气象学与气候学 - 第三章大气的水分

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气象学与气候学思考题

气象学与气候学思考题第一章引论1．气候系统气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈、和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理体系。

2．大气圈可分为哪些层？对流层有何重要特征？大气圈可分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。

对流层的特征：①气温随高度的增加而降低。

②垂直对流运动显著。

③气象要素水平分布不均。

3．什么叫露点、降水、降水量？①在空气中水汽含量不变，气压一定下，使空气冷却到饱和时的温度，称为露点温度，简称露点（T d）。

其单位与气温相同。

②降水是指从天空降到地面的液态或固态水，包括雨、毛毛雨、雪、雨夹雪、霰、冰粒和冰雹等（但露不属于降水）。

③降雨量是指降水落到地面后（固态降水则经融化后），未经蒸发、渗透、流失而在水边面上积聚的深度，降水量以毫米为单位。

4．写出干空气状态方程并阐明其意义。

①干空气状态方程为P=pR d T,其中第二章大气的热能与温度1．什么叫太阳常数？就日地平均距离来说，在大气上界，垂直于太阳光线的1cm2面积内，1分钟内获得的太阳辐射能量，称太阳常数，用I0表示，多取I0=1370W/m2.2．什么叫太阳辐射光谱？其能量是如何分布的？①太阳辐射中辐射能按波长分布，称为太阳辐射光谱。

②太阳辐射能量主要分布在在可见光区，占太阳辐射总量的50%，其次是红外区，占总能量的43%，而紫外区的太阳辐射能很少，只占总能量的7%。

3．大气对太阳辐射的削弱方式有哪几种？为何雨后天晴时的天空特别蓝？①大气对太阳辐射的削弱方式有吸收、散射、反射三种。

②雨后天晴时的天空特别蓝是因为空气中杂质、水汽等凝结物少，基本上是属于分子反射，而太阳辐射中青蓝色波长较短，容易被大气散射。

4．为何有云的夜晚气温比较高？有云的夜晚气温比较高是因为云能强烈吸收地面辐射并且能反射回地面，也就是大气的逆辐射，因此，当天空有云，特别是浓密的低云时，逆辐射就更强了。

5．写出泊淞方程，并说明其物理意义。

气象与气候学课件第三章

△E代表同温度下冰面饱和水汽压和过冷却水面饱和水汽压之差：△E=E-Ei。其变化趋势如图中实线所示：自0℃开始，随着温度降低，差值迅速增大，至-12℃时达最大值（△E=0.269hPa）温度继续降低时，差值减小。f0表示冰面饱和水汽压对过冷却水面饱和水汽压的相对百分数。
“冰晶效应”：在云中，冰晶和过冷却水共存的情况是很普遍的，如果当时的实际水汽压介于两者饱和水汽压之间，就会产生冰水之间的水汽转移现象。水滴会因不断蒸发而缩小，冰晶会因不断凝华而增大。这就是“冰晶效应”，该效应对降水的形成具有重要意义。（通俗地说：就是对于水而言未饱和要发生蒸发，而不断缩小；而对于冰晶而言，过饱和要发生凝华，而不断增大）

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思考题
• 新疆的降水的水汽来源是来自大西洋的多还是来自北冰洋的多？ • 倒春寒天气现象？
阿尔泰山脉
友谊峰4374米
艾比湖189米
准噶尔盆地
托木尔峰 7435米
天山山脉
罗布泊洼地 780米
塔里木盆地
乔戈里峰 8611米
昆仑山脉
思考题
• 新疆的降水的水汽来源是来自大西洋的多还是来自北冰洋的多？ • 和新疆的地形有关，三山夹两盆，山脉以东西向为主，向西开敞的地形利于西侧水汽深入，阻隔来自北侧的水汽。
（一）饱和水汽压与温度的关系：
饱和水汽压与温度的关系可由克拉柏龙-克劳修司（Clapeyron-Clausius）方程经过积分后描述。
式中E为饱和水汽压，E0=6.11hPa（为t=0℃时，纯水平面上的饱和水汽压）。饱和水汽压随温度的升高而增大。这是因为蒸发面温度升高时，水分子平均动能增大，单位时间内脱出水面的分子增多，落回水面的分子数才和脱出水面的分子数相等；高温时的饱和水汽压比低温时要大。

