初中地理大氣水分與降水課件

《氣候與水文學(xué)》第三章大氣水分與降水章節(jié)結(jié)構(gòu)第一節(jié)大氣濕度第二節(jié)蒸發(fā)與凝結(jié)第三節(jié)水汽凝結(jié)現(xiàn)象第四節(jié)大氣降水章節(jié)結(jié)構(gòu)第一節(jié)大氣濕度一、相關(guān)概念1、定義大氣從海洋、湖泊、河流以及潮濕土壤蒸發(fā)或植物蒸騰作用中獲得水分，水分進(jìn)入大氣后，通過分子擴(kuò)散和氣流傳遞散布大氣中，使之具有不同潮濕程度；2、特性大氣濕度狀況決定云、霧、降水等天氣現(xiàn)象；3、由于測(cè)量方法和實(shí)際應(yīng)用不同，常采用多個(gè)濕度參量表示水汽含量。水汽壓、飽和水汽壓、相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度；（一）濕度二、表示方法1、定義大氣壓力是大氣中各種氣體壓力總和，大氣中水汽所產(chǎn)生的分壓力，稱為水汽壓（e），也用百帕表示。2、單位：百帕(hPa)

1百帕(hPa)=100帕斯卡(Pa)3、反映空氣中水汽含量的多少水汽含量水汽壓e（一）水氣壓二、表示方法4、水汽壓（e）變化規(guī)律緯度變化性：緯度高，水汽壓??；

赤道：26hPa；35°N：13hPa；65°：4hPa高度變化性：高度大，水汽壓小ez=e0×10-βZez為高度Z（m）的水汽壓；

e0

為地面的水汽壓；β為水汽壓隨高度變化常數(shù)，一般為1/5000；地表濕度分布相當(dāng)復(fù)雜，與地區(qū)經(jīng)常停留的氣團(tuán)性質(zhì)、大氣垂直運(yùn)動(dòng)情況、下墊面特點(diǎn)有關(guān)。（一）水氣壓二、表示方法1、定義空氣中水汽含量與溫度關(guān)系密切，溫度一定時(shí)，單位體積空氣中容納的水汽量有一定的限度，達(dá)到這個(gè)限度，空氣呈飽和狀態(tài)，稱為飽和空氣，飽和空氣的水汽壓，稱為飽和水汽壓（E），也稱最大水汽壓。2、公式E=6.11*107.5t/237.3+t3、影響因素蒸發(fā)面溫度、蒸發(fā)面性質(zhì)（水面、冰面和溶液面）、蒸發(fā)面形狀（平面、凹凸面）、水滴電荷等；（二）飽和水氣壓1、定義單位容積空氣所含的水汽質(zhì)量，通常以g/cm3表示，稱為絕對(duì)濕度（α）或水汽密度。2、公式絕對(duì)濕度不能直接測(cè)量，但可間接算出，它與水汽壓有如下關(guān)系：式中，e為水汽壓（mm）；T為絕對(duì)溫度（K）。（三）絕對(duì)濕度二、表示方法

1、定義大氣實(shí)際水汽壓（e）與同溫度下飽和水汽壓（E）之比，稱為相對(duì)濕度（f），反映空氣的潮濕程度。2、公式用百分?jǐn)?shù)表示，其表示式為：空氣飽和時(shí)，e=E，f=100%；空氣未飽和時(shí)，e<E，f<100%；空氣處于過飽和時(shí)，f>100%；（四）相對(duì)濕度二、表示方法3、影響因素由于E隨溫度而變，所以相對(duì)濕度取決于e和E的增減。溫度不變，E不變：水汽含量

ef水汽含量不變，e不變：溫度

Ef其中T起主導(dǎo)作用，氣溫改變比水汽壓改變既迅速又經(jīng)常。夜間多云、霧、霜、露，天氣轉(zhuǎn)冷時(shí)容易產(chǎn)生云雨等都是相對(duì)濕度增大結(jié)果。（四）相對(duì)濕度二、表示方法1、定義一定質(zhì)量濕空氣，若氣壓保持不變，而令其冷卻，則飽和水汽壓E隨溫度降低而減小，當(dāng)E=e時(shí)，空氣達(dá)到飽和，濕空氣等壓降溫達(dá)到飽和的溫度就是露點(diǎn)溫度（Td），簡(jiǎn)稱露點(diǎn)。（五）露點(diǎn)溫度二、表示方法EeTTTdeE（T,e）2、特征露點(diǎn)完全由空氣的水汽壓決定，氣壓一定時(shí)，它是等壓冷卻過程的保守量。空氣一般未飽和，故露點(diǎn)常比氣溫低?？諝怙柡蜁r(shí)，露點(diǎn)和氣溫相等。根據(jù)露點(diǎn)差，即氣溫T和露點(diǎn)Td之差，可大致判斷空氣的飽和程度。在飽和空氣中，T-Td=0;在未飽和空氣中，T-Td>0;T-Td差值越大，說明相對(duì)濕度越低。氣溫降低到露點(diǎn)，是水汽凝結(jié)的必要條件。（五）露點(diǎn)溫度二、表示方法三、相對(duì)濕度1、遠(yuǎn)離大水體地區(qū)（水汽壓日變化不大），日變化通常與氣溫相反，最高值出現(xiàn)在日出之前，最低值出現(xiàn)在午后；2、近海地區(qū)及其它大型水體的周圍（晴朗穩(wěn)定的天氣條件下，水汽壓變化大），與氣溫日變化同相，最高值出現(xiàn)在午后，最低值出現(xiàn)在日出之前；（一）日變化T

