(shí)，氣溫越高，飽和差越大。飽和差（d）：同溫度下的飽和水汽壓與空氣中實(shí)際水汽壓119

首先對(duì)照下表，看三個(gè)實(shí)際例子。5.露點(diǎn)溫度(dew-pointtemperature)溫度(℃)-30-20-100102030E(hPa)0.51.22.96.112.323.442.5不同溫度下的飽和水汽壓(1)設(shè)有一氣溫為20℃，水汽壓為12.3hPa的氣塊，它是不飽和的。如果將其降溫至10℃，就達(dá)到飽和。(2)氣溫為20℃，水汽壓為6.1hPa的氣塊，它也是不飽和的。如果將其降溫至0℃，就達(dá)到飽和。(3)氣溫為30℃，水汽壓為6.1hPa的氣塊，它也是不飽和的。如果將其降溫至0℃，就達(dá)到飽和。首先對(duì)照下表，看三個(gè)實(shí)際例子。5.露點(diǎn)溫度(dew-p120溫度(℃)-30-20-100102030E(hPa)0.51.22.96.112.323.442.5不同溫度下的飽和水汽壓

上面的例子說(shuō)明：含有水汽、但不飽和的空氣塊，可以通過(guò)降低溫度達(dá)到飽和，如果在這個(gè)溫度下再降溫，則會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象。因此這個(gè)溫度是夜間地面出現(xiàn)露水的起點(diǎn)溫度。所以有定義：露點(diǎn)溫度(td)：對(duì)含有水汽的濕空氣，在不改變氣壓與水汽含量的條件下通過(guò)降溫使其達(dá)到飽和時(shí)的溫度，單位為℃。溫度(℃)-30-20-100102030E(hPa)0.51211.空氣濕度的空間變化

水汽壓的垂直變化

水汽主要集中在對(duì)流層的下部，且隨高度上升而迅速降低。水汽壓隨高度的變化可近似用下式表示：三、空氣濕度的時(shí)空變化

其中β為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般取5000m。

相對(duì)濕度隨高度的變化則比較復(fù)雜。1.空氣濕度的空間變化三、空氣濕度的時(shí)空變化其中β為122

2.空氣濕度的時(shí)間變化

（1）水汽壓的日、年變化日變化海洋型：地面水分充分供應(yīng)，亂流不強(qiáng)的地區(qū) 水汽壓與氣溫變化一致：emax~14:00，emin~日出前大陸型：地面水分供應(yīng)不夠充分，或亂流較強(qiáng)的地區(qū)，水汽壓變化曲線為雙峰型：emax~9:00-10:00，21:00-22:00 emin~日出前，14:00-15:00

年變化

與溫度變化一致：emax~7月，emin~1月2.空氣濕度的時(shí)間變化123

水汽壓的日變化------海洋型——大陸型水汽壓的日變化------海洋型124

從相對(duì)濕度的定義可知：相對(duì)濕度隨飽和水汽壓的增大而減小，而飽和水汽壓又隨溫度的升高而迅速增大，因此相對(duì)濕度一般隨溫度的升高而減小。（2）相對(duì)濕度的變化相對(duì)濕度的日變化：

幾乎與溫度的變化相反。

相對(duì)濕度的日變化------b氣溫——a相對(duì)濕度從相對(duì)濕度的定義可知：相對(duì)濕度隨飽和125

相對(duì)濕度的年變化：

一般來(lái)說(shuō)冬季最大，夏季最??；

但在季風(fēng)氣候區(qū)，冬季受寒冷大陸冷空氣影響，寒冷干燥；夏季受海洋氣流的影響，炎熱濕潤(rùn)，所以相對(duì)濕度的變化與氣溫相同。相對(duì)濕度的年變化：126一二第二節(jié)蒸發(fā)與蒸騰

水面蒸發(fā)土壤水分的蒸發(fā)一二第二節(jié)蒸發(fā)與蒸騰水面蒸發(fā)土壤水分的蒸發(fā)127一.水面蒸發(fā)(Evaporation)

蒸發(fā)速率（W0)：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位面積上蒸發(fā)的水量。單位有mm/d和g/cm2·d，二者的關(guān)系是： 1g/cm2·d=10mm/d水面蒸發(fā)速率可用道爾頓(Dalton)蒸發(fā)公式表示：