气象气候学-大气中的水分

1.什么是饱和水汽压？饱和水汽压：水汽与水或冰两相共存，其间分子交换过程达到动态平衡时的水汽压。

2.饱和水汽压主要受哪些因素影响？✓蒸发面的温度✓蒸发面的性质（水面、冰面、溶液面）✓蒸发面的形状（平面、凹面、凸面）3.饱和水汽压与温度成什么关系？饱和水汽压随温度升高而按指数规律迅速增大。

4.为什么饱和水汽压随温度升高而迅速增大？温度越高，水分子平均动能越大，单位时间脱出水面的分子越多；只有当水面上水汽密度增大到更大值时，落回水面的分子数才和脱出水面的分子数相等。

温度越高，水汽分子平均动能越大，而水汽压是水汽重量及其碰撞器壁的结果，故也随之增大。

5.饱和水汽压随温度升高而迅速增大有什么重要意义？温度升高，饱和变不饱和，蒸发重现；温度降低，不饱和变饱和，凝结出现。

饱和水汽压随温度改变的量，高温时比低温时大。

6.蒸发面性质对饱和水汽压有什么影响？冰面和过冷却水面的饱和水汽压仍随温度升高而按指数规律变化.7.蒸发面形状如何影响饱和水汽压？温度相同时，凸面的饱和水汽压最大，平面次之，凹面最小。

凸面的曲率愈大，饱和水汽压愈大；凹面的曲率愈大，饱和水汽压愈小大水滴曲率小，饱和水汽压小；小水滴曲率大，饱和水汽压大；从而出现大水滴“吞并”小水滴现象。

8.影响蒸发的因素有哪些？气象因素：热源、饱和差、风和湍流扩散、气压下垫面因素：水源、水面大小，形状及深度、水质、物理性质9.空气湿度随时间变化有何规律？10.大气中水汽凝结需要什么条件？凝结核、水汽饱和或过饱和11.不同饱和或过饱和途径对云雾的形成有何差异？水汽凝结以冷却为主。

绝热冷却对形成云最为主要；辐射冷却、平流冷却与混合冷却对形成雾最为主要。

12.什么是云？与雾有什么区别？云是悬浮在大气中的大量小水滴、冰晶微粒或两者混合物的可见聚合群体；底部不接触地面。

雾是悬浮于近地面空气中的大量小水滴或冰晶的可见聚合群体，底部接触地面。

13.云的形成需要什么条件？凝结核、充足水汽、冷却过程14.形成云的上升冷却过程有哪些类型？热力对流：多形成积状云动力抬升：锋面、气旋作用，多形成层状云大气波动：多形成波状云地形抬升：可形成积状云、层状云与波状云积状云：空气对流上升冷凝而成的具有孤立分散、云底平坦、顶部凸起形态的垂直发展云块。

农林气象学 3第三章大气中的水分

与气温的年变化相反
T 地面水分蒸发 e， E随温度变化比e快，因此
时间
T r同理 T r
季风气候区：与气温的年变化相同
r
夏季
冬季
时间
夏季风，来自海洋，潮湿冬季风，来自内陆，干燥
五、大气中水汽凝结的条件（一）凝结核在水汽凝结或凝华过程中起核心作用的固态、液态和气态的气溶胶质粒。
★相对湿度随时间的变化与气温的日变化相反
r 夜昼
时间
日变化：
T 地面水分蒸发 e，由于E随温度变化比e快，因此 T r
近海地区及其它大型水体的周围（晴朗稳定的天气条件下）与气温的日变化同相
海陆风（水陆风）昼：吹海风，潮湿夜：吹陆风，干燥
r
夜昼
时间
年变化：
r 夏季冬季
（一）饱和水汽压与温度随温度的升高而增大
空气温度高时，饱和水汽压大，空气中所能容纳的水汽含量增多，原来处于饱和状态的蒸发面因温度升高而不饱和，蒸发重新出现；如果降低饱和空气的温度，由于饱和水汽压减小，就会有多余的水汽凝结出来。
（二）饱和水汽压与蒸发面性质
在同一温度下，不同蒸发面上的饱和水汽压不相同
§3.2 凝结现象
一、地面上的凝结物： 1、露和霜：露、霜、雾凇、雨凇
形成在晴朗无风的夜间和清晨。
露：贴地层空气中的水汽在地面发生凝结而形成的小水滴。 Td＞0℃ 霜：贴地层空气中的水汽在地面发生凝华而形成的小冰晶。 Td＜0℃ 热容量小、导热率小、粗糙的地表易形成露和霜。
露
2、雾凇∨和雨凇∽
据黄山气象部门统计，黄山佛光每年大约出现40 次左右，月平均2～5次。黄山佛光的出现多在雨后初晴的上午九点以前和阴雨初霁的傍晚五点以后。