地面水分蒸發(fā)強(qiáng)度

eTE

并且E比e快（?）因此Tf，同理Tf1、大多數(shù)地區(qū)（除季風(fēng)區(qū)），與氣溫年變化相反，夏季最小，冬季最大。T

地面水分蒸發(fā)強(qiáng)度

eTE

并且E比e快因此Tf；同理Tf2、季風(fēng)氣候區(qū)，與氣溫的年變化同相，相對(duì)濕度夏季最大，冬季最小。夏季：夏季風(fēng)，來自海洋，潮濕冬季：冬季風(fēng)，來自內(nèi)陸，干燥（二）年變化f時(shí)間夏季冬季三、相對(duì)濕度f夏季冬季時(shí)間1、距海遠(yuǎn)近我國東南沿海相對(duì)濕度年均80%，內(nèi)蒙古西部只有40%;2、緯度分布比較復(fù)雜赤道帶全年高溫，水汽來源充沛，故平均相對(duì)濕度可達(dá)80%以上；副熱帶，尤其是大陸內(nèi)部，下沉氣流占優(yōu)勢(shì)，水汽來源極少，相對(duì)濕度一般只有50%；高緯度地帶，全年低溫，相對(duì)濕度可達(dá)80%;（三）空間分布三、相對(duì)濕度章節(jié)結(jié)構(gòu)第二節(jié)蒸發(fā)與凝結(jié)一、水相變化自然界常有一種或數(shù)種不同物態(tài)的物質(zhì)組成的系統(tǒng)，在幾個(gè)或幾組彼此性質(zhì)不同的均勻部分所組成的系統(tǒng)中，每一個(gè)均勻部分稱為系統(tǒng)的一個(gè)相，例如水的三種形態(tài)：氣態(tài)(水汽)、液態(tài)(水)和固態(tài)(冰)，稱為水的三相；物質(zhì)從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的必要條件之一是溫度必須低于它本身的臨界溫度，大氣中的水汽基本集中在對(duì)流層和平流層內(nèi)，該處大氣的溫度不但永遠(yuǎn)低于水汽的臨界溫度，而且還常低于水的凍結(jié)溫度，因此水汽是大氣中唯一能由一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相的成分，這種相互轉(zhuǎn)化稱為水相變化。（一）定義一、水相變化1、分子運(yùn)動(dòng)論觀點(diǎn)水相變化是水的各相之間分子交換的過程。在水和水汽兩相共存的系統(tǒng)中，水分子不停地運(yùn)動(dòng)。水的表面層，動(dòng)能超過脫離液面所需功的水分子，克服周圍水分子對(duì)它的吸引跑出水面，進(jìn)入液面上方的空間；同時(shí)，接近水面的一部分水汽分子，又可能受水面水分子的吸引或相互碰撞，運(yùn)動(dòng)方向不斷改變，其中有些重新落回水中。單位時(shí)間內(nèi)跑出水面的水分子數(shù)與溫度成正比。溫度越高，速度大的水分子就越多，單位時(shí)間內(nèi)跑出水面的水分子越多，水汽濃度越大，單位時(shí)間內(nèi)落回水中的水汽分子越多。（二）物理過程一、水相變化2、動(dòng)態(tài)平衡起初，系統(tǒng)中的水汽濃度不大，單位時(shí)間內(nèi)跑出水面的水分子比落回水中的水汽分子多，系統(tǒng)中水有一部分變成水汽，這就是蒸發(fā)過程，蒸發(fā)結(jié)果使系統(tǒng)內(nèi)水汽濃度加大，水汽壓增大，這時(shí)分子碰撞機(jī)會(huì)增多，落回水面的水汽分子增多，如果這樣繼續(xù)下去，在同一時(shí)間內(nèi)，跑出水面的水分子與落回水中的水汽分子恰好相等，系統(tǒng)內(nèi)的水量和水汽分子含量不再改變，水和水汽之間達(dá)到兩相平衡，稱為動(dòng)態(tài)平衡(進(jìn)出水面的分子數(shù)相等而已)，動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的水汽，稱為飽和水汽，當(dāng)時(shí)的水汽壓，稱為飽和水汽壓。（二）物理過程一、水相變化1、分子論當(dāng)跑出水面分子數(shù)（N）大于落回水面分子數(shù)（n），稱為蒸發(fā)，反之為凝結(jié)，相等時(shí)處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。2、氣壓論e與E二者對(duì)比是出現(xiàn)蒸發(fā)的關(guān)鍵：e<E出現(xiàn)蒸發(fā)（未飽和）；e=E水汽分子水進(jìn)入與逸出相等，處于動(dòng)態(tài)平衡；e>E出現(xiàn)凝結(jié)（過飽和）；（三）判斷依據(jù)一、水相變化OA：蒸發(fā)線OB：升華線OC：融化線O：三相共存點(diǎn)1：e<E2：e=E3：e>EK：tK，EK（四）純水位相平衡374℃,2.2*105hPa0.0076℃,6.11hPa一、水相變化1、在水相的轉(zhuǎn)變過程中,伴隨能量轉(zhuǎn)換。蒸發(fā)過程中，由于具有較大動(dòng)能的水分子脫出液面，使液面溫度降低，如果保持其溫度不變，必須自外界供給熱量，這部分熱量等于蒸發(fā)潛熱L，L與溫度有如下的關(guān)系：L=(2500-2.4t)*103(J/kg)根據(jù)上式，當(dāng)t=0C時(shí)，L=2.5X10*J/kg，而且L是隨溫度的升高而減小，不過在溫度變化不大時(shí)，L的變化是很小，所以一般取L為2.5X106J/kg。當(dāng)水汽發(fā)生凝結(jié)時(shí)，這部分潛熱又將會(huì)全部釋放出來，這就是凝結(jié)潛熱，在同溫度下，凝結(jié)潛熱與蒸發(fā)潛熱相等。2、在冰升華為水汽的過程中也要消耗熱量，由冰融化為水所需消耗的融解潛熱和由水變?yōu)樗柘牡恼舭l(fā)潛熱，融解潛熱為3.34X105J/kg，所以，若以Ls表示升華潛熱，則有：Ls=(2.5*105

+3.34*105)J/kg=2.8*106J/kg（五）水相變化中的潛熱二、蒸發(fā)1、蒸發(fā)量一般以水層厚度（mm）表示蒸發(fā)速度，稱為蒸發(fā)量。日蒸發(fā)量，一天中蒸發(fā)掉的水層的厚度，單位，mm／日;g／cm2·日；氣象臺(tái)站采用蒸發(fā)皿觀測(cè)蒸發(fā)量，蒸發(fā)皿是一個(gè)口徑20cm、高約10cm圓盆，倒入清水，定時(shí)量測(cè)水量，前后差值為蒸發(fā)量實(shí)際蒸發(fā)量通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式推算。2、蒸發(fā)速率單位時(shí)間從單位面積上蒸發(fā)水的質(zhì)量，單位：g／cm2（一）蒸發(fā)量二、蒸發(fā)（一）蒸發(fā)量3、道爾頓蒸發(fā)公式（1802）蒸發(fā)速度依賴于分子擴(kuò)散，如下：W：水面蒸發(fā)速度(gcm-2日-1或mm日-1)；A：與風(fēng)速有關(guān)的比例系數(shù)具體數(shù)值需要通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，即在不同風(fēng)速下測(cè)定一系列蒸發(fā)速率，然后用統(tǒng)計(jì)方法求出不同風(fēng)速時(shí)的C值；P：當(dāng)時(shí)大氣壓力；E：水面溫度下的飽和水汽壓；e：貼近水面空氣的實(shí)際水汽壓；d＞0時(shí)，W＞0，蒸發(fā)過程d＝0時(shí)，W＝0，動(dòng)態(tài)平衡d＜0時(shí)，W＜0，凝結(jié)過程蒸發(fā)受到蒸發(fā)面溫度、性質(zhì)、形狀、濕度和風(fēng)等影響。溫度：T

