3.2大气水分和降水

日落后地面及近地面层空气相继冷却，温度降低

当气温降到露点以下时，水汽即凝附于地面或地表物体之上

如果温度高于零度，水汽凝结成液态成为露，如果温度低于零度，水汽凝结成固态成为霜

霜通常见于冬季，露见于其他季节，尤以夏季居多

天气状况

局部地形

露

霜

定义

与霜的区别

雨凇<font color="#1976d2">多形成在地面或地物迎风面上的、透明或毛玻璃状的紧密冰层</font>，俗称“冰凌”

多半在温度为0-6度时，由过冷却雨、毛毛雨接触物体表面形成，或经长期严寒后雨滴降落在极冷物体表面冻结而成

雨凇可发生在水平面上，也可发生在垂直面上，并以迎风面聚集较多

压损电线，折损树木

雨凇破坏更大，坚硬的冰层使覆盖的庄稼糜烂，牲畜无草可吃

道路变滑，农牧业和交通运输受损

雾是漂浮在近地面层的乳白色微小水滴或冰晶，水滴显著增多时空气呈浑浊状态

空气中烟尘等微粒较多也能导致能见度变坏，这种现象称为霾

辐射雾

平流雾

蒸气雾

上坡雾

锋面雾

一般是<font color="#e65100">高纬多于内地，高纬多于低纬</font>

我国<font color="#e65100">四川盆地、贵州一带雾日较多</font>，是受到当地特殊的盆地和高原地形影响，水汽充足不易流走，具有形成雾的有利条件

雾对<font color="#e65100">植物生长有益，可以增加土壤水分，减少植物蒸腾</font>

例子

云是高空水汽凝结现象，锋面抬升、空气对流、地形抬升等作用使空气上升到冷凝高度时，就会形成云

晴空中漂浮的分散白色云块为积云

高空絮状、羽毛状云是卷云

云层遮天蔽日，不见边际是层云

高耸的黑云压顶是积雨云

积状云

层状云

波状云

定义

表示

影响分布的原因

云量带分布

原理

两种方式

主要作用方式

原理

主要地区

<font color="#e65100">借助催化剂改变云滴的性质、大小和分布情况，创造云滴增大条件</font>，以达到降水的目的

方法

原理

方法

原理

<font color="#e65100">暖季空气湿度较大，近地面气层强烈受热引起对流</font>而形成的降水

多以<font color="#e65100">暴雨出现</font>，并伴有<font color="#e65100">雷电现象</font>，故又称热雷雨

<font color="#e65100">全球赤道带全年</font>以对流雨为主

<font color="#e65100">我国西南季风区</font>也以对流雨为主，但通常只见于<font color="#e65100">夏季</font>

<font color="#e65100">暖湿空气前进途中遇到高山阻碍而被迫抬升</font>，绝热冷却，在达到凝结高度时就产生了降水

<font color="#e65100">山地迎风坡</font>常为<font color="#e65100">多雨中心</font>，<font color="#e65100">背风坡</font>因水汽早已凝结降落且下沉降温，将发生<font color="#e65100">焚风反应</font>，<font color="#e65100">降水很少</font>，形成雨影区

世界年降水量最多的地方基本上都与地形雨有关

两种物理性质不同的气团相遇，暖湿空气循交界面滑升，绝热冷却，达到凝结高度时便产生云雨

由于气团的水平范围很广，上升速度缓慢，所以<font color="#e65100">锋面雨具有雨区广、持续时间长</font>的特点

<font color="#e65100">温带地区锋面雨</font>占有主要地位

台风是产生在热带海洋上的一种空气漩涡。<font color="#e65100">台风中大量暖湿空气上升可产生强度极大的降水</font>

台风雨和对流雨的性质比较相似，<font color="#e65100">对流雨较普遍但一般强度较弱，范围较小，台风扰乱剧烈且范围很大</font>，半径可达数百千米

台风雨产生仅限于夏、秋季，有时造成灾害

单位时间内的降水量

降水量是指降落在地面的雨、雪、雹等，未经蒸发、渗透流失而聚集在水平面上的水层厚度

<font color="#e65100">单位时间内降水量越多，降水强度越大</font>，反之则降水强度越小

降水强度关系到<font color="#e65100">降水量的利用价值</font>

降水强度过大，地表径流过程迅速，不利于河川径流的调节，易引起山洪暴发，形成水患

降水特点

产生原因

降水特点

产生原因

赤道型

热带型

副热带型

温带及高纬型

<font color="#1976d2">各年降水量的距平数与多年平均降水量的百分比表征降水量的变化程度</font>

距平数/平均数*100%

<font color="#1976d2">距平数：当年降水量与平均数之差</font>

平均数：某地多年平均降水量

降水变率大小反映<font color="#e65100">降水的稳定性或可靠性</font>

一个地区降水量丰富、<font color="#e65100">变率小</font>，表明<font color="#e65100">水资源利用价值高</font>

<font color="#e65100">降水变率越大，表明降水越不稳定，往往反映了该地区旱涝频率较高</font>

我国降水变率大致是<font color="#e65100">北方大于南方，内陆大于沿海</font>

特点

特点

特点

多雨原因

特例

特点

一地的年降水量反映了该地水分收入情况，蒸发量反映了水分支出情况

取决于该地降水量P与蒸发量E的对比关系。通常用湿润系数K表示，为<font color="#e65100">K=P/E</font>

<font color="#e65100">降水量大于或等于蒸发量，</font>表示水分收入大于或等于支出，属于<font color="#e65100">湿润状况</font>