其中esw為水面溫度下的飽和水汽壓，ea為空氣中的實(shí)際水汽壓，P為氣壓，C為與風(fēng)速有關(guān)的常數(shù)。一.水面蒸發(fā)(Evaporation)蒸發(fā)128水面蒸發(fā)速率的影響因素根據(jù)道爾頓蒸發(fā)公式：可知：水面蒸發(fā)速率的主要影響因素為：1.水面溫度

溫度越高，蒸發(fā)越快；2.水汽壓溫度一定時(shí)，空氣中水汽壓越?。ㄔ礁稍铮?，蒸發(fā)越快；3.氣壓

氣壓越小，蒸發(fā)量越大；4.風(fēng)速

風(fēng)速越大，蒸發(fā)量也越大；5.溶質(zhì)濃度

濃度越大，蒸發(fā)量越小。水面蒸發(fā)速率的影響因素根據(jù)道爾頓蒸發(fā)公式：可知：水面蒸發(fā)速率1291.土壤水分蒸發(fā)的方式:水分由毛細(xì)管上升到土壤表面后汽化

這種方式主要受氣象因子影響，影響因素與水面蒸發(fā)過(guò)程類似。二.土壤水分的蒸發(fā)水分在土壤中汽化，然后通過(guò)土壤孔隙擴(kuò)散進(jìn)入大氣

這種過(guò)程與氣象因子基本上沒有什么關(guān)系，蒸發(fā)速率主要受土壤因素（如土壤類型、結(jié)構(gòu)、孔隙度等）的影響。1.土壤水分蒸發(fā)的方式:二.土壤水分的蒸發(fā)水分在土壤中汽130土壤中水分由多到少的過(guò)程大致經(jīng)歷三個(gè)階段：(1)穩(wěn)高階段

在土壤水分較多的階段，蒸發(fā)主要通過(guò)第一種方式進(jìn)行。2.土壤水分蒸發(fā)過(guò)程(2)速降階段

土壤水分含量迅速降低，只有部分毛細(xì)管起作用，蒸發(fā)通過(guò)兩種方式進(jìn)行。(3)穩(wěn)低階段

土壤水分很低，毛細(xì)管失去了傳導(dǎo)水分的作用，蒸發(fā)只能通過(guò)第二種方式進(jìn)行。在穩(wěn)高階段，蒸發(fā)過(guò)程主要受氣象因子影響；在穩(wěn)低階段，蒸發(fā)速率主要受土壤因素的影響；而在速降階段，氣象因子和土壤因子都對(duì)蒸發(fā)過(guò)程有影響。土壤中水分由多到少的過(guò)程大致經(jīng)歷三個(gè)階段：2.土壤水分蒸發(fā)過(guò)131

土壤水分又稱為墑，由上述分析，可用以下措施保墑：(1)耕翻與松土

在穩(wěn)高階段，松土或翻耕可切斷毛細(xì)管，破壞其輸水的作用；3.保墑措施(2)鎮(zhèn)壓

在速降階段或穩(wěn)低階段，鎮(zhèn)壓可減小土壤空隙，阻斷水汽擴(kuò)散的通道；(3)覆蓋

用地膜、秸桿等覆蓋，可阻斷土壤水分進(jìn)入大氣的路徑，效果很好。土壤水分又稱為墑，由上述分析，可用以下措施保墑：132一二第三節(jié)水汽凝結(jié)與大氣降水水汽凝結(jié)的條件水汽凝結(jié)物三降水四人工影響云雨一二第三節(jié)水汽凝結(jié)與大氣降水水汽凝結(jié)的條件水汽凝結(jié)物三降133一.凝結(jié)(condensation)條件(一)空氣中的水汽達(dá)到過(guò)飽和:根據(jù)道爾頓蒸發(fā)公式：可知，要產(chǎn)生凝結(jié)（W0<0），實(shí)際水汽壓ea必須大于飽和水汽壓esw，即達(dá)到過(guò)飽和。要達(dá)到過(guò)飽和，一般有兩種途徑：（1）增加空氣中的水汽含量，增大ea；（2）冷卻降溫，使飽和水汽壓esw減小。一.凝結(jié)(condensation)條件(一)空氣中的水汽達(dá)1341.絕熱冷卻