EdW（主要）；濕度：edW；氣壓：PW；風(fēng)速：風(fēng)速

W；蒸發(fā)面性質(zhì)：W過冷卻水＞W(wǎng)冰；蒸發(fā)面形狀：W凸面＞W(wǎng)平面＞W(wǎng)凹面；含鹽度：含鹽度

W；清濁度：濁水＞清水；二、蒸發(fā)（二）影響因子二、蒸發(fā)（三）變化規(guī)律1、日變化蒸發(fā)量的變換一般與氣溫變化一致，一日內(nèi)，午后蒸發(fā)量最大；日出前蒸發(fā)量最??；2、年變化一年內(nèi)，夏季蒸發(fā)量最大，冬季最??；時(shí)間夜晝溫度蒸發(fā)量蒸發(fā)量時(shí)間冬季夏季溫度蒸發(fā)量蒸發(fā)量3、蒸發(fā)量的空間變化受氣溫、海陸分布、降水量諸因素影響。緯度愈低，氣溫愈高，蒸發(fā)能力愈強(qiáng)；在溫度相同條件下，海洋蒸發(fā)量多于大陸，并有自沿海向內(nèi)陸顯著減少的趨勢(shì)；蒸發(fā)量與所在地區(qū)的年降水量也有關(guān)系。降水量多的地方蒸發(fā)量也大；反之，蒸發(fā)量小；同一地區(qū)蒸發(fā)因海拔高度而不同，主要是兩地氣溫不同所致；干旱地區(qū)蒸發(fā)能力強(qiáng)，而蒸發(fā)量很少。例如柴達(dá)木盆地，年蒸發(fā)能力可達(dá)1500mm以上，但降水量只有17.8mm，實(shí)際蒸發(fā)量很小。二、蒸發(fā)（三）變化規(guī)律三、凝結(jié)1、定義凝結(jié)是發(fā)生在f≥100%（e≥E）過飽和情況下與蒸發(fā)相反的過程，凝結(jié)現(xiàn)象在地面和大氣中均能產(chǎn)生。（一）定義三、凝結(jié)1、空氣達(dá)到飽和（或過飽和）狀態(tài)一是，增加空氣的水汽含量，使水汽壓增大到飽和狀態(tài)（增大水汽量：ee＞E）。要增加大氣中水汽，只有在蒸發(fā)面溫度高于氣溫條件下，例如冷空氣移至暖水面，暖水面迅速蒸發(fā)，可使冷空氣達(dá)到飽和。二是，使含有一定量水汽的空氣冷卻，到達(dá)露點(diǎn)。（降低溫度：TT＜Td）大氣降溫過程有下面四種：絕熱冷卻；輻射冷卻；平流冷卻；混合冷卻；（二）凝結(jié)條件三、凝結(jié)2、凝結(jié)核1）定義在水汽凝結(jié)過程中起凝結(jié)核心作用的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的氣溶膠質(zhì)粒。2）分類吸濕性凝結(jié)核（鹽類）和非吸濕性凝結(jié)核（花粉、塵埃）（二）凝結(jié)條件三、凝結(jié)2、凝結(jié)核3）實(shí)驗(yàn)證明純凈空氣溫度雖降至露點(diǎn)，相對(duì)濕度超過100%，仍不能產(chǎn)生凝結(jié)，只有水汽壓達(dá)到飽和水汽壓3-5倍，相對(duì)濕度為400%-600%時(shí)，發(fā)生凝結(jié)。如果在純空氣中投入少量塵埃、煙粒等物質(zhì)，當(dāng)相對(duì)濕度為100%-120%，甚至小于100%時(shí)，產(chǎn)生凝結(jié)現(xiàn)象，這些吸濕性質(zhì)點(diǎn)，就是水汽開始凝結(jié)核心，稱為凝結(jié)核。（二）凝結(jié)條件三、凝結(jié)2、凝結(jié)核4）凝結(jié)核主要起兩個(gè)作用：一是，對(duì)水汽的吸附作用；二是，使形成的滴粒比單純由水分子集聚而成的滴粒大得多，使之處于潮濕環(huán)境中，有利于水汽繼續(xù)凝結(jié)。凝結(jié)核數(shù)量多而吸水性好的地區(qū)，即使相對(duì)濕度不足100%，也可能發(fā)生凝結(jié)。這就是工業(yè)區(qū)出現(xiàn)霧的機(jī)會(huì)比一般地區(qū)多的原因之一。（二）凝結(jié)條件三、凝結(jié)（三）人工降水干冰、碘化銀人工降雨干冰、碘化銀人工消雨三、凝結(jié)（三）人工降水1、定義根據(jù)自然降水的原理，人為補(bǔ)充降水必須的條件，促進(jìn)降水形成。2、分類1）冷云的人工降水（＜0℃，加干冰和碘化銀）干冰：易升華，能吸收大量熱量，使周圍溫度迅速降低凍結(jié)形成冰晶。碘化銀：良好的凝華核，促使水汽在其表面凝華。成本較高，用四聚乙醛代替。2）暖云的人工降水（＞0℃，加鹽粉）章節(jié)結(jié)構(gòu)第三節(jié)主要凝結(jié)現(xiàn)象一、露1、露日落后，地面及近地面層空氣相繼冷卻，溫度降低，當(dāng)氣溫降低到露點(diǎn)以下時(shí)，水汽即凝附于地面或地面物體上，如溫度在0℃以上，水汽凝結(jié)為液態(tài)，稱為露；露見于春末、秋初，尤以夏季為多。（一）定義一、露形成露的氣象條件是晴朗微風(fēng)的夜晚，夜間晴朗有利于地面或地物迅速輻射冷卻：微風(fēng)可使輻射冷卻在較氣層中充分進(jìn)行，而且可使貼地空氣得到更換，保證有足夠多的水汽供應(yīng)凝結(jié)；無風(fēng)時(shí)可供凝結(jié)的水汽不多；風(fēng)速過大時(shí)由于湍流太強(qiáng)，使貼地空氣與上層較暖的空氣發(fā)生強(qiáng)烈混合，導(dǎo)致貼地空氣降溫緩慢，均不利于露生成。