气象学与气候学-大气中的水分-蒸发和凝结

E
E e19.9t / 273t 0
5
饱和水汽压随温度的升高而增大高温时的饱和水汽压比低温时要大随着温度的升高，饱和水汽压按指数规律迅速增大
6
重要推论：
空气温度的变化对蒸发和凝结有重要影响
高温时，饱和水汽压大，空气中所能容纳的水汽含量增多，因而能使原来已处于饱和状态的蒸发面会因温度升高而变得不饱和，蒸发重新出现；
气象学与气候学
大气中的水分-蒸发和凝结
1
一.水相变化
1、水的三态和相变原理 (1)大气中的水分，可以以固态、液态、气
态存在，水分处于哪种形态，取决于其温度。 (2)相变原理 (principle of phase transformation) 水的相态变化，实质上是水分子运动状态
的反映。
2
2.水相变化判据
（一）空气要达到饱和或超饱和状态（e≥E）途径：1、增加大气中的水汽含量
2、空气冷却使T<Td，减小E 绝热冷却：空气上升辐射冷却：夜间地面降温平流冷却：暖空气流到冷水面上
10
三、大气中水汽的凝结条件
（二）有充足的凝结核 1、来源：土壤微粒、风化岩石、火山微粒工业、失火烟尘海水飞溅时泡沫中的盐粒流星、陨石燃烧后的微尘。 2、作用增大水滴半径，降低E，快速饱和，增大水滴体积，下降时不易蒸发掉。
11
End
12
同样，可以得到冰面上的水相变化判据
4
二.饱和水汽压
（一）饱和水汽压与温度的关系
（1）定义：在一定的温度条件下，一定体积的空气所能容纳的水汽分子的数量是有一定限度的，如果水汽含量恰好达到此限度，就称为饱和空气，饱和空气中水汽所产生的压力，就称为饱和水汽压。

第三章大气中的水分

气象学与气候学
METEOROLOGY ＆ CLIMATOLOGY
第三章大气中的水分
饱和水汽压随着温度升高而按指数规律迅速增大。按指数规律迅速增大。随着温度的升高，随着温度的升高，单位时间内脱出水面的分子增多，脱出水面的分子增多，只有当水面上水汽密度增大到更大值时，落回水面的分子数才和脱出水面的分子数相等。出水面的分子数相等。
气象学与气候学
METEOROLOGY ＆ CLIMATOLOGY
第三章大气中的水分
4、水相变化中的潜热交换水相转变过程中，还伴随着能量的转换。蒸发过程中，水相转变过程中，还伴随着能量的转换。蒸发过程中，由于具有较大动能的水分子脱出液面，使液面温度降低。于具有较大动能的水分子脱出液面，使液面温度降低。如果保持其温度不变，必须自外界供给热量，果保持其温度不变，必须自外界供给热量，这部分热量等于蒸发潜热， L表示 L与温度有如下的关系表示。与温度有如下的关系：于蒸发潜热，以L表示。L与温度有如下的关系： L=（2500-2.4t）×103（J/kg）（））
气象学与气候学
METEOROLOGY ＆ CLIMATOLOGY
第三章大气中的水分
在云中，冰晶和过冷却水共存的情况是很普遍的，在云中，冰晶和过冷却水共存的情况是很普遍的，如果当时的实际水汽压介于两者饱和水汽压之间，时的实际水汽压介于两者饱和水汽压之间，就会产生冰水之间的水汽转移现象。水滴会因不断蒸发而缩小，之间的水汽转移现象。水滴会因不断蒸发而缩小，冰晶会因不断凝华而增大。这就是“冰晶效应” 因不断凝华而增大。这就是“冰晶效应”，该效应对降水的形成具有重要意义。的形成具有重要意义。
气象学与气候学
METEOROLOGY ＆ CLIMATOLOGY

