水與人類生存3.3大氣水

第三節(jié)大氣水在地殼表面外包圍著一層厚厚的大氣——稱為大氣圈，它是地球的外部圈層。大氣層好像地球的“外衣”，保護著地球的“體溫”，使其變化不至于過于劇烈；同時它為地球上重要的水循環(huán)起到關(guān)鍵的運載作用，并保護著地球上的水不至于跑到宇宙空間而導致地球變成一個無水的“干球”。

一、大氣水的分布大氣水主要來自地面及地表水體——江河、湖泊、海洋等的蒸發(fā)、植物的蒸騰以及冰川雪蓋的冰雪升華而進入大氣之中?？諝饬鲃樱髿馑搽S之飄移，同時，流動的空氣也會將與之接觸的水體表面的水分帶到大氣之中。

自地球表面向上，大氣層可以延伸到數(shù)千里的高空。根據(jù)大氣的溫度和密度等物理性質(zhì)在垂直方向上的差異，可將大氣自下而上分為五層：對流層、平流層、中間層、暖層(電離層)和散逸層。大氣水(汽)幾乎都集中在緊貼地面的厚度不過十幾千米的對流層中，在對流層最下面接近地球表面的5km高度(或說厚度)內(nèi)就集中了90％的大氣水(汽)。到平流層，大氣水(汽)含量就極少，再向上的中間層、暖層(電離層)和散逸層大氣水就基本不存在了。

大氣水在水平方向上的分布差異也很大。海洋上空及沿海陸地上空總是聚集了較多的大氣水；而干旱的陸地，特別是廣闊的沙漠上空，一般總是艷陽高照，大氣水含量甚微，因此，這些地區(qū)的大氣也就十分干燥。大氣水不僅在空間上分布不均，就是在同一個地區(qū)的不同時期，其差異也是很大的，在多雨的季節(jié)，大氣中的水(汽)就比久旱無雨時期多得多。

地球上大氣中的水量(大氣水)與其他水體相比，不算多，并且在時空上的分布差異很大，但就整個地球大氣而言，其含量還是比較穩(wěn)定的。經(jīng)測算，整個地球大氣水約占地球大氣層總質(zhì)量的0.2％，約為1.29萬km3，僅占地球總儲水量的1/10萬；作為淡水的大氣水，也只占地球上淡水總儲量的1/4萬。但是大氣水卻比地球上所有的江河、湖泊和沼澤水都多，是地球上生物水的10倍。

大氣水是各種水體中最活躍的水體之一，它的更換周期只有8天，一年可更新44次，這樣一年累計在大氣中的水量就有5707萬km3，也就是全球年降水總量。海洋和陸地上的水受熱蒸發(fā)，進入大氣，大氣中的水(汽)遇冷凝結(jié)，以雨雪等形式降落下來，形成降水，從而實現(xiàn)了海洋與陸地之間的水文大循環(huán)和海洋與海洋上空、陸地與陸地上空之間的水文小循環(huán)。

在循環(huán)過程中，大氣水是以氣態(tài)或以塵埃為核凝結(jié)成小水珠，隨大氣垂直和水平運動，形成降水。大氣水是地球上水循環(huán)(無論是大循環(huán)還是小循環(huán))得以實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。沒有大氣水，就沒有豐富多彩的云、霧、雨、雪、雹等天氣現(xiàn)象，也就不會有驚雷和閃電，陸地上的動植物也就不會存在，因為無論哪種生物都難以生存于無比干燥的大氣之中。

大氣水不僅是地球上大小水文循環(huán)得以實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)，同時由于水的比熱容很大，使大氣水具有很大的熱容，再加上水又有更大的熔解熱和汽化熱，這就使水在同樣條件下，其溫度的變化遠不像其他物質(zhì)那樣顯著，所以大氣水在保護地球“體溫”，使其溫度變化不至于過分劇烈當中起著重要作用，扮演著重要角色。

我們通常用潮濕和干燥來描述大氣中含水(汽)的多少，這是憑借人們感官來判斷的。在物理上，是用“濕度”來表示大氣中的干濕程度。表示空氣濕度有多種表示方式，用空氣里所含水蒸氣的密度可以表示相對濕度和絕對濕度。

二、大氣的濕度

直接測定空氣中水蒸氣的密度是比較困難的，但是，由于水蒸氣的密度越大，它的壓強也越大，因此，就可以用空氣里水蒸氣的壓強來表示空氣的干濕程度?？諝饫锼魵獾膲簭姺Q作空氣的絕對濕度。

人類生活于大氣之中，不同地區(qū)的空氣干濕程度往往有很大差異，人們由于長期在某地生活，就會比較適應(yīng)本地區(qū)空氣的干濕狀況。例如，生活在沿?；虮容^潮濕地區(qū)的人們，如果到空氣比較干燥的地區(qū)，就會感到口干舌燥，甚至鼻孔出血。

同樣，長期生活在空氣比較干燥地區(qū)的人們，到沿?；虺睗竦貐^(qū)也會感到濕悶不適?？諝獾母蓾癯潭炔粌H對人的感覺有直接影響，并且對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也有很大影響。空氣太干燥，農(nóng)作物容易枯萎，土壤也容易龜裂，紡紗廠里的棉紗易脆而斷頭；空氣太潮濕，收獲的莊稼不易曬干，甚至發(fā)霉，紡紗廠里的棉紗也會發(fā)霉。

在相同時間內(nèi)離開液體的分子數(shù)等于返回液體的分子數(shù),液面上方汽的密度不再改變，液體和它上方的汽達到一種動態(tài)平衡。跟液體處于動態(tài)平衡的汽叫做飽和氣，這種狀態(tài)叫做飽和狀態(tài)。某種液體的飽和氣的壓強叫做這種液體的飽和氣壓。如果某一空間里含有的某種液體還未達到飽和狀態(tài)，就是說該液體仍在蒸發(fā)。

相對濕度是某溫度時空氣的絕對濕度與同一溫度下水的飽和汽壓的百分比。常用干濕球溫度表(也叫干濕泡溫度計)來測定大氣的絕對濕度和相對濕度。這種方法是用一對并列溫度計，其中一支是