（二）氣象條件一、露露的水量很小，在溫帶最多只相當(dāng)與0.1-0.3mm的降水層，熱帶可達(dá)1-3mm，水量盡管有限，但對(duì)植物生長(zhǎng)卻十分有益，尤其在干旱和干熱天氣情況下，露常有維持植物生命的功效。例如埃及和阿拉伯沙漠中，雖數(shù)月無雨，植物可依賴露水生長(zhǎng)、發(fā)育（沙漠牧豆樹1m/13m；非洲牧羊樹/68m；南非無花果樹/122m）。（三）意義二、霜日落后，地面及近地面層空氣相繼冷卻，溫度降低。當(dāng)氣溫降低到露點(diǎn)以下時(shí)，水汽即凝附于地面或地面物體上，溫度在0℃以下，水汽凝華為固態(tài)，稱為霜。有時(shí)已經(jīng)生成的露，由于溫度降至0℃以下，凍結(jié)成冰珠，稱為凍露，歸為霜的一種。霜通常見于冬季。（一）定義二、霜（二）成因/分類1、晴天夜晚無風(fēng)或風(fēng)速很小時(shí)，地面有效輻射強(qiáng)，近地面層氣溫迅速下降到露點(diǎn)，有利于水汽凝結(jié)，形成輻射霜；多云的夜晚，大氣逆輻射增強(qiáng)，地面有效輻射減弱，近地面層氣溫難以下降到露點(diǎn)，不利于水汽凝結(jié)，風(fēng)力較強(qiáng)的夜晚，空氣湍流混合，氣溫也難以降低到露點(diǎn)。2、暖濕氣候平流有利于露形成，稱為平流霜，常因輻射冷卻而加強(qiáng)。3、洼地上集聚冷空氣時(shí)有利于露形成，稱為洼地霜，常因輻射冷卻而加強(qiáng)。因此，洼地和山谷產(chǎn)生霜的頻率較大，水邊平地和森林頻率??；二、霜（三）霜期1、霜期入冬后第一個(gè)霜日叫初霜日，最末一個(gè)霜日叫終霜日。初霜日至終霜日持續(xù)時(shí)間稱為霜期。在此期間多數(shù)植物停止生長(zhǎng)。霜期長(zhǎng)短對(duì)農(nóng)業(yè)有重要意義。2、無霜期自終霜日到初霜日的持續(xù)時(shí)間，稱為無霜期。一般說來，緯度愈高，無霜期愈短；緯度相同，海拔愈高，無霜期愈短；山地陽坡無霜期長(zhǎng)于陰坡；二、霜（四）霜凍1、概念霜凍，是指空氣溫度突然下降，使植物體溫降到0℃以下而受到損害甚至死亡的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，在秋、冬、春都會(huì)出現(xiàn)?！退獌鰠^(qū)別霜是指白色固體凝結(jié)物,霜凍是指在農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)里,地面和植物表面溫度下降到足以引起農(nóng)作物遭受傷害或者死亡的低溫。有霜時(shí)農(nóng)作物不一定遭受霜凍之害。有霜凍時(shí)可以有霜出現(xiàn)(白霜),也可以沒有霜出現(xiàn)(黑霜)。因此,我們要預(yù)防的是霜凍而不是霜。霜凍,尤其是早霜凍(或初霜凍)和晚霜凍(或終霜凍)對(duì)農(nóng)作物威脅較大,應(yīng)引起重視。二、霜（四）霜凍2、分類霜凍或害凍有無冰晶黑霜白霜發(fā)生時(shí)間春霜凍或晚霜凍終霜凍秋霜凍或早霜凍初霜凍形成原因平流霜凍輻射霜凍混合霜凍二、霜（四）霜凍2、分類近地面產(chǎn)生霜凍時(shí)空氣濕度有差異：白霜，若濕度大，在降溫中近地面水汽達(dá)到飽和，在地面凝結(jié)成冰晶，即通常所說的“白霜”；黑霜，若濕度很小，地面水汽達(dá)不到飽和，不出現(xiàn)冰晶，不伴有白霜的霜凍，被稱為“黑霜”；二、霜（四）霜凍2、分類植物組織在黑霜出現(xiàn)時(shí)遭受凍害，植株體內(nèi)液體凍結(jié)成冰晶，細(xì)胞內(nèi)水分外滲，莖葉變成暗綠色并且萎蔫下垂，氣溫回升后，難以恢復(fù)。黑霜不僅是看不見的霜，還是一種沒有白霜伴隨的較嚴(yán)重的凍害。有白霜不等于有霜凍，白霜只是一種水汽凝華現(xiàn)象，對(duì)作物造成危害是白霜出現(xiàn)時(shí)的低溫。水汽在形成冰晶時(shí)，需要釋放出潛熱，加之其冰晶層有隔熱作用，降溫不劇烈，凍害反而減輕。黑霜無水汽凝結(jié)，無潛熱提供，加之暗中作用，導(dǎo)致危害嚴(yán)重。二、霜（四）霜凍2、分類根據(jù)霜凍發(fā)生的季節(jié)不同，可分為春霜凍和秋霜凍二種：春霜凍又稱晚霜凍，是春播作物苗期、果樹花期、越冬作物返青后發(fā)生的霜凍。隨看溫度的升高，晚霜凍發(fā)生的頻率逐漸降低，強(qiáng)度也減弱，但是發(fā)生得越晚，對(duì)作物的危害就越大，最后一次霜凍為終霜凍。秋霜凍又稱早霜凍，秋收作物尚未成熟，露地蔬菜還未收獲時(shí)發(fā)生的霜凍。隨著季節(jié)推移，秋霜凍發(fā)生的頻率逐漸提高，強(qiáng)度也加大，第一次霜凍為初霜凍（下文）。二、霜（四）霜凍二、霜（四）霜凍二、霜（四）霜凍2、分類一般還可分為三種類型：平流霜凍、輻射霜凍和混合霜凍