气象学气候学复习要点

《气象学与气候学》复习要点第一章研究对象、任务和发展简史1．气象、天气和气候的含义气象：大气中发生的物理现象和过程，称为气象。

天气：短时间内大气状态和大气现象的综合。

气候：长时间内，大气状态和现象的的平均状况和极端状态。

2.广义的气象学和狭义的气象学：广义的气象学：所有研究大气现象和过程的学科统称为气象学。

狭义的气象学：仅研究大气中大气现象的学科称为狭义气象学。

3．大气的主要组成成份氮、氧、氩、 CO2、氖、氦、甲烷、氪、氧化氮、氙、臭氧、氡等。

前四个的含量分别是78.08、20.95、0.93、0.03，累加值 99.03、99.96、99.99。

大气气溶胶粒子：大气中悬浮的多种固体和液体微粒，统称为大气气溶胶粒子。

4．大气的质量随高度的变化大气总质量约5.3×1015吨。

50%在5.5公里以下；75%在11公里以下；25%在11公里—100公里；1% 在36公里—100公里；5. 大气上界有两种划分方法一是大气中出现物理现象的最高高度：极光，1200千米，大气的物理上界；另一种着眼于大气密度与星际气体密度接近的高度：大约2000—3000千米。

6. 大气的垂直分层⑴对流层高度：平均高度10—12公里，赤道平均高17—18公里，极地平均高8—9公里。

特征：①气温随高度升高而降低；平均而言：气温直减率γ=0.65℃/100米②盛行垂直对流运动；③气象要素分布不均；⑵平流层自对流层顶—55km。

温度最初随高度增加不显著，30 km以上显著升高。

气流比较平稳，空气的对流运动很弱。

对流层中水汽含量少，大多数时间天空是晴朗的。

在20 km以上高空，可在早晚观测到贝母云。

⑶中间层自平流层顶到85 km左右为中间层。

温度随高度升高而降低。

有强烈的对流运动。

几乎无云出现，有时能看到薄、银白色的夜光云。

有一个白天出现的电离层，叫做D层。

高度60—90公里。

⑷暖层高度自85公里到250或500 km。

又称热成层或暖层。

第三章大气中的水分(2011级用)汇总

第三章大气中的水分
13
2019/1/3
第三章大气中的水分
14
2019/1/3
第三章大气中的水分
15
二、饱和水汽压
2、饱和水汽与蒸发面性质的关系
2）溶液面的饱和水汽压

同一温度下，溶液面饱和水汽压小于纯水面
溶液浓度越高，饱和水汽压越小
2019/1/3
第三章大气中的水分
16
溶液
与纯水的饱和水汽压之比

影响蒸发的因素大气中水汽凝结的条件
2019/1/3
第三章大气中的水分
4
第一节
蒸发和凝结
一、水相变化
二、饱和水汽压三、影响蒸发的因素四、湿度的时间变化和分布五、大气中水汽凝结的条件
第二节
2019/1/3 第三章大气中的水分 5
一、水相变化

相：在几个或几组彼此性质不同的均匀部分所
2019/1/3
第三章大气中的水分
26
混合冷却
由水平混合而产生的凝结
2019/1/3
第三章大气中的水分
27
§3.2 地表面及大气中的凝结现象
一、地表面的凝结现象
1、露和霜（露霜） 2、雨凇和雾凇（雨凇雾凇）二、大气中的凝结现象 1、雾（雾） 2、云（云）
第三节
2019/1/3 第三章大气中的水分 28
7.63t 241.9t
冰面：E
E0 10
9.5t 265.5t
2019/1/3
第三章大气中的水分
11
例如：当饱和空气的温度由35℃下降到30℃ 时，每立方米的饱和空气中可凝结的水汽量为9.2 克；而当饱和空气的温度由15℃下降到10℃时，温度同样降低了5℃，但相应的水汽凝结量仅为 3.4克。

气象学与气候学第三章(1)