<font color="#e65100">降水量小于蒸发量</font>，说明水分入不敷出，属于<font color="#e65100">半湿润、半干旱或干旱</font>状况

副热带气温高，蒸发能力强，降水量远小于蒸发能力，故为干旱、半干旱区

高纬度地区降水量虽远不及副热带多，但气温比副热带低，蒸发能力弱，蒸发量小于降雨量，因而为湿润区

大气中水汽所产生的那一部分压力称为水汽压

温度一定时，单位体积空气中所容纳的水汽量达到一定限度，空气呈饱和状态，称为饱和空气，饱和空气的水汽压称为饱和水汽压

一般情况下地面水汽压由赤道向两极较小

饱和水汽压随温度升高而增大

单位容积空气所含水汽质量通常以g/cm3表示，称为绝对湿度

当气温为16度时，近地面水汽压的值可以近似地替代绝对湿度的值，但注意两者单位不同

实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比，称为相对湿度

由于饱和水汽压随温度而变，所以相对湿度取决于实际水汽压和温度的增减，<font color="#e65100">其中温度往往起主导作用</font>

当实际水汽压一定时，<font color="#e65100">温度降低则相对湿度增大，温度升高则相对湿度减小</font>

夜间多云、雾、霜、露，天气转冷时容易产生云雨等都是相对湿度增大的结果

当实际水汽压与饱和水汽压相等时，空气达到饱和。<font color="#e65100">湿空气等压降温达到饱和</font>的温度就是露点温度

露点完全由空气的水汽压决定，气压一定时它是等压冷却过程的保守量

根据露点差即气温与露点之差，可以<font color="#e65100">大致判断空气的饱和程度</font>

露点差=0，饱和；露点差&gt;0，未饱和

<font color="#e65100">露点差插值越大说明相对湿度越低</font>

<font color="#e65100">气温降到露点是水汽凝结的必要条件</font>

相对湿度日变化与气温日变化相反

在水汽压日变化不大的情况下，相对湿度<font color="#e65100">最高值出现在日出之前，最低值出现在午后</font>

一般是夏季最小，冬季最大

但有些地区因为夏季盛行风来自海洋，冬季风来自内陆，相对湿度反而夏季最大，冬季最小

蒸发面<font color="#e65100">温度越高蒸发过程越迅速</font>

因为温度高时蒸发面饱和水汽压大，<font color="#1976d2">饱和差（E-e）也较大，这是影响蒸发的主要因素</font>

在同样的温度条件下，冰面饱和水汽压比水面小，如果实有水汽压相同，冰面饱和差比水面小，冰面蒸发比水面慢

海水浓度比淡水大，<font color="#e65100">在温度相同的情况下蒸发比淡水慢</font>

<font color="#e65100">清水蒸发比浊水慢</font>，因为浊水吸热多，温度升高快

<font color="#e65100">空气湿度越大</font>饱和差越小，<font color="#e65100">蒸发过程缓慢</font>

空气湿度越小饱和差越大，蒸发过程迅速

<font color="#e65100">无风时</font>蒸发面上的水汽靠分子扩散向外传递，水汽压减少缓慢，容易达到饱和，故<font color="#e65100">蒸发过程减弱</font>

<font color="#e65100">有风时</font>蒸发面上的水汽随气流分布，水汽压较小，<font color="#e65100">故蒸发迅速</font>

实际工作中一般以水层厚度（mm）表示蒸发速度，称为蒸发量

气象台站采用蒸发皿观测蒸发量

在蒸发皿中倒入清水，定时测量水量，前后差值就是蒸发皿的蒸发量。但这一数值并不代表当地实际蒸发量

蒸发量的变化一般与<font color="#e65100">气温变化一致</font>

一日内午后蒸发量最大，日出前蒸发量最小；一年内夏季蒸发量大，冬季小

气温

海陆分布

降水量

一是增加<font color="#e65100">空气中的水汽含量</font>，使水汽压增大到饱和状态，<font color="#1976d2">要达到只有在具有蒸发源泉，且蒸发面温度高于气温的条件下可能</font>

二是使含有<font color="#e65100">一定量水汽的空气冷却，使之达到露点</font>。大气中常见的凝结现象都是这种情况，如云、雾、霜等的形成

定义

作用

空气上升时，<font color="#e65100">因绝热膨胀而冷却，可使气温迅速降低</font>，在较短时间内引起凝结现象，形成中雨或大雨

<font color="#e65100">空气上升越快冷却也越快</font>，凝结过程也越强烈

大气中很多凝结现象都是绝热冷却的产物

<font color="#e65100">空气本身因向外放散热量而冷却。</font><font color="#1976d2">近地面夜间除空气本身的辐射冷却外，还受地面辐射冷却的作用</font>，使气温不断降低

辐射冷却过程一般比较缓慢，水汽凝结量不多，只能形成霜、露、雾等

<font color="#e65100">较暖的空气经过冷地面，由于不断把热量传给冷的地表</font>造成空气本身冷却

如果暖空气与冷地表温度相差较大，暖空气温度降低至露点或露点以下时，就可能产生凝结

温度相差较大且接近饱和的两团空气混合时，混合后气团的平均水汽压可能比混合前气团的饱和水汽压大，多余水汽就会凝结