平流霜凍，北方強(qiáng)冷空氣入侵，常見于長(zhǎng)江以北早春和晚秋，以及華南和西南冬季，氣象學(xué)上稱“平流霜凍”；輻射霜凍，晴朗無風(fēng)夜晚，地面因強(qiáng)烈輻射散熱而出現(xiàn)低溫，氣象學(xué)上稱輻射霜凍；混合霜凍，先因北方強(qiáng)冷空氣入侵，氣溫急降，風(fēng)停后夜間晴朗，輻射散熱強(qiáng)烈，氣溫再度下降，造成霜凍，這種霜凍稱為混合霜凍或平流輻射霜凍，也是最為常見的一種霜凍。一旦發(fā)生，降溫劇烈，空氣干冷，應(yīng)特別引起注意。二、霜（四）霜凍3、霜凍災(zāi)害成因降溫：由水到冰，細(xì)胞內(nèi)失水，細(xì)胞壁受損。升溫：由冰到水，蒸發(fā)失水三、霧凇1、霧凇是一種白色固體凝結(jié)物，由過冷霧滴附著于地面物體或樹枝迅速凍結(jié)而成，俗稱樹“掛”，多出現(xiàn)于寒冷而濕度高的天氣條件下。2、霧凇與霜1、霧凇和霜形狀相似；2、形成過程有別；霜主要形成于晴朗微風(fēng)夜晚，霧凇可在任何時(shí)間內(nèi)形成；霜形成在強(qiáng)烈輻射冷卻水平面上，霧凇主要形成在垂直面；（一）定義三、霧凇1、晶狀霧凇主要由過冷卻霧滴蒸發(fā)后再由水汽凝華而成。它往往在有霧、微風(fēng)或靜穩(wěn)以及溫度低于-15℃時(shí)出現(xiàn)。由于冰面飽和水汽壓比水面小，因而過冷卻霧滴不斷蒸發(fā)變?yōu)樗?，凝華在物體表面的冰晶上，冰晶不斷增長(zhǎng)。這種由物體表面冰晶吸附過冷卻霧滴蒸發(fā)出來的水汽而形成的霧凇叫晶狀霧淞。它的晶體與霜類似，結(jié)構(gòu)松散，稍有震動(dòng)就會(huì)脫落。在嚴(yán)寒天氣，有時(shí)在無霧情況下，過飽和水汽也可直接在物體表面凝華成晶狀霧凇，增長(zhǎng)較慢。2.粒狀霧凇在風(fēng)速較大，氣溫在-2至-7℃時(shí)出現(xiàn)。由過冷卻霧滴被風(fēng)吹過，碰到冷的物體表面迅速凍結(jié)而成。由于凍結(jié)速度快，因而霧滴仍保持原來形狀，所以呈粒狀。結(jié)構(gòu)緊密，能使電線、樹枝折斷,對(duì)交通運(yùn)輸、通訊、輸電線路等有一定影響。（二）類型三、霧凇1、吉林省吉林市龍?zhí)秴^(qū)霧凇島2、黑龍江省伊春市庫爾濱霧?。ㄈ┑湫腿?、霧凇1、吉林省吉林市龍?zhí)秴^(qū)霧凇島2、黑龍江省伊春市庫爾濱霧凇（三）美景吉林省吉林市龍?zhí)秴^(qū)霧凇島三、霧凇1、吉林省吉林市龍?zhí)秴^(qū)霧凇島2、黑龍江省伊春市庫爾濱霧?。ㄈ┟谰凹质〖质旋?zhí)秴^(qū)霧凇島一、地表凝結(jié)5、氣壓變化規(guī)律，2）氣壓垂直分布規(guī)律，氣壓大小取決于所在水平面上的大氣質(zhì)量，隨著高度的上升，大氣柱重量減少，所以氣壓隨高度升高而降低。其一般情況，近地面層氣壓大約每上升10m減少1hPa；隨著高度升高，由于空氣質(zhì)點(diǎn)密度減少，遞減率也隨之減小。（三）霧凇吉林省吉林市龍?zhí)秴^(qū)霧凇島一、地表凝結(jié)5、氣壓變化規(guī)律，2）氣壓垂直分布規(guī)律，氣壓大小取決于所在水平面上的大氣質(zhì)量，隨著高度的上升，大氣柱重量減少，所以氣壓隨高度升高而降低。其一般情況，近地面層氣壓大約每上升10m減少1hPa；隨著高度升高，由于空氣質(zhì)點(diǎn)密度減少，遞減率也隨之減小。（三）霧凇塔克拉瑪干沙漠一、地表凝結(jié)5、氣壓變化規(guī)律，2）氣壓垂直分布規(guī)律，氣壓大小取決于所在水平面上的大氣質(zhì)量，隨著高度的上升，大氣柱重量減少，所以氣壓隨高度升高而降低。其一般情況，近地面層氣壓大約每上升10m減少1hPa；隨著高度升高，由于空氣質(zhì)點(diǎn)密度減少，遞減率也隨之減小。（三）霧凇塔克拉瑪干沙漠三、霧凇（四）成因1、大量水蒸氣（降水4℃）；2、凝集載體（垂柳）；3、足夠低的氣溫（-25℃）；（五）危害霧凇通常形成于樹枝、電線上，嚴(yán)重時(shí)可壓斷電線，折損樹木；道路變滑，農(nóng)牧業(yè)和交通運(yùn)輸受損；四、雨凇1、雨凇雨凇是形成在地面或地物迎風(fēng)面上的透明的或毛玻璃狀的緊密冰層。它主要是過冷卻雨滴降到溫度低于0C的地面或地物上凍結(jié)而成的。如果它是由非過冷卻雨滴降到冷卻得很厲害的地面或地物上而形成的時(shí)候，一般這種雨凇很薄而且存在的時(shí)間不長(zhǎng)。（一）定義四、雨凇（二）形成1、多半在溫度為0至-6℃時(shí)，由過冷卻雨，毛毛雨接觸物體表面形成；2、或是經(jīng)長(zhǎng)期嚴(yán)寒后，雨滴降落在極冷物體表面凍結(jié)而成；3、雨凇可發(fā)生在水平面上，也可發(fā)生在垂直面上，并以迎風(fēng)面聚集最多。（三）危害雨凇通常形成于樹枝、電線上，嚴(yán)重時(shí)可壓斷電線，折損樹木；破壞性大，堅(jiān)硬的冰層使被覆蓋的莊稼糜爛、牲畜無草可吃，道路變滑，農(nóng)牧業(yè)和交通運(yùn)輸受損。四、雨?。ㄋ模┚吧?、雨?。ㄈ┚吧?、雨?。ㄈ┚吧摹⒂贲。ㄈ┚吧?、雨凇（三）景色四、雨?。ㄈ┚吧?、霧1、霧是漂浮在近地面層的乳白色小水滴或冰晶。當(dāng)空氣中煙、塵等微粒較多時(shí)，也能導(dǎo)致能見度變壞，這種現(xiàn)象稱為霾。（一）定義五、霧濃度霧（能見度＜1km）；濃霧（0.1-0.5km）；強(qiáng)濃霧（＜0.1km）組成水霧=小水滴；冰霧=小冰晶依據(jù)不同的成因（二）分類成因分類氣團(tuán)霧冷卻霧輻射霧平流霧上坡霧蒸發(fā)霧混合霧鋒面霧五、霧1、輻射霧1）定義夜間地面輻射冷卻，使貼近近地面氣層邊冷而形成的霧，稱為輻射霧；2）特征大陸高壓區(qū)最為常見，尤以山谷、盆地為多；常出現(xiàn)于晴朗、微風(fēng)、近地面水汽較充沛的夜間或早晨；3）形成條件充足水分；天氣晴朗少云；風(fēng)力微弱（1-3m/s）；大氣層穩(wěn)定；（二）分類五、霧1、輻射霧4）輻射霧厚度，隨空氣冷卻程度及風(fēng)力而定貼近地面氣層內(nèi)溫度降到露點(diǎn)以下，且風(fēng)力微弱，形成低霧，低霧高度在2-100m，有時(shí)不到2m，稱為淺霧，低霧形成與近地層逆溫層有關(guān)，上界常與逆溫層上界一致，低輻射霧常在秋天黃昏、夜晚或日出之前出現(xiàn)在低洼區(qū)，日出前后濃度達(dá)最大，8-10時(shí)，逆溫層破壞低霧隨之消失；如空氣冷卻作用所及高度增大，輻射霧能伸展到幾百米高，這種輻射霧稱高霧，范圍很廣，能持續(xù)多日不散，僅在白天稍有減弱；（二）分類五、霧1、輻射霧5）典型：重慶（二）分類五、霧1、輻射霧5）典型：重慶（二）分類五、霧2、平流霧1）定義暖空氣移到冷下墊面上形成的霧，稱為平流霧，海洋上暖而濕的空氣流到冷的大陸上或者冷的海洋面上，都可以形成平流霧；2）特點(diǎn)平流霧的范圍廣而且深厚；只要有適宜的風(fēng)向、風(fēng)速，?？沙掷m(xù)很久；但只要暖濕空氣來源中斷，霧則立即消散；海霧是平流霧中重要一種，有時(shí)可持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，我國沿海，夏季風(fēng)盛行時(shí)到達(dá)陸上，多霧季節(jié)；（二）分類五、霧2、平流霧3）形成平流霧的有利天氣條件下墊面與暖濕空氣的溫差較大；暖濕空氣的濕度大；適宜的風(fēng)向(由暖向冷)和風(fēng)速(2-7m/s)；層結(jié)較穩(wěn)定。