第9章 大氣水分及其調控(1 / 3)

5.飽和差(d)飽和差是指某一溫度下,飽和水汽壓和實際水汽壓之差。若空氣中水汽含量不變,則溫度下降時,飽和水汽壓隨之減少,使飽和差也減少;反之,則使飽和差增大,當空氣達到飽和時,飽和差為零。飽和差表明了空氣中水汽距離飽和水汽壓的程度。

(二)空氣濕度的時間變化

近地麵空氣濕度有一定的日變化和年變化規律,尤以水汽壓和相對濕度最為明顯。

1.水汽壓的時間變化空氣中的水汽主要來自地麵蒸發、水麵蒸發和植物蒸騰。因此,其水汽含量與溫度有密切的關係。水汽壓的日變化有兩種基本形式:一種是單峰型,另一種是雙峰型。單峰型的日變化,一日中水汽壓最大值出現在氣溫最高、蒸發最強的時候(14-15時),最低值出現在氣溫最低、蒸發最弱的時候(日出之前)。單峰型日變化主要發生在海洋上、潮濕的露地上及亂流交換較弱的季節。雙峰型有兩個極小值和兩個極大值。一個極小值出現在日出之前氣溫最低的時候;另一個出現在15-16時,此時近地麵亂流、對流最強,把水汽從低層帶到高層使近地層絕對濕度急劇減小。第一個極大值出現在8-9時,此時溫度不斷上升,蒸發增強,而對流尚未充分發展,致使水汽在近地氣層積累;第二極大值出現在對流和亂流減弱、地麵蒸發出來的水汽又能在低層大氣聚集的20-21時。雙峰型日變化多發生在內陸暖季和沙漠地區。

水汽壓的年變化,在陸地上,最大值出現在7月,最小值出現在1月;在海洋上,最大值出現在8月,最小值出現在2月。

2.相對濕度的時間變化相對時間的變化與氣溫及大氣中的水汽含量有關。在大陸內部,其日變化與氣溫日變化相反,最大值出現在日出前後氣溫最低的時候;最小值出現在氣溫最高的14-15時。而沿海一帶,白天的風是由海洋吹向陸地;將大量水汽由海上帶到陸地,因此這時相對濕度較高。夜間和清晨,風由陸地吹向海洋,阻止海上濕空氣進入陸地,因此相對濕度較低。所以,沿海地區相對濕度的日變化表現為日高夜低,與氣溫日變化一致。相對濕度的日較差一般陸地大於海洋;內陸大於沿海;夏季大於冬季;晴天大於陰天。

相對濕度年變化,溫暖季節相對濕度較小,寒冷季節相對濕度較大。在季風盛行地區,由於夏季風來之海洋的潮濕空氣,冬季風來自大陸的幹燥空氣,因此相對濕度年變化與上述情況相反,最大值出現在下半年的雨季或雨季之前,最小值出現在冬季。

二、水分蒸發

由液態或固態水轉變為氣態水的過程叫蒸發。江、河、湖、泊、海洋和土壤中的水分都可以通過蒸發向大氣中運動,它們是大氣中水分的主要來源。

5.飽和差(d)飽和差是指某一溫度下,飽和水汽壓和實際水汽壓之差。若空氣中水汽含量不變,則溫度下降時,飽和水汽壓隨之減少,使飽和差也減少;反之,則使飽和差增大,當空氣達到飽和時,飽和差為零。飽和差表明了空氣中水汽距離飽和水汽壓的程度。

(二)空氣濕度的時間變化

近地麵空氣濕度有一定的日變化和年變化規律,尤以水汽壓和相對濕度最為明顯。

1.水汽壓的時間變化空氣中的水汽主要來自地麵蒸發、水麵蒸發和植物蒸騰。因此,其水汽含量與溫度有密切的關係。水汽壓的日變化有兩種基本形式:一種是單峰型,另一種是雙峰型。單峰型的日變化,一日中水汽壓最大值出現在氣溫最高、蒸發最強的時候(14-15時),最低值出現在氣溫最低、蒸發最弱的時候(日出之前)。單峰型日變化主要發生在海洋上、潮濕的露地上及亂流交換較弱的季節。雙峰型有兩個極小值和兩個極大值。一個極小值出現在日出之前氣溫最低的時候;另一個出現在15-16時,此時近地麵亂流、對流最強,把水汽從低層帶到高層使近地層絕對濕度急劇減小。第一個極大值出現在8-9時,此時溫度不斷上升,蒸發增強,而對流尚未充分發展,致使水汽在近地氣層積累;第二極大值出現在對流和亂流減弱、地麵蒸發出來的水汽又能在低層大氣聚集的20-21時。雙峰型日變化多發生在內陸暖季和沙漠地區。

水汽壓的年變化,在陸地上,最大值出現在7月,最小值出現在1月;在海洋上,最大值出現在8月,最小值出現在2月。

2.相對濕度的時間變化相對時間的變化與氣溫及大氣中的水汽含量有關。在大陸內部,其日變化與氣溫日變化相反,最大值出現在日出前後氣溫最低的時候;最小值出現在氣溫最高的14-15時。而沿海一帶,白天的風是由海洋吹向陸地;將大量水汽由海上帶到陸地,因此這時相對濕度較高。夜間和清晨,風由陸地吹向海洋,阻止海上濕空氣進入陸地,因此相對濕度較低。所以,沿海地區相對濕度的日變化表現為日高夜低,與氣溫日變化一致。相對濕度的日較差一般陸地大於海洋;內陸大於沿海;夏季大於冬季;晴天大於陰天。

相對濕度年變化,溫暖季節相對濕度較小,寒冷季節相對濕度較大。在季風盛行地區,由於夏季風來之海洋的潮濕空氣,冬季風來自大陸的幹燥空氣,因此相對濕度年變化與上述情況相反,最大值出現在下半年的雨季或雨季之前,最小值出現在冬季。

二、水分蒸發

由液態或固態水轉變為氣態水的過程叫蒸發。江、河、湖、泊、海洋和土壤中的水分都可以通過蒸發向大氣中運動,它們是大氣中水分的主要來源。

(一)水麵蒸發

水麵蒸發是一個複雜的物理過程,它受好多氣象因子的影響。水溫越高,蒸發越快,水溫增高,水分子運動加快,逸出水麵可能性增大,進入空氣中的水分子就多;飽和差大,蒸發就快,表示空氣中水汽分子少,水麵分子就易逸出跑進空氣中;風速越大,蒸發越快,風能使蒸發到空氣中的水汽分子迅速擴散,減少了蒸發麵附近的水汽密度;氣壓越低,蒸發越快。水分子逸出水麵進入空氣中,要反抗大氣壓力做功,氣壓越大,汽化時做功越多,水分子汽化的數量就越少。