有充足的凝结核：
1、来源：土壤微粒、风化岩石、火山微粒；工业、失火烟尘；海水飞溅泡沫中的盐粒；流星、陨石燃烧后的微尘。 2、作用： ①增大水滴的半径，降低饱和水汽压，快速饱和 ②增大水滴的体积，下降中不易蒸发掉例：无核冰晶：3—5倍的饱和水汽压才能凝结；有核冰晶：相对湿度小于100%也可以凝结
压强 8 C K
冰
6
2 A 3 O
4 B’ B 2
1
水汽
-16
-12
-8
-4
0
4℃
二、饱和水汽压
蒸发、凝结、动态平衡状态，实有水汽压e 与对应的饱和水汽压E进行比较。饱和水汽压和蒸发面的温度、性质（水面、冰面，溶液面等）、形状（平面、凹面、凸面）之间，有密切的关系。
1饱和水汽压与温度的关系
第二节地表面和大气中的凝结物
要求
1、熟练掌握露、霜、雾淞、雨淞、雾、云等的概念；雾的形成条件、云的形成条件、分类。 2.掌握各类雾的形成、云的特点。
一、地面的水汽凝结物
１．露与霜２．雾凇与雨凇
露与霜

露：温度在０以上，水汽凝结为液态，称为露；（夏季最多）露的水量很小，但对植物生长却十分有利，尤其在干旱地区和干热天气情况下，露常有维持植物生命的功效；

霜：温度在０以下，水汽凝结为固态，称
为霜；（常见于冬季）无霜期长短对农业有重要意义；一般说来，纬度愈高，无霜期愈短；纬度相同，海拔愈高，无霜期愈短．山地阳坡无霜期长于阴坡；低洼地段无霜期比平坦开阔地段短；
农业上要预防的是霜冻而不是霜，霜和露都是好天气的标志：露水见晴天；霜重风晴天
露和霜的形成条件
1水相变化的物理过程
水汽浓度不大，单位时间内跑出水面的水分子比落回水中的水汽分子多，系统中的水就有一部分变成了水汽，这就是蒸发过程，水分子落回水面的过程叫凝结过程。

气象学第三章大气中的水分知识点

第三章大气中的水分1、动态平衡时的水汽称为饱和水汽，当时的水汽压称为饱和水汽压。

2、蒸发潜热是在恒定温度下，使水由液态转为气态所需的热量。

3、饱和水汽压随温度的升高而增大。

4、有时水在0℃以下，甚至是在﹣20℃～﹣30℃以下仍不结冰，处于这种状态的水称为过冷却水。

5、若云中冰晶与过冷却水同时存在，而且当时的实际水汽压结余两者饱和水汽呀之间，就会产生冰水之间的谁其转移现象。

水滴会因不断蒸发而缩小，冰晶会因不断凝华而增大。

这就是“冰晶效应”。

6、同一温度下，溶液面的饱和水汽压比纯水面消，而且溶液浓度越高，饱和水汽压越小。

7、“凝结增长”：云雾中的水滴有大有小，大水滴曲率小，小水滴曲率大。

如果实际水汽压介于大小水滴的饱和水汽压之间，也会产生水汽的蒸发现象。

小水滴因蒸发而逐渐变小，大水滴因凝结而不断增大。

8、影响饱和水汽压的因素：●温度●蒸发面的性质●蒸发面形状9、影响蒸发的因素：●水源●热源●饱和差●风速与湍流扩散10、大气中水汽凝结的条件：●有凝结核或凝华核的存在●大气中水汽要达到饱和或过饱和状态11、凝结核：大气中能促使水汽凝结的微粒。

12、使空气达到过饱和的途径有两种：●暖水面蒸发●空气的冷却：绝热冷却、辐射冷却、平流冷却、混合冷却。

13、露、霜概念14、形成露和霜的气象条件是晴朗微风的夜晚。

15、霜冻：是指在农作物的生长季节里，地面和植物表面温度下降到足以引起农作物遭受伤害或者死亡的低温。

16、雾凇是形成于树枝上、电线上或其他地物迎风面上的白色疏松的微小冰晶或冰粒。

雾凇的种类：●晶状雾凇●粒状雾凇17、雾是悬浮于近地面空气中IDE大量水滴或冰晶，使水平能见度小于1㎞的物理现象。

形成雾的基本条件是近地面空气中水汽充沛，有使水汽发生凝结的冷却过程和凝结核的存在。

18、根据雾的形成条件，可将雾分为：●气团雾：冷却雾、蒸发雾、混合雾（冷却雾又分为辐射雾、平流雾、上坡雾）●锋面雾19、辐射雾是由地面辐射冷却使贴地面气层变冷而形成的。