因?yàn)橹挥信瘽窨諝馀c其流經(jīng)的下墊面之間存在較大溫差時(shí)，近地面氣層才能迅速冷卻形成平流逆溫，而這種逆溫起到限制垂直混合和聚集水汽的作用，使整個(gè)逆溫層中形成霧。適宜的風(fēng)向和風(fēng)速，不但能源源不斷地送來暖濕空氣，而且能發(fā)展一定強(qiáng)度的湍流，使霧達(dá)到一定的厚度。（二）分類五、霧2、平流霧4）典型：威海成山頭（83d）浙江大陳島（57d）青島（51d）（二）分類五、霧2、平流霧4）典型：青島霧天年際變化（二）分類五、霧3、蒸汽霧1）定義冷空氣移動(dòng)到暖水面上形成的霧，稱為蒸汽霧；2）特征這種霧可在一日中任何時(shí)間形成；也可終日不消散；3）典型北冰洋的冬季常見，極地?zé)熿F或北極煙；（二）分類五、霧3、蒸汽霧3）典型：北冰洋的冬季常見，極地?zé)熿F或北極煙。（二）分類五、霧4、上坡霧潮濕空氣沿山坡上升使水汽凝結(jié)而產(chǎn)生的霧，稱為上坡霧，潮濕空氣必須處于穩(wěn)定狀態(tài)，山坡坡度也不能太大，否則發(fā)生對(duì)流而成為層云，例如云貴高原東側(cè)；5、鋒面霧發(fā)生于鋒面附近的霧，稱為鋒面霧，主要是暖氣團(tuán)的降水落入冷空氣層時(shí)，冷空氣因雨滴蒸發(fā)而達(dá)到過飽和，水汽在鋒面底部凝結(jié)而成，例如梅雨季節(jié)的霧；（二）分類五、霧（三）分布沿海多于內(nèi)地，高緯多于低緯，我國貴州四川受到當(dāng)?shù)靥厥獾匦斡绊?，水汽充足且不易流走；（四）意義霧對(duì)植物的生長(zhǎng)有益，可以增加土壤水分，減少植物蒸騰。例如云南南部盆地有明顯的干季，但此時(shí)多輻射霧，對(duì)植物和熱帶作物生長(zhǎng)十分有利。皖南山區(qū)河谷地河漫灘上茶葉質(zhì)量較高，也與秋冬季節(jié)多河谷煙霧有關(guān)；（五）危害霧對(duì)能見度影響大，妨礙交通，尤其是對(duì)航空運(yùn)輸影響較大；六、云1、云水汽凝結(jié)物懸浮在自由大氣中形成云，空氣對(duì)流、鋒面抬升等作用使空氣上升到凝結(jié)高度，導(dǎo)致成云。2、形成條件熱力對(duì)流，指地表受熱不均和大氣層結(jié)不穩(wěn)定引起的對(duì)流上升運(yùn)動(dòng)，由對(duì)流運(yùn)動(dòng)所形成的云多屬積狀云；動(dòng)力抬升，指暖濕氣流受鋒面輻合氣流的作用所引起的大范圍上升運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)形成的云主要是層狀云；大氣波動(dòng)，指大氣流經(jīng)不平的地面或在逆溫層以下所產(chǎn)生的波狀運(yùn)動(dòng)，由大氣波動(dòng)產(chǎn)生的云主要屬于波狀云；地形抬升，指大氣運(yùn)行中遇地形阻擋，被迫抬升而產(chǎn)生的上升運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)形成的云既有積狀云，也有波狀云和層狀云，通常稱為地形云；（一）定義六、云根據(jù)云的形狀、云底高度及形成云的上升運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可將云分為以下幾類（表3-11）（二）分類六、云1、積狀云1）高度，積狀云包括淡積云、濃積云和積雨云，2）形狀出現(xiàn)時(shí)，常呈孤立分散狀態(tài)，3）運(yùn)動(dòng)方式，由于空氣對(duì)流上升，體積膨脹絕熱冷卻，使水汽發(fā)生凝結(jié)而形成的。對(duì)流能否形成積狀云取決于對(duì)流高度是否超過凝結(jié)高度。只有對(duì)流高度超過凝結(jié)高度，才能形成積狀云。（二）分類六、云1、積狀云4）發(fā)展過程，對(duì)流開始時(shí)，上升氣流稍高于凝結(jié)高度，即形成淡積云。濃積云上升氣流速度可達(dá)15～20m/s，高度一般達(dá)到0℃層以上，這時(shí)積云頂成花椰菜狀。對(duì)流繼續(xù)發(fā)展，濃積云愈益壯大，當(dāng)云頂伸展到溫度在-15℃以下的高空時(shí)，云頂水滴凍結(jié)為冰晶，發(fā)展為積雨云。熱力對(duì)流、冷鋒面對(duì)流、地形抬升等，均可形成積狀云。（二）分類六、云（二）分類六、云2、層狀云1）形態(tài)，是均勻幕狀云層，通常具有較大的水平范圍，覆蓋數(shù)千-上萬平方千米的地區(qū)。2）運(yùn)動(dòng)方式，暖濕空氣斜升運(yùn)動(dòng)。3）高度，按云底高度可分為雨層云、高層云和卷層云三類。4）形成過程最常見的斜升運(yùn)動(dòng)發(fā)生在鋒面上，即暖濕空氣沿著冷空氣的斜坡滑升，有時(shí)也可能是暖濕空氣沿地形界面緩慢滑升。暖濕空氣上升運(yùn)動(dòng)速度雖然一般只有1-10cm/s，但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，涉及范圍廣，所以能形成面積廣闊的云層。（二）分類六、云2、層狀云4）形成過程（二）分類雨層云高層云卷層云六、云3、波狀云1）形態(tài)，波狀云是表面呈現(xiàn)波狀起伏或魚鱗狀的云層，2）高度，包括卷積云、高積云、層積云和層云。3）運(yùn)動(dòng)方式，通常是因空氣密度不同、運(yùn)動(dòng)速度不等的兩個(gè)氣層界面上產(chǎn)生波動(dòng)而形成的。4）過程，在大氣逆溫層和等溫層上下，空氣密度和運(yùn)動(dòng)速度往往有較大差異，故常有波狀運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。如果相對(duì)濕度較大，波峰處因空氣上升變冷凝結(jié)成云塊；波谷則因空氣下沉增溫，無云產(chǎn)生。（二）分類六、云3、波狀云（二）分類六、云4、特殊云狀1）堡狀云底部水平，頂部并列突起云塔，形像城堡。常在波狀云基礎(chǔ)上發(fā)展起來。（二）分類六、云4、特殊云狀2）莢狀云莢狀云中間厚、邊緣薄，云塊呈豆莢狀，局部上升氣流和下降氣流相匯合而成。（二）分類六、云1、定義天空被云遮蔽的程度叫云量，2、表示用0-10的成數(shù)表示。天空完全被云遮蔽，云量為10；一半為云遮蔽，云量為5；云占1/10天空，云量為1。3、分布，云量的分布與緯度、海陸分布、氣流運(yùn)動(dòng)等有關(guān)。一般來說，上升氣流為主的區(qū)域云量大；下沉氣流為主的區(qū)域云量??；海洋上云量高于大陸；大氣環(huán)流特征與云量關(guān)系也十分密切。例如我國西南季風(fēng)地區(qū)，雨季云量顯著增大；干季云量明顯減小。（三）云量六、云4、根據(jù)氣溫、氣流運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，劃分以下3個(gè)云量帶：赤道多云帶：全年以上升氣流為主，氣溫高，對(duì)流旺盛，水汽來源充沛，平均云量約為6；緯度20°-30°少云帶：全年沉氣流為主，空氣干燥，兩個(gè)相對(duì)明凈帶。平均云量4左右，荒漠地帶不足2；中高緯多云帶：氣團(tuán)、鋒面活動(dòng)頻繁，高緯地帶還因氣溫低，是全球高云量帶。平均云量為6.5-7；（三）云量章節(jié)結(jié)構(gòu)

