第三章大氣的水分

第三章大氣的水分第一節(jié)蒸發(fā)與凝合其次節(jié)地表面和大氣中的凝合物第三節(jié)降水一、水相變更1、水相變更的物理過程①蒸發(fā)---由水變成水汽的物理過程。②蒸發(fā)潛熱----1g水蒸發(fā)為同溫度下的水汽所需消耗的熱量。L=2497焦耳/g③凝合④凝合潛熱----凝合時(shí)所釋放的熱量.L=2497焦耳/g⑤凝華⑥升華⑦升華潛熱=融解潛熱+蒸發(fā)潛熱=334.7+2497=2831.7焦耳/g⑧凝華潛熱⑨潛熱交換過程----這種由水的相變導(dǎo)致的熱量吸取和釋放過程。⑩潛熱能----水的相變過程伴隨有能量轉(zhuǎn)化和交換，這種能量為潛熱能。蒸發(fā)面是出現(xiàn)蒸發(fā)（升華）還是凝合（凝華），其確定條件是什么？e<E蒸發(fā)過程實(shí)際水汽量未達(dá)到飽和狀態(tài).e>E凝合過程實(shí)際水汽量達(dá)到過飽和狀態(tài).e=E實(shí)際水汽量達(dá)到飽和狀態(tài)，無蒸發(fā)也無凝合.----e與E2、水相變更的判據(jù)二、飽和水汽壓（E）1、E與蒸發(fā)面T的關(guān)系----E隨T的上升而增大.思索：這是為什么？留意兩點(diǎn)：E隨T的上升而增大。這意味著由于T的上升，原來飽和的空氣可變?yōu)椴伙柡?，重新出現(xiàn)蒸發(fā)；相反，T下降，E下降，意味原來飽和狀態(tài)的空氣變?yōu)檫^飽和狀態(tài)，多余的水汽可能出現(xiàn)凝合。處在不同T下的飽和空氣，假如下降同樣的T，那么，在高溫條件下的飽和空氣凝合的水汽量要比低溫條件凝合的水汽要多。思索：為什么暴雨總是發(fā)生在暖季？2、E與蒸發(fā)面性質(zhì)的關(guān)系冰面和過冷卻水E冰<E過冷卻水思索：為什么？這就是“冰晶效應(yīng)“，又稱貝吉龍理論，對(duì)降水的形成起重要作用。溶液面和純水面E溶<E純思索：為什么？冰晶水滴E冰<

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E過冷卻水E冰<

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E過冷卻水E與蒸發(fā)面形態(tài)的關(guān)系大、小水滴的飽和水氣壓大水滴的曲率小，小水滴曲率大.E大水滴<

E小水滴E大水滴<

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E小水滴對(duì)云霧的初始形成起作用.（大水滴半徑小于1微米）ABC凸水面（曲率大）E

A>平水面EB

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凹水面（曲率?。〦C三、影響蒸發(fā)的因素

（1）水源

（2）熱源

（3）飽和差E-e

（4）風(fēng)速和湍流擴(kuò)散的強(qiáng)度

四、空氣濕度的時(shí)間變更1、水汽壓（1）日變更湍流較強(qiáng)夏季（陸地）:一天中有兩個(gè)最高值（9h~10h,21h~22h)和兩個(gè)最低值（早晨、午后）.湍流不強(qiáng)季節(jié)（海洋、沿?；蜿懙兀?一天中有一個(gè)最高值（午后）和一個(gè)最低值（早晨）.（2）年變更----一年中有一個(gè)最高值和最低值.2、相對(duì)濕度（f=e/Ex100%）（1）日變更：（2）年變更：五、水汽凝合的條件（1）空氣要達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài).增加大氣中水汽過飽和狀態(tài)的過程：暖水面蒸發(fā)空氣的冷卻（絕熱冷卻、輻射冷卻、平流冷卻）（2）要有凝合核中國(guó)霧都----重慶Back其次節(jié)地表面和大氣中的凝合現(xiàn)象一、地面的水汽凝合物1、露和霜諺語：露水起晴天，霜重見晴天。諺語：冬天吹大風(fēng)，日頭火樣紅；日落紅霞現(xiàn)，風(fēng)停霜必濃。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，我們要預(yù)防的是霜還是霜凍？為什么？可接受什么措施？露和霜①概念----近地面空氣中水汽，因地面或地面物體輻射冷卻，使其溫度低于貼地空氣的Td時(shí)，水汽則凝合在地面或近地面物體上。那么若Td>0℃，凝合物是水滴，稱為露.若Td<0℃,凝合物是松散結(jié)構(gòu)白色冰晶，稱為霜。②形成的條件空氣濕度.晴朗和微風(fēng)的夜晚.地面或地物不利于傳導(dǎo)熱量，而易于凝合。③露和霜的區(qū)分降溫條件不同：形態(tài)不同：④霜和霜凍的區(qū)分霜凍：低溫。低溫>Td，有霜凍而無霜出現(xiàn)，稱為黑霜；低溫<Td，有霜凍同時(shí)有霜出現(xiàn)，稱為白霜；

