第3章 大气中的水分.
2018/7/23
一、水相变化 1、水相变化的物理过程 ① 蒸发---由水变成水汽的物理过程。
② 蒸发潜热
----1g水蒸发为同温度下的水汽所需消耗的热 量。L=2497焦耳/g ③ 凝结 ④ 凝结潜热 ----凝结时所释放的热量. L=2497焦耳/g ⑤ 凝华 ⑥ 升华
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⑦ 升华潜热 =融解潜热+蒸发潜热 = 334.7 + 2497 =2831.7焦耳/g ⑧ 凝华潜热 ⑨ 潜热交换过程 ----这种由水的相变导致的热量吸收和释放过 程。 ⑩ 潜热能 ----水的相变过程伴随有能量转化和交换,这 种能量为潜热能。
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处在不同T下的饱和空气,如果下降同样的 T,那么,在高温条件下的饱和空气凝结的 水汽量要比低温条件凝结的水汽要多。
思考:为什么暴雨总是发生在暖季?
2、E与蒸发面性质的关系
冰面和过冷却水
E冰 < E过冷却水
思考:为什么?
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冰 晶
E冰
<
e
<
E过冷却水
水滴
一天中有一个最高值(午后)和一个最低值 ( 清晨).
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(2)年变化 ----一年中有一个最高值和最低值. 2、相对湿度(f = e / E x 100% )
(1)日变化:
(2) 年变化:
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五、水汽凝结的条件 (1)空气要达到饱和或过饱和状态. 增加大气中水汽过饱和状态的过程: I. 暖水面蒸发 II. 空气的冷却(绝热冷却、辐射冷却、平 流冷却) (2)要有凝结核 中国雾都----重庆
E大水滴< E大水滴 <
E小水滴
e <
E小水滴
对云雾的初始形成起作用.(大水滴半径小于
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1微米)
三、影响蒸发的因素
(1)水源
(2)热源 (3)饱和差E-
e
(4)风速和湍流扩散的强度
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四、空气湿度的时间变化
1、水汽压
(1)日变化
湍流较强夏季(陆地):
一天中有两个最高值(9h~10h, 21h~22h)和 两个最低值(清晨、午后). 湍流不强季节(海洋、沿海或陆地):
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2、水相变化的判据
蒸发面是出现蒸发(升华)还是凝结(凝华), 其决定条件是什么?
---- e 与 E
e<E
蒸发过程 实际水汽量未达到 饱和状态. 凝结过程 实际水汽量达到过 饱和状态. 实际水汽量达到饱和状态,无 蒸发也无凝结.
e > E
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e=E
二、饱和水汽压(E) 1、E与蒸发面T的关系 ----E随T的升高而增大. 思考:这是为什么? 注意两点: E随T的升高而增大。这意味着由于T的 升高,原来饱和的空气可变为不饱和, 重新出现蒸发;相反,T下降,E下降, 意味原来饱和状态的空气变为过饱和状 态,多余的水汽可能出现凝结。
E 冰< e 这就是“冰晶效应“,又称贝吉龙理论,对 降水的形成起重要作用。 溶液面和纯水面
E溶
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e<
E过冷却水
< E纯
思考:为什么?
E与蒸发面形状的关系
A
B
C
凸水面(曲率大)E A> 平水面 EB > 凹水面(曲率小)EC 大、小水滴的饱和水气压
大水滴的曲率小,小水滴曲率大.
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(2)雨凇(冰凌、冻雨)
----由过冷却雨滴降到T<0 ℃ 的地面或地 物上,立即冻结成透明或毛玻璃状的 紧密冰层,使电线和树枝变成粗大的 冰棍,地面积起厚厚的冰层。
云层 气层或云层
0℃ 0℃ 0℃
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黑龙江省牡丹江 市双峰林场
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第二节 地表面和大气中的凝结现象 阅读思考: 1、什么是霜和露?在农业生产上,我们要预 防的是霜还是霜冻?为什么?可采用什么 措施? 2、云和雾有何异同?“十雾九晴”指的是什 么雾? 3、重庆为什么成为中国雾都? 4、积状云、层状云、波状云有什么特点?其 形成原因是什么?
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第三章 大气的水分
第一节 蒸发与凝结
第二节 地表面和大气中的凝结现象
第三节 降水
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第一节 蒸发与凝结
阅读思考: 1、理解水相变化的原理,水相变化的判据是 什么? 2、影响饱和水气压的因素有哪些? 3、相对湿度日变化、年变化怎样? 4、当云中冰水共存、冷暖云滴共存、大小水 滴共存时,哪些云滴会蒸发?哪些云滴会 凝结?为什么? 5、空气中水汽发生凝结要具备什么条件?
若Td
> 0℃,凝结物是水滴,称为露.
若Td
< 0℃,凝结物是松散结构白色冰晶,
称为霜。
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(2) 形成的条件
空气湿度. 晴朗和微风的夜晚. 地面或地物不利于传导热条件不同: 形态不同:
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(4)霜和霜冻的区别 霜冻:低温。 低温> Td, 有霜冻而无霜出现,称 为黑霜; 低温< Td,有霜冻同时有霜出现,称 为白霜;
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第二节 地表面和大气中的凝结现象
一、地面的水汽凝结物 1、露和霜
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谚语:露水起晴天,霜重见晴天。
谚语: 冬天吹大风,日头火样红;
日落红霞现,风停霜必浓。
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露和霜
(1) 概念
----近地面空气中水汽,因地面或地面物体辐 射冷却,使其温度低于贴地空气的Td 时, 水汽则凝结在地面或近地面物体上。那么
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在农业生产上,我们 要预防的是霜还是霜冻? 为什么?可采用什么措施?
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2、雾凇和雨凇 (1)雾凇 ----过冷水滴凝聚而成的白色固体凝结物。 晶状雾凇 ---- 在有雾、微风、冰晶与过冷却水共存, T<-15℃天气条件下,过冷却雾滴蒸发后, 由水汽凝华而成。 粒状雾凇 ----在有雾、风速较大,T=-2~7℃ 天气里, 风把过冷雾滴吹到冷的物体表面迅速冻结 而成。
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二、 近地面空中的主要凝结物----雾
1、概念 ---- 悬浮在近地面空气中的大量水滴或冰晶 的可见集合体,使水平能见度小于1Km的物 理现象。