气象学与气候学复习题第三章

第三章大气水分一.填空题：1.在常温常压下，大气中的物质只有有三态变化，其他物质由于气温高于其温度，而以形态存在。

2.温度愈高，饱和水汽压，随着温度升高，饱和水汽压按规律迅速。

3.不同温度下的空气，降低同样的温度，高温时的饱和空气凝结水量比低温时。

4.当T= 时，E过冷=E冰。

5.冰晶效应的条件是。

6.大小水滴共存时，产生水汽转移现象的条件是。

7.空气达到过饱和的途径有、。

8.空气冷却的类型有、、。

9、近地面的空气因与冷地面接触而降温到露点以下，如果 >0℃时，则在地面或地面物体凝结成，称为露；如果 <0℃，则水汽直接在地面或地面物体上凝结成称为霜。

10、形成露和霜的条件是的夜晚。

11、霜冻是指在农作物生长季节里，地面和植物表面温度下降到足以引起农作物遭受伤害或者死亡的。

农业上要预防的是而不是霜。

12、出现白霜时，气温比露点温度，即出现也出现。

13、出现黑霜时，气温比露点温度，只有而无。

14、雾凇是形成于树枝上、电线上或其它地物迎风面上的白色疏松的。

根据其形成条件和结构可分为两类：和。

15、雨凇是形成在地面或地物迎风面上的的紧密冰层。

它主要是降到温度低于的地面或地物上冻结而成的。

如果它是由非过冷却雨滴降到冷却得很厉害的地面或地物上而形成的时候，一般这种雨凇很薄而且存在的时间不长。

16、雾是悬浮于近地面空气中的，使水平能见度小于的物理现象。

17、云是指漂浮在空中的，由组成的中的水汽凝结物。

18、下午出现淡积云是的预兆。

19、早上出现浓积云是的预兆。

20、谚语“瓦块云，晒死人”、“天上鲤鱼斑，明天晒谷不用翻”，就是指透光高积云或透光层积云出现后，。

21、降水是指从云中降落到地面的和水，常见的有。

21习惯上把半径小于 um的水滴称为云滴，半径大于 um的水滴称为雨滴。

标准云滴的半径是 um，标准雨滴的半径是 um。

22、使云滴增大的过程主要包括：和。

实际上，云滴的增长是这两种过程同时作用的结果。

气象学与气候学课件03大气中的水分

（二）饱和水汽压与蒸发面性质的关系
1、冰面小于过冷却水面小于水面的饱和水汽压。可以解释冰水共存时的水汽转移现象，即冰晶效应。
2、同一温度下，溶液面的饱和水汽压比纯水面要小，而且，溶液浓度愈高，饱和水汽压愈小。
（三）饱和水汽压与蒸发面形状的关系
温度相同时，凸面的饱和水汽压最大，平面次之，凹面最小。
n为单位时间内落回水中的水汽分子数则有： N ＞ n 蒸发（未饱和）
N ＝ n 动态平衡（饱和） N ＜ n 凝结（过饱和）
蒸发 (evaporation)
概念——一定温度下由液态水（冰）转为气态水（水汽）的过程。
由蒸发消耗的水量称为蒸发量，用蒸发失
去的水层厚度（mm）表示。（1）e与E二者的对比是出现蒸发的关键 e<E出现蒸发（未饱和）； e=E水汽分子进
显然，在影响蒸发的因子中，蒸发面的温度通常是起决定作用的因子。
由于蒸发面的温度有年、日变化，所以蒸发速度也有年、日变化。
四、湿度随时间的变化
1、绝对湿度（用水汽压表示）
（1）日变化有两种类型：
➢双峰型：主要在大陆上湍流混合较强的夏季出现。（一天有两高两低）
➢单峰型：以海洋上、沿海地区和陆地影响因素中，①起决定作用，其次为风。（3）日变化和年变化——与气温相同（4）蒸发量空间分布——因气温高低、海陆分布、
水汽量多少而不同。
全球年蒸发量分布图
3.2 凝结（condensation）
概念——一定温度时由气态水
（水汽）转为液态水（冰）的过程，由水汽直接转为冰过程称为凝华。（1）凝结（凝华）条件
• 具有一定凝结核（凝华核） • 增加水中的水汽e>E
• 通过空气冷却、降低E

