文档介绍：第二节大气的水分和降水
一、大气湿度
(一)湿度概念及其表示方法
表示大气湿润程度的物理量,称大气湿度,它有如下几种表示方法:
水汽是大气的组成部分,具有压力,称为水汽压。当大气中的水汽含量增加时,水汽压也相应增大;反之,水汽压减小。因此,水汽压可以用来表示大气中水汽含量的多少。水汽压的单位与气压单位一样,用毫米水银柱高或毫巴表示。
空气中水汽含量与温度高低有密切关系。温度愈高,空气中容纳水汽的能力愈强。在一定的温度条件下,一定体积的空气中所容纳的水汽数量是有一定限度的,因而水汽压也有一个限度。当水汽含量恰好达到这个限度,叫饱和空气。饱和空气的水汽压称为饱和水汽压E,或称最大水汽压。饱和水汽压的大小与温度有关,温度愈高,饱和水汽压愈大。

单位容积空气中所含的水汽质量(通常以g/m3 表示),称为绝对湿度。一般情况下,气温的数值和16℃相差不大,以毫米水银柱高为单位的水汽压与绝对湿度在数值上近似,故在实际工作中以水汽压代替绝对湿度。

大气中实际水汽含量与饱和时水汽含量的比数,即实际水汽压e 与同温度条件下饱和水汽压E 之比称为相对湿度。相对湿度能够直接反映空气距饱和时的程度和大气中水汽的相对含量,在气候资料分析中运用很广。

在某一温度下,饱和水汽压与实际水汽压的差值,称为饱和差(或湿度差)。单位为毫米或毫巴。
d=E-e
饱和差愈大,说明空气中水汽含量愈少,空气愈干燥;饱和差愈小,空气中水汽含量愈多,空气愈潮湿。d=0,f=100%。

当空气中水汽含量不变、气压一定时,气温下降到使空气达到饱和时的温度,称为露点温度,简称露点。空气经常处于未饱和状态,所以露点温度经常低于气温。在饱和空气中,t-td=0;在未饱和空气中,t-td>0;t-td 差值愈大,说明相对湿度愈小。气温降低到露点,是水汽凝结的必要条件。
二、蒸发
(一)蒸发及其影响因素
液态水转化为水汽的过程叫蒸发。蒸发过程的发生,取决于实际水汽压(e)与饱和水汽压(E)二者对比关系。当e<E,蒸发进行;e>E,蒸发停止,并可能产生凝结;e=E,处于动态平衡,即逸出水面的分子数与进入水中的分子数相等。影响蒸发的因素主要有:

蒸发面的温度愈高,蒸发过程愈迅速。因为温度高时,蒸发面上的饱和水汽压大,饱和差也比较大。这是影响蒸发的主要因素。

空气湿度愈大,饱和差愈小,蒸发过程缓慢;空气湿度愈小,饱和差愈大,蒸发过程迅速。无风时,蒸发面上的水汽靠分子扩散向外传递,水汽压减小很缓慢,容易达到饱和,故蒸发过程微弱。有风时,蒸发面上的水汽随气流散布,水汽压比较小,故蒸发过程迅速。
三、凝结
(一)凝结和凝结的条件
水由汽态转化为液态的过程,称为凝结。显然,凝结是与蒸发相反的一种物理过程。当水面上的水汽压超过饱和水汽压(e>E)时,水汽处于过饱和状态,返回水面上的分子比逸出的分子多,部分汽态水即转变为液态水。因此,水汽凝结以水汽达到过饱和状态为前提。