空氣上升絕熱冷卻至露點(diǎn)溫度以下；

大氣中常見的冷卻降溫過(guò)程：2.輻射冷卻

晴朗微風(fēng)的夜晚，有效輻射強(qiáng)烈使近地氣層降溫至露點(diǎn)溫度以下；

3.平流冷卻（接觸冷卻）

暖空氣流到冷的下墊面，近地氣層降溫至露點(diǎn)溫度以下；

4.混合冷卻兩團(tuán)溫差大、但都接近飽和而未飽和的空氣混合后有可能達(dá)到飽和。例如，A氣塊ea=6.0hPa,t=0℃,B氣塊ea=23.0hPa,t=20℃,都未飽和，如兩氣塊質(zhì)量相等，混合后e=14.5hPa,t=10℃，達(dá)到了過(guò)飽和。1.絕熱冷卻空氣上升絕熱冷卻至露點(diǎn)溫度以下；大氣中常135混合冷卻后達(dá)到過(guò)飽和的原因esAesBesC混合冷卻后達(dá)到過(guò)飽和的原因esAesBesC136

凝結(jié)核(或凝華核)就是在水汽凝結(jié)過(guò)程中起核心作用的固態(tài)與液態(tài)的質(zhì)點(diǎn)。(二)凝結(jié)核(condensationnucleus)作用機(jī)制：1.凝結(jié)核對(duì)水的吸附力比水汽分子的相互吞并力要強(qiáng)；2.降低了液滴上的飽和水汽壓，有利凝結(jié)。凝結(jié)核(或凝華核)就是在水汽凝結(jié)過(guò)程137二.地面和大氣中的凝結(jié)物(condensate)

(一)地面上的凝結(jié)物1.露與霜(dewandfrost)

地面與地物表面輻射冷卻，貼地層氣溫降至露點(diǎn)td以下,就會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)。當(dāng)td>0℃，凝結(jié)物為露水，td<0℃，凝結(jié)物為霜。

出現(xiàn)的有利條件：晴朗微風(fēng)的夜晚與清晨。因此露和霜都預(yù)示天氣晴朗。凡是夜間有效輻射較大的地物表面，都易形成露和霜。二.地面和大氣中的凝結(jié)物(condensate)(一)地面138霧凇(rime)

附著于地物迎風(fēng)面上的白色疏松的凝結(jié)物，由過(guò)冷卻霧滴被風(fēng)吹到地物表面后迅速凍結(jié)而成。分粒狀和晶狀兩種。粒狀出現(xiàn)在-2至-7℃，晶狀出現(xiàn)在-15℃左右。2.霧凇與雨凇霧凇(rime)附著于地物迎風(fēng)面上的白色疏松的凝結(jié)物，由139霧淞霧淞140霧淞霧淞141霧淞霧淞142霧凇霧凇143霧凇霧凇144霧凇霧凇145霧凇霧凇146霧凇霧凇147霧凇霧漫寒江吞曉月凇凝雪柳吐奇花

霧凇霧漫寒江吞曉月凇凝雪柳吐奇花148過(guò)冷卻雨降落在低于0℃的地物表面迅速凍結(jié)而成的光滑透明的冰層。雨凇(glaze/glazedfrost)過(guò)冷卻雨降落在低于0℃的地物表面迅速凍149(二)近地氣層中的凝結(jié)物—霧(Fog)

霧是懸浮在近地氣層中的微小水滴或冰晶的聚合物，它常使能見度減小(<1000m)。

(二)近地氣層中的凝結(jié)物—霧(Fog)150其形成原因:主要是近地氣層溫度降至露點(diǎn)以下，使近地氣層中的水汽凝結(jié)而懸浮于空中。霧可分為多種類型，常見的有輻射霧和平流霧。其形成原因:主要是近地氣層溫度降至露點(diǎn)以下，使近地氣層中的水1511.

輻射霧(radiationfog)

夜間地面有效輻射強(qiáng)烈使近地氣層冷卻達(dá)到過(guò)飽和而形成，日出后消失。有利條件：水汽充足，晴朗微風(fēng)。常出現(xiàn)在秋冬季節(jié)，“十霧九晴”，預(yù)示著晴天。

2.平流霧(advectionfog)暖濕空氣流到冷的下墊面而逐漸冷卻形成的霧。一般范圍比較大，可于任何時(shí)候出現(xiàn)。有利條件：地面與空氣的溫差較大，暖空氣的濕度大。春季較多，農(nóng)諺“春霧一日晴”，說(shuō)明它預(yù)兆陰雨天。1.輻射霧(radiationfog)夜間地面有152