《气象学与气候学》要点及试题

《气象学与气候学》要点及试题黄秀英佳木斯大学理学院《气象学与气候学》要点及试题佳大理学院资源与环境科学系黄秀英教学目的:本课程是自然地理的一个重要组成部分,通过系统的学习,应使学生系统地掌握大气中的物理现象、物理过程和大气运动的基本原理；天气演变和气候的形成、分布、变化的基本规律；了解人类对天气的影响和改造的基本原理;使学生能胜任中学的教学任务,带领中学生开展课外气象活动.教学任务:第1-4章:气象学基础理论 (讲授54学时,实习20学时)第 5 章:天气学基础理论 (讲授18学时,实习4学时)第6-8章:气候的形成,分布,变化及人类活动对气候的影响.(讲授38学时,实习12学时)*课程安排如下：*试题类型1.选择题（含多项选择和单项选择） 15 - 20分2.填空题 20 - 25分3.判断并改错（找出唯一的一处错词或字并改成正确的） 15 - 20分4.根据要求作图 10 - 20分5.连线题 5 - 10分6.根据要求填图 10 - 20分7.根据温度、降水柱状图判断气候类型 5 - 10分8.根据所给温度、降水资料回答问题 10 - 15分9.简答题 10 - 20分10.读图并回答问题 10 - 15分*教学参考书：*教学要点及试题：绪论重点： 1.气象学、气候学、天气学的概念及所研究对象2.本学科与其他部门地理、区域地理学的关系一.选择题：1.（）是气象学的研究范围a.风b.雨c.冷却d.台风e.雪f.龙卷g.蒸发2.（）是天气学的研究范围a.霜b.台风c.凝结d.龙卷e.温度3.气象学与气候学的关系是（）a.气候学包含气象学b.气象学是气候学的基础c.气象学和气候学是独立的二、填空题：１.气象学是研究发生于（）中的一切（）和（）的科学，以（）为研究对象。

用（）表示。

2.天气学是研究（）不同的区域内所发生的（）的（）及（）规律，并应用这些规律（）的科学，以（）为研究对象。

3.天气是指在某一地区，（）或（）内大气中的（）和天气现象的综合。

气象学与气候学 - 第三章大气的水分

雨
暴雨 50.1～ 50.1～100.0 100.1～大暴雨 100.1～200.0 特大暴雨＞200.0
27
3.3 降水的形成
充分的水汽供应和空气的绝热上升运动。充分的水汽供应和空气的绝热上升运动。凝结增长凝结过程扩散转移云滴的增长乱流碰并碰并过程重力碰并水汽的扩散转移过程：水汽的扩散转移过程：
定义：饱和湿空气中水汽的分压强。定义：饱和湿空气中水汽的分压强。反映空气的最大水汽容纳能力饱和水汽压取决于温度
随温度指数随温度指数规律增大指数规律增大
影响因子：影响因子： • 温度 T E
• 蒸发面性质 E过冷却水＞E冰 • 蒸发面形状 E凸面＞E平面＞E凹面 • 液体含盐度含盐度 E
15
雾凇∨和雨凇∽ 雾凇∨和雨凇∽ 雾凇：附着在树枝及物体迎风面上的白色的疏松的凝结物。雾凇：附着在树枝及物体迎风面上的白色的疏松的凝结物。粒状雾凇（小冰粒）粒状雾凇（小冰粒）分类晶状雾凇（小冰晶）晶状雾凇（小冰晶）雨凇：过冷却雨滴落地后冻结而形成的光滑而透明的冰层。雨凇：过冷却雨滴落地后冻结而形成的光滑而透明的冰层。
降水性质降水性质连续性降水连续性降水主要降自雨层云主要降自雨层云间歇性降水间歇性降水主要降自层积云和高层云主要降自层积云和高层云阵性降水阵性降水主要降自积雨云主要降自积雨云毛毛状降水毛毛雨毛毛状降水毛毛雨主要降自层云主要降自层云降水成因降水成因对流雨对流雨地形雨地形雨锋面雨锋面雨台风雨台风雨3232降水的种类降水的种类26米雪米雪冰粒冰粒降水体降水体雨和毛毛雨雨和毛毛雨霰和米雪霰和米雪雨夹雪雨夹雪冰粒冻雨冰粒冻雨冰雹冰雹降水形态降水形态27降水强度降水强度mmmm24h24h小雪小雪2525中雪中雪25255050大雪大雪5050小雨小雨0101100100中雨中雨101101250250大雨大雨251251500500暴雨暴雨50150110001000大暴雨大暴雨1001100120002000特大暴雨特大暴雨2000200028充分的水汽供应和空气的绝热上升运动