第四節(jié)大氣降水一、降水1、降水和降水量從云中降落到地面的固態(tài)或液態(tài)的水，稱為降水；從大氣降落到地面的未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失而在水平面上積聚的水層厚度（mm），日降水量、月降水量、年降水量；2、降水強(qiáng)度單位時(shí)間內(nèi)的降水量，mm／10分鐘、mm／小時(shí)、mm／日，不同的云降水強(qiáng)度不同，劃分標(biāo)準(zhǔn)如下：雨小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨mm/d＜10.010-2525-5050-100100-200＞200雪小雪中雪大雪mm/d＜2.52.5-5.0＞5.0一、降水3、云滴和雨滴云滴體積很小，半徑＜l00μm，＞100μm的水滴，稱雨滴，標(biāo)準(zhǔn)云滴半徑為10μm，標(biāo)準(zhǔn)雨滴半徑為100μm。從體積來說，半徑lmm的雨滴約相當(dāng)100萬個(gè)半徑為10um的云滴，不能克服空氣阻力和上升氣流的頂托。所以，降水雖然主要來自云中，但有云不一定都有降水。4、從雨滴到形成降水必須具備的兩個(gè)基本條件：一是，雨滴下降速度超過上升氣流速度；二是，雨滴從云中降落到地面前未完全蒸發(fā)；二、云滴增長(zhǎng)（一）云滴凝結(jié)（凝華）增長(zhǎng)1、云的形成和發(fā)展階段，由于云體繼續(xù)上升，絕熱冷卻，或云外不斷有水汽輸入云中，使云內(nèi)空氣中的水汽壓大于云滴的飽和水汽壓，因此云滴能夠由水汽凝結(jié)(或凝華)而增長(zhǎng)。但是，一旦云滴表面產(chǎn)生凝結(jié)(或凝華)，水汽從空氣中析出，空氣濕度減小，云滴周圍不能維持過飽和狀態(tài)，使凝結(jié)(或凝華)停止。2、因此，一般情況下，云滴凝結(jié)(或凝華)增長(zhǎng)有一定的限度。要使這種凝結(jié)(或凝華)增長(zhǎng)不斷地進(jìn)行，還必須有水汽的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移過程，即當(dāng)云層內(nèi)部存在著冰水云滴共存（冰晶效應(yīng)）、冷曖云滴共存或大小云滴共存的任一種條件時(shí)，產(chǎn)生水汽從一種云滴轉(zhuǎn)化至另一種云滴上的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移過程。二、云滴增長(zhǎng)（一）云滴凝結(jié)（凝華）增長(zhǎng)3、上述幾種條件對(duì)形成大云滴，冰水云滴共存作用更為重要。因?yàn)樵谙嗤臏囟认拢g飽和水汽壓差異很大，特別是溫度在-10to-12℃時(shí)最顯著，最利于大云滴增大。因此，對(duì)于冷云(指云體上部已超越等0℃線，有冰晶和過冷卻水滴構(gòu)成的混合云)降水，這種冰水云滴共存作用是主要的。觀測(cè)事實(shí)也證明了這一點(diǎn)，著名的貝吉龍(Bergeron)理論價(jià)值就在于強(qiáng)調(diào)了冰晶對(duì)降水的作用。但是，凝結(jié)或凝華增長(zhǎng)過程，都很難使云滴迅速增長(zhǎng)到雨滴尺度，而且它們的作用都將隨云滴增大而減弱?？梢娨乖频卧鲩L(zhǎng)成為雨滴，勢(shì)必還要有另外的過程，這就是沖并增長(zhǎng)過程。二、云滴增長(zhǎng)（二）云滴的沖并增長(zhǎng)1、沖并增長(zhǎng)過程云滴經(jīng)常處于運(yùn)動(dòng)之中,這就可能使它們發(fā)生沖并。大小云滴之間發(fā)生沖并而合并增大的過程，稱為“沖并增長(zhǎng)過程”。2、下降末速度在云滴下降過程中，如重力和所受的空氣阻力達(dá)到平衡，使云滴作等速下降時(shí)的下降速度。水滴半徑mm0.020.050.10.20.51.02.02.53.0末速度cm/s52772162403649883909918二、云滴增長(zhǎng)（二）云滴的沖并增長(zhǎng)3、重力沖并云內(nèi)的云滴大小不一，相應(yīng)地具有不同的運(yùn)動(dòng)速度。大云滴下降速度比小云滴快，因而大云滴在下降過程中很快追上小云滴，大小云滴相互碰撞而粘附起來，成為較大的云滴，在有上升氣流時(shí)，當(dāng)大小云滴被上升氣流向上帶時(shí)，小云滴也會(huì)追上大云滴并與之合并，成為更大的云滴。云滴增大以后，它的橫截面積變大，在下降過程中又可合并更多的水云滴。這種在重力場(chǎng)中由于大小云滴速度不同而產(chǎn)生的沖并現(xiàn)象，稱為重力沖并。二、云滴增長(zhǎng)（二）云滴的沖并增長(zhǎng)4、水滴重力沖并增長(zhǎng)的快慢程度云中含水量越大，大小水滴的相對(duì)速度越大，單位時(shí)間內(nèi)沖并的小水滴越多，重力沖并增長(zhǎng)越快。實(shí)際上大水滴下降時(shí)，與空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)，空氣經(jīng)過大水滴，會(huì)在其周圍發(fā)生繞流。半徑為R的大水滴以末速度v下降的過程中,單位時(shí)間內(nèi)掃過的體積是以πR2為截面的圓柱體，位于圓柱體中的小水滴只有一部分與大水滴碰撞，另一部分小水滴將隨氣流繞過大滴而離開，不發(fā)生碰撞。研究半徑小于20μm的云滴，重力沖并可忽略不計(jì)，半徑大于30μm的大水滴在短時(shí)間內(nèi)可通過重力沖并增長(zhǎng)達(dá)到半徑為幾個(gè)毫米的雨滴。水滴的沖并增長(zhǎng)是一種加速過程。二、云滴增長(zhǎng)（二）云滴的沖并增長(zhǎng)5、電荷沖并此外由于云中分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)、云中空氣的湍流混合、云滴帶有正負(fù)不同的電荷以及流體吸力等原因，也可引起云滴的相互沖并。重力沖并電荷沖并二、云滴增長(zhǎng)（二）云滴的沖并增長(zhǎng)6、下降過程中的變形開始下降時(shí)，底部平整，上部因表面張力而保持原來的球形。當(dāng)水滴繼續(xù)增大，在空氣中下降時(shí)，除受表面張力外，還要受到周圍作用在水滴上的壓力以及因重力引起的水滴內(nèi)部的靜壓力差，二者均隨水滴的增長(zhǎng)及下降而不斷增大。在三種力的作用下，水滴變形越來越劇烈，底部向內(nèi)凹陷，形成一個(gè)空腔?？涨辉阶?cè)酱?，越變?cè)缴?，上部越變?cè)奖?，最后破碎成許多大小不同的水滴。水滴在下降過程中保持不破碎的最大尺度稱為臨界尺度，常用等體積球體的半徑來表示，稱為臨界半徑或破碎半徑。當(dāng)大氣中的雨滴增大到300-350μm時(shí)，就要破碎成幾個(gè)較大的滴和一些小滴，它們可以被上升氣流攜帶上升，并在上升過程中作為新一代的胚眙而增長(zhǎng)。二、云滴增長(zhǎng)（二）云滴的沖并增長(zhǎng)7、總結(jié)上述兩種云滴增大過程在由云滴轉(zhuǎn)化為降水的過程中始終存在。