輻射霧平流霧

時(shí)間后半夜、清晨任何時(shí)間

溫度不變或降低升高濕度不變或減小增大風(fēng)微風(fēng)風(fēng)較大

153

云是懸浮在自由大氣中的水汽凝結(jié)物的聚合體，其底部不與地面接觸，且有一定的厚度。它和霧沒有本質(zhì)的差別，只是出現(xiàn)的高度不同。

（三)自由大氣中的凝結(jié)物—云(cloud)云是懸浮在自由大氣中的水汽凝結(jié)物的聚合體，其1542009年11月29日，受北方弱冷空氣影響，廬山出現(xiàn)平流云。

2009年11月29日，受北方弱冷空氣影響，廬山出現(xiàn)平流云。1552009年11月29日，廬山出現(xiàn)佛光奇觀。

2009年11月29日，廬山出現(xiàn)佛光奇觀。156寶光也稱佛光，或祥光，是山岳風(fēng)景區(qū)一種罕見的自然美景。寶光也稱佛光，或祥光，是山岳風(fēng)景區(qū)一種罕見的自然美景。157佛光是一種特定環(huán)境下所產(chǎn)生的大氣光學(xué)現(xiàn)象，產(chǎn)生地點(diǎn)多為海拔1600米的山上。

佛光是一種特定環(huán)境下所產(chǎn)生的大氣光學(xué)現(xiàn)象，產(chǎn)生地158當(dāng)霧氣散去，陽(yáng)光出現(xiàn)時(shí)，站在順光（背向太陽(yáng)）的位置，當(dāng)太陽(yáng)、云霧、人三者成40度折角時(shí)，就有機(jī)會(huì)看到佛光。

當(dāng)霧氣散去，陽(yáng)光出現(xiàn)時(shí)，站在順光（背向太陽(yáng)）的位159云的形成條件：1)使空氣持續(xù)冷卻2)持續(xù)不斷地向高空輸送水汽3)有凝結(jié)核在自由大氣中，空氣冷卻的方式有輻射冷卻、混合冷卻和絕熱冷卻，其中絕熱上升冷卻過(guò)程對(duì)云的形成最為重要。我國(guó)將云分為3族，11屬，29種。云的形成條件：160淡積云淡積云161濃積云濃積云162濃積云濃積云163積雨云積雨云164積雨云積雨云165蔽光層積云蔽光層積云166透光層積云透光層積云167堡狀層積云炮臺(tái)云,雨淋淋堡狀層積云炮臺(tái)云,雨淋淋168層云層云169雨層云天上灰布懸，雨絲定連綿雨層云天上灰布懸，雨絲定連綿170高層云高層云171高積云高積云172透光高積云天上鯉魚斑，明日曬谷不用翻透光高積云天上鯉魚斑，明日曬谷不用翻173絮狀高積云棉花云，雨快臨絮狀高積云棉花云，雨快臨174毛卷云毛卷云175毛卷云毛卷云176密卷云密卷云177密卷云密卷云178鉤卷云天上鉤鉤云，地上雨淋淋鉤卷云天上鉤鉤云，地上雨淋淋179卷層云卷層云180卷積云魚鱗天，不雨也風(fēng)顛卷積云魚鱗天，不雨也風(fēng)顛1811.降水的形成

在大氣中，云比降水出現(xiàn)的機(jī)會(huì)要多得多。因?yàn)?，形成降水需要足夠大的云滴。三、降水由云滴增長(zhǎng)為雨滴，主要是通過(guò)凝結(jié)增長(zhǎng)和碰并增長(zhǎng)兩種過(guò)程。1.降水的形成三、降水由云滴增長(zhǎng)為雨滴，主要是通過(guò)凝結(jié)增長(zhǎng)和182(1)凝結(jié)增長(zhǎng)

水汽分子在云滴表面凝結(jié)而使云滴增長(zhǎng)的過(guò)程。在兩種情況下對(duì)凝結(jié)增長(zhǎng)過(guò)程很有利:冰晶與水滴共存

大小水滴共存(2)碰并增長(zhǎng)

由于不同大小的水滴或冰晶的下降速率不同，加之亂流的作用，云中水滴或冰晶互相碰撞、合并，不斷增大。冰晶效應(yīng)(1)凝結(jié)增長(zhǎng)水汽分子在云滴表面凝結(jié)而183常見的降水有以下四種：雨：從云層中降落到地面的液態(tài)水雪：從云層中降落到地面的冰晶霰：白色不透明的小冰粒2.降水的種類