气象学大气水分

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水面蒸发速率的影响因素
根据道尔顿蒸发公式：
W0
C esw ea P
可知：水面蒸发速率的主要影响因素为：
1. 水面温度温度越高，蒸发越快；
2. 水汽压温度一定时，空气中水汽压越小
（越干燥），蒸发越快；
3. 气压气压越小，蒸发量越大；
4. 风速风速越大，蒸发量也越大；
5. 溶质浓度浓度越大，蒸发量越小。
上面的例子说明：含有水汽、但不饱和的空气块，
可以通过降低温度达到饱和，如果在这个温度下再降温，则会出现凝结现象。因此这个温度是夜间地面出现露水的起点温度。所以有定义：
露点温度(td)：对含有水汽的湿空气，在不改
变气压与水汽含量的条件下通过降温使其达到饱和时的温度，单位为℃ 。
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相对湿度的影响因素
相对湿度主要取决于空气中的水汽含量和温度。
r e 100% 而当水汽含量一定时，气温a越高，相对湿度越小；当温度一定时， e 水汽含量越多，相对湿度越大。
s
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4.饱和差（saturation deficit/deficiency)
ρw
ea R wT
其中T为气温，ea为实际水汽压，R w为水汽的比气
体常数。
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3.相对湿度(relative humidity)
相对湿度（r）：空气中实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比。即：
r ea 100% es
相对湿度可表示空气距饱和状态的远近程度，但并没有说明空气中实际水汽含量的多少。
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气候气象学课件大气中的水分

r 夏季冬季
时间
T E
并且E比e快
因此 T r
同理 T r
季风气候区：与气温的年变化同相
r
夏季冬季
时间
夏季：夏季风，来自海洋，潮湿冬季：冬季风，来自内陆，干燥
水汽压的年变化与温度的年变化相似.
相对湿度的日变化主要决定于气温，其日变化动态同温度的日变化趋势正好相反.
相对湿度的年变化一般以冬季最大，夏季最小.
Cs
Cc
(二) 各种云的形成及伴随其的天气现象

积状云积状云是由气块上升、水汽凝结而成的.
(1) 积状云的形成总是与不稳定大气中的对流上升运动相联系
有对流能否形成积云及积云的强度和厚度取决于凝结条件、对流上升高度及强度.
(2) 淡积云、浓积云和积雨云是积状云发展的不同阶段.
如果对流上限稍高于凝结高度，则形成淡积云；对流上限高出凝结高度很多时，则形成浓积云；如果对流运动更强，云顶伸展至－15℃以下的高空时，则形成积雨云.
本章教学目的

掌握水相变化的判断、饱和水汽压和温度、溶液面的关系，水汽凝结的条件，地面水汽凝结物的区别，雾和云的差别，云的形成及云滴增长的物理过程了解水相变化的物理过程、影响蒸发的因素，湿度随时间的增长，雨和雪的形成，人工降水.
本章教学重点：
降水机制
第一节
蒸发和凝结
相：在几个或几组彼此性质不同的均匀部
能见度小于150m的辐射雾
(二)
平流雾
形成条件
下垫面与暖湿空气温差较大；暖湿空气湿度大；
适宜的风向和风速；大气层结较稳定.
表现特征范围和厚度一般比辐射雾大，海洋上四季均可见；生消主要取决于有无暖湿空气的平流；

气象学与气候学 - 第三章 大气的水分

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