但觀測(cè)表明，在云滴增長(zhǎng)的初期，凝結(jié)(或凝華)增長(zhǎng)為主，沖并為次。當(dāng)云滴增大到一定階段(一般直徑達(dá)50-70μm)后，凝結(jié)(或凝華)過程退居次要地位，而以重力沖并為主。在低緯度地區(qū)，云中出現(xiàn)冰水共存的機(jī)會(huì)較少，形成暖云(指整個(gè)云體的溫度在0℃以上，云體由水滴構(gòu)成，又稱為水成云)降水，這時(shí)沖并作用更為重要?？傊?，凝結(jié)(或凝華)增長(zhǎng)和沖并增長(zhǎng)兩種過程是不可分割的。我們必須辯證地看待這兩種過程的作用，以深入了解降水形成的理論，為人工控制降水奠定基礎(chǔ)。三、降水外形1、降雨、降雪、冰雹、霰；2、冰雹與霰的區(qū)別一是，從外觀上，霰是不透明球形顆粒固態(tài)降水，直徑一般為2-5mm，落到地上會(huì)反彈、易破碎；冰雹是一種很硬、半透明結(jié)晶體，2mm-10cm。二是，從出現(xiàn)時(shí)間段，霰多在冬、春季節(jié)的下雪前或下雪時(shí)出現(xiàn)；冰雹常出現(xiàn)在對(duì)流活動(dòng)較強(qiáng)的夏秋季節(jié)里。三是，從形成條件，霰是高空水蒸氣遇冷凝結(jié)的小冰粒，在擾動(dòng)強(qiáng)烈的云中，雪晶大量碰撞，凍結(jié)并合而成；冰雹的產(chǎn)生要具備強(qiáng)烈的對(duì)流天氣和充足的水汽補(bǔ)充，只有在強(qiáng)烈對(duì)流的條件下，才能維持初始形成的冰雹在不斷地向上和下降做往返運(yùn)動(dòng)，雹核在冷卻中不斷增大體積，就好像“滾元宵”似的越滾越大，直到上升氣流無法支持冰雹的重力時(shí)，便一落千丈地掉了下來；四、降水形成（一）雨的形成由液態(tài)水滴(包括過冷卻水)所組成的云體稱為水成云。水成云內(nèi)如果具備云滴增大為雨滴的條件，并使雨滴具有一定下降速度，降落下來的是雨或毛毛雨。由冰晶組成的云體稱為冰成云，而由水滴(過冷卻水)和冰晶共同組成的云稱為混合云。從冰成云或混合云中降下的冰晶或雪花，下落到0℃以上氣層內(nèi)，融化以后成為雨滴，形成降雨。在雨的形成過程中，大水滴起著重要的作用。當(dāng)水滴半徑增大到2-3mm時(shí)，水分子間引力難以維持這樣大的水滴，在降落途中，很容易受氣流沖擊而分裂，使大水滴下降，小水滴繼續(xù)存在，形成新的大水滴。這是上升氣流較強(qiáng)的水成云和混合云中形成雨的重要原因。四、降水形成（二）雪的形成雪的形成在混合云中，由于冰水共存使冰晶不斷凝華增大，成為雪花。當(dāng)云下氣溫低于0℃時(shí)，雪花可以一直落到地面而形成降雪。如果云下氣溫高于0℃時(shí)，則可能出現(xiàn)雨夾雪。雪花的形狀極多，有星狀、柱狀、片狀等等，但基本形狀是六角形。雪花之所以多呈六角形，花樣之所以繁多，是因?yàn)楸姆肿右粤切螢樽疃?，?duì)于六角形片狀冰晶來說，由于它的面上、邊上和角上的曲率不同，相應(yīng)地具有不同的飽和水汽壓，其中角上的飽和水汽壓最大，邊上次之，平面上最小。在實(shí)有水汽壓相同的情況下，由于冰晶各部分飽和水汽壓不同，其凝華增長(zhǎng)的情況也不相同。四、降水形成（二）雪的形成例如當(dāng)實(shí)有水汽壓僅大于平面的飽和水汽壓時(shí)，水汽只在面上凝華，形成的是柱狀雪花。當(dāng)實(shí)有水汽壓大于邊上的飽和水汽壓時(shí)，邊上和面上都會(huì)發(fā)生凝華。由于凝華的速度還與曲率有關(guān)，曲率大的地方凝華較快，故在冰晶邊上凝華比面上快，多形成片狀雪花。當(dāng)實(shí)有水汽壓大于角上的飽和水汽壓時(shí)，雖然面上、邊上、角上都有水汽凝華，但尖角處位置突出，水汽供應(yīng)最充分，凝華增長(zhǎng)得最快，故多形成枝狀或星狀雪花。再加上冰晶不停地運(yùn)動(dòng)，它所處的溫度和濕度條件也不斷變化，這樣就使得冰晶各部分增長(zhǎng)的速度不一致，形成多種多樣的雪花。五、降水類型1、對(duì)流雨暖季空氣濕度較大，近地面氣層強(qiáng)烈受熱，引起對(duì)流而形成的降水，稱為對(duì)流雨。這類降水多以暴雨形式出現(xiàn)，并伴有雷電現(xiàn)象，故又稱為熱雷雨。全球赤道帶全年以對(duì)流雨為主。我國西南季風(fēng)區(qū)也以熱雷雨為主，但通常只見于夏季；2、地形雨暖濕空氣前進(jìn)途中遇到較高山地阻礙而被迫抬升，在達(dá)到凝結(jié)高度時(shí)，便產(chǎn)生降水。世界年降水量最多的地方基本上都與地形雨有關(guān)；五、降水類型3、鋒面雨兩種物理性質(zhì)不同的氣團(tuán)相遇，暖濕空氣循交界面滑升絕熱冷卻，達(dá)到凝結(jié)高度時(shí)便產(chǎn)生云雨。由于氣團(tuán)的水平范圍很廣，上升速度緩慢，所以鋒面雨具有雨區(qū)廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。溫帶地區(qū)鋒面雨占有主要地位；4、臺(tái)風(fēng)雨臺(tái)風(fēng)是產(chǎn)生在熱帶海洋上的一種空氣旋渦。臺(tái)風(fēng)中有大量暖濕空氣上升，可產(chǎn)生強(qiáng)度極大的降水。臺(tái)風(fēng)雨和對(duì)流雨的性質(zhì)比較近似，對(duì)流雨較普遍但一般強(qiáng)度較弱，范圍較小，臺(tái)風(fēng)擾動(dòng)劇烈且范圍很大，半徑可達(dá)數(shù)百千米，臺(tái)風(fēng)雨產(chǎn)生于夏秋季；六、降水變化（一）日變化時(shí)間024681012141618202224清晨午后午前夜間大陸型時(shí)間024681012141618202224清晨午后海洋型（二）季節(jié)變化1、赤道型，全年多雨，其中有兩個(gè)高值與兩個(gè)低值時(shí)期。春、秋分之后，降水量最多；冬、夏至之后，降水量出現(xiàn)低值。這種類型分布在南北緯10°以內(nèi)的地區(qū)；2、熱帶型，位于赤道南北兩側(cè)。由于太陽在天頂?shù)臅r(shí)間不像在赤道上間隔相等，隨著緯度的增加，兩段最多降水量時(shí)間逐漸接近，至回歸線附近合并為一；3、副熱帶型，副熱帶全年降水只有一個(gè)最高值，一個(gè)最低值。大陸東岸降水量集中于夏季（季風(fēng)型），大陸西岸則冬季多雨（地中海型）；4、溫帶及高緯型，內(nèi)陸及東海岸以夏季對(duì)流雨為主，西海岸則以秋、冬氣旋雨為最重要；六、降水變化（三）降水變率1、定義各地降水在年際和年內(nèi)個(gè)月間都有變化，由于各地自然地理環(huán)境不同，其變化情況并不一致，有些地區(qū)相對(duì)穩(wěn)定，有些地區(qū)變化明顯。通常用降水變率表征，即各年降水量的距平數(shù)與多年平均降水量的百分比表征降水的變化程度：Cv=距平數(shù)/平均數(shù)×100%2、意義降水變率大小反映降水的穩(wěn)定性或可靠性降水豐富，變率小，表明水資源利用價(jià)值高；降水變率大，表明降水不穩(wěn)定，旱澇頻率高；六、降水變化（三）降水變率