2、霧凇和雨凇霧凇----過冷水滴凝合而成的白色固體凝合物。晶狀霧凇----在有霧、微風(fēng)、冰晶與過冷卻水共存，T<-15℃天氣條件下，過冷卻霧滴蒸發(fā)后，由水汽凝華而成。粒狀霧凇----在有霧、風(fēng)速較大，T=-2~-7℃天氣里，風(fēng)把過冷霧滴吹到冷的物體表面快速凍結(jié)而成。雨?。ū?、凍雨）----由過冷卻雨滴降到T<0℃的地面或地物上，馬上凍結(jié)成透亮或毛玻璃狀的緊密冰層，使電線和樹枝變成粗大的冰棍，地面積起厚厚的冰層。0℃0℃0℃云層氣層或云層旅游資源開發(fā)----“中國(guó)雪之鄉(xiāng)”2、空中的主要凝合物-----云和霧①云概念----由水汽凝合而成的大量的小水滴或小冰晶高懸于空中的可見聚合體。形成條件水汽足夠有凝合核有冷卻降溫云的生成過程動(dòng)力抬升（鋒面、大范圍氣流輻合）熱力抬升地形抬升大氣波動(dòng)云的分類按云的溫度分：冷云（0℃以下）暖云（0℃以上）按云的相態(tài)分：水成云（暖水滴和過冷卻水）冰成云（冰晶）混合云（過冷卻水和冰晶）按云的上升氣流特點(diǎn)和形態(tài)分：積狀云層狀云波狀云云的分類積狀云成因----主要熱力對(duì)流引起。特點(diǎn)及其成因個(gè)體分明、孤立分散.（為什么?）底平、頂凸。（為什么?）積狀云形成的幾個(gè)階段：淡積云階段濃積云階段積雨云階段V=5m/sV=15~20m/sV=20~30m/sT=-15℃預(yù)料天氣：夏天的下午是淡積云為晴天的預(yù)兆，早上是濃積云則為雷雨的預(yù)兆。黑云上頂，風(fēng)雨不用請(qǐng)。一塊黑云在天頂，再大風(fēng)雨也不驚。層狀云卷云卷層云高層云雨層云成因----動(dòng)力抬升特征范圍大，連成一片.（為什么?）結(jié)構(gòu)、顏色差別不大.（為什么?）降水連續(xù)性、強(qiáng)度小、時(shí)間長(zhǎng)。（為什么?）預(yù)料天氣：“日暈三更雨，月暈午時(shí)風(fēng)”日暈月暈波狀云成因----有大氣波動(dòng)和湍流運(yùn)動(dòng)逆溫層特征厚度不大，較穩(wěn)定.（為什么?）排列有序整齊，降水具有間歇性。（為什么?）預(yù)料天氣：“瓦塊云，曬死人”、“天上鯉魚斑,明天曬谷不用翻”（晴好天氣）；“魚鱗天，不雨也風(fēng)顛”（它和層狀云連在一起出現(xiàn)風(fēng)雨天氣）。②霧概念----懸浮在近地面空氣中的大量水滴或冰晶的可見集合體，使水平能見度小于1Km的物理現(xiàn)象。形成條件水汽足夠有冷卻過程有凝合核霧的分類霧氣團(tuán)霧鋒面霧蒸發(fā)霧混合霧冷卻霧輻射霧平流霧上坡霧(形成的天氣條件）(形成的條件)(形成的冷卻過程)霧的分類輻射霧概念：地面輻射冷卻使貼近地氣層變冷而形成的霧。形成的條件：晴夜微風(fēng)（1~3m/s)水汽足夠大氣層結(jié)穩(wěn)定（逆溫層）特征厚度不大，日變更明顯；（為什么?）季節(jié)性，冬季多見；（為什么?）地方性較強(qiáng)。預(yù)料天氣：“十霧九晴”平流霧概念：暖濕空氣流經(jīng)冷的下墊面而漸漸冷卻形成的霧。形成的條件：下墊面與移來的暖濕空氣的溫差較大空氣濕度大適宜的風(fēng)向和風(fēng)速（2~7m/s)層結(jié)較穩(wěn)定特征：范圍廣，厚度大，時(shí)間長(zhǎng)，無明顯的日變更；（為什么?）海洋四季多見，沿海春夏多見；（為什么?）沿海多于內(nèi)陸，高緯多于低緯。

平流輻射霧

----由平流冷卻和輻射冷卻共同作用而形成的霧。

----出現(xiàn)的時(shí)期隨各地風(fēng)向的季變有差異。冬季春季蒸發(fā)霧----冷空氣經(jīng)過暖水面時(shí)，水面上不斷蒸發(fā)出來水汽遇到冷空氣凝合形成的霧。上坡霧----穩(wěn)定的空氣沿高地或山坡上升因絕熱冷卻而形成的霧。鋒面霧----冷暖性質(zhì)不同的氣團(tuán)交界處形成的霧。重慶第三節(jié)降水①概念:----從云中生成著陸到地面的液態(tài)或固態(tài)水汽凝合物。水汽云滴、冰晶胚胎云滴雨滴②降水形成的宏觀條件:水汽足夠要有上升運(yùn)動(dòng)③降水形成的微物理過程----云滴增長(zhǎng)過程水汽云滴、冰晶胚胎云滴雨滴云滴的凝合（華）增長(zhǎng)過程云內(nèi)維持確定的過飽和狀態(tài)（增長(zhǎng)有限度）云滴之間要存在飽和水汽壓差異，即高、低溫云滴共存；大、小云滴(水滴）共存；冰晶、過冷卻水共存。（增長(zhǎng)也有限度）冰晶水滴E冰<

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E過冷卻水E冰<

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E過冷卻水云滴的碰并增長(zhǎng)過程碰并增長(zhǎng)----兩個(gè)或兩個(gè)以上的水滴相碰合并而增大的過程。重力碰并----在地球的重力場(chǎng)中，大小水滴運(yùn)動(dòng)速度不同而產(chǎn)生的碰并現(xiàn)象。----云滴的凝合（華）增長(zhǎng)過程與云滴的碰并增長(zhǎng)過程同時(shí)起作用。④降水類型按降水形態(tài)分：----雨、雪、冰雹、霰.按降水性質(zhì)分：----連續(xù)性降水、陣性降水、毛毛雨.按降水強(qiáng)度分：----小雨大雨；小雪大雪。