雹：從積雨云中降落的、由透明和不透明的冰層相間的球狀冰粒。常見的降水有以下四種：2.降水的種類雹：從積雨云中降落的、184顯微鏡下的雪花顯微鏡下的雪花185顯微鏡下的雪花顯微鏡下的雪花186雹雹187氣象學(xué)大氣水分課件188冰雹的形成過(guò)程

冰雹大多形成于急行的冷暖空氣交界的鋒面上，雹粒經(jīng)過(guò)多次上升下降過(guò)程而逐漸增大。上升氣流雹云移動(dòng)方向?qū)α鲗禹斔掷鄯e區(qū)冰雹的形成過(guò)程冰雹大多形成于急行的冷暖空氣交189冰雹形成過(guò)程示意圖小冰雹大冰雹中冰雹雨風(fēng)暴移動(dòng)方向強(qiáng)上升氣流冰雹形成過(guò)程示意圖小冰雹大冰雹中冰雹雨風(fēng)190（1）降水量(amountofprecipitation)：指從大氣中降落到地面未經(jīng)蒸發(fā)、滲漏和流失而在水平面上積聚的水層厚度（固態(tài)降水指融化后的厚度），單位為毫米。3.降水的表示方法（2）降水強(qiáng)度(rainintensity)

：指單位時(shí)間內(nèi)的降水量。時(shí)間單位通常取10分鐘、1小時(shí)或1日。（1）降水量(amountofprecipitation191按降水強(qiáng)度劃分可將降水等級(jí)按下表劃分。單位（mm/d)降雪可按下表劃分為小雪、中雪大雪。單位（mm/d)

小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨≤10.010.1～25.025.1～50.050.1～100.0100.1～200.0＞200.0小雪中雪大雪≤2.42.5～5.0>5.0按降水強(qiáng)度劃分可將降水等級(jí)按下表劃分。1922019年10月1日-8日罕見強(qiáng)降雨襲擊海南持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)：至10月8日，影響海南省的大暴雨天氣過(guò)程已持續(xù)了8天，為1961年以來(lái)最長(zhǎng)大暴雨天氣過(guò)程。降雨強(qiáng)度大：10月5日08時(shí)-6日08時(shí)，瓊海（701.9mm）、萬(wàn)寧（392.2mm），10月6日08時(shí)-7日08時(shí)文昌（297.2mm）日降水量突破歷史極值。累計(jì)雨量大：10月1日-8日，瓊海、萬(wàn)寧、陵水、文昌、瓊中、定安、?？?、屯昌等8個(gè)市縣共94個(gè)站點(diǎn)累計(jì)雨量超過(guò)800mm，其中瓊海、萬(wàn)寧、?？?、文昌共46個(gè)站點(diǎn)累計(jì)雨量超過(guò)1000mm，有5個(gè)站點(diǎn)累計(jì)雨量超過(guò)1400mm，文昌市重興站達(dá)1514.7mm。2019年10月1日-8日罕見強(qiáng)降雨襲擊海南持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)：至1193海南及雷州半島降雨量實(shí)況圖

（2019年9月30日20時(shí)-10月8日08時(shí)）海南及雷州半島降雨量實(shí)況圖

（2019年9月30日20時(shí)-1194海南持續(xù)降水原理示意圖南下的冷空氣海上的暖濕氣流海南持續(xù)降水原理示意圖南下的冷空氣海上的暖濕氣流1951）降水距平（d)(rainfalldeparture):又叫絕對(duì)變率（variability）指一地某一時(shí)段的實(shí)際降水量與多年同期平均降水量之差。公式表示：為一地某一時(shí)段的實(shí)際降水量多年同期平均降水量多年距平絕對(duì)值的平均，叫平均距平()。(3)降水距平和降水相對(duì)變率n為樣本數(shù)1）降水距平（d)(rainfalldeparture):196例：設(shè)武漢9月的平均降水量為100mm，2019年9月，X1=130mm，2019年9月，X2=70mm，2009年9月，X3=80mm，20190年9月，X4=120mm，各年的降水距平為多少？多年的平均降水距平為多少？d1=30mmd2=-30mmd3=-20mmd4=20mm=25mm例：設(shè)武漢9月的平均降水量為100mm，d1=30mm=1972