北京大学：《自然地理学》课程电子教案（课件讲稿）第四章 地球表层的水分循环 第3节 降水过程与入渗过程

第3节降水过程与入渗过程 降水形成过程分析 降水的天气学过程 、降水的云物理过程 四、全球降水量的分布 五、水分的入渗与吸收 土壤水的各种形态

第3节 降水过程与入渗过程 降水过程与入渗过程 一、降水形成过程分析 一、降水形成过程分析 二、降水的天气学过程 二、降水的天气学过程 三、降水的云物理过程 三、降水的云物理过程 四、全球降水量的分布 四、全球降水量的分布 五、水分的入渗与吸收 五、水分的入渗与吸收 六、土壤水的各种形态 六、土壤水的各种形态

降水形成过程分析 1.降水:液态的或固态的水汽凝结物从云中下 降到地面的现象,常见的形式有雨、雪 雹、霰等 2降水的形成降水形成过程 宏观过程 微观过程 天气学条件 云物理条件 水汽条件 垂直运动条件云滴增长条件

一、降水形成过程分析 一、降水形成过程分析 1.降水：液态的或固态的水汽凝结物从云中下 降水：液态的或固态的水汽凝结物从云中下 降到地面的现象，常见的形式有雨、雪、 降到地面的现象，常见的形式有雨、雪、 雹、霰等。 2.降水的形成 水汽条件 垂直运动条件 宏观过程 天气学条件 云滴增长条件 微观过程 云物理条件 降水形成过程

降水的天气学过程 (一)水汽条件 1.水汽源地:具有较强蒸发的水面或其它潮 湿的下垫面,如海洋、湖泊、湿地。 2水汽含量(取决于温度) 3水汽的水平输送

二、降水的天气学过程 二、降水的天气学过程 （一）水汽条件 （一）水汽条件 1.水汽源地：具有较强蒸发的水面或其它潮 具有较强蒸发的水面或其它潮 湿的下垫面，如海洋、湖泊、湿地。 湿的下垫面，如海洋、湖泊、湿地。 2.水汽含量（取决于温度） 水汽含量（取决于温度） 3.水汽的水平输送 水汽的水平输送

水汽通量:垂直于风向平面内一单位面 积、在单位时间内通过的水汽量=pv p:空气密度(kg·m3) q比湿(g·kg1) V风速(m·s-1) 水汽通量计算举例 设台湾海峡至桂林东西长1000km,700hPa (3000m)以下空气密度为1kg·m-3,比湿为 15g·kg1,风速10m·s-1,向北输送

• 水汽通量：垂直于风向平面内一单位面 水汽通量：垂直于风向平面内一单位面 积、在单位时间内通过的水汽量 积、在单位时间内通过的水汽量 ＝ρqv ρ:空气密度（kg·m-3) q:比湿（g·kg-1） v:风速（m·s-1） • 水汽通量计算举例： 水汽通量计算举例： 设台湾海峡至桂林东西长 设台湾海峡至桂林东西长1000km，700hPa （3000m）以下空气密度为 以下空气密度为1kg·m-3，比湿为 15g·kg-1，风速10m·s-1，向北输送

一秒钟内的水汽输送量为 pqv=(1kg:m-3)×(15g·kg-1)×(10m·s-1) (1000×103m)×3000m=450000t·s-1 1天内的水汽输送量为(1d≈105s): pgv=4.5×105t·s-×105=4.5×1010 如果水汽全部凝结成雨,在1天内降落在 1000km×300km的面积上,则每平方厘米上的平均 日降水量为: 45×1015g·d-1÷3×1015cm2=15g·d-1.cm-2(约 150m·d-1

一秒钟内的水汽输送量为： 一秒钟内的水汽输送量为： ρqv＝（ 1kg · m - 3 ） × （15 g ·kg - 1 ） × （10 m · s - 1 ） × （1000 ×10 3 m ） ×3000 m ＝450000t 450000t · s - 1 1天内的水汽输送量为（ 天内的水汽输送量为（ 1 d ≈10 5s): ρqv ＝4.5 ×10 5 t · s - 1 ×10 5s=4.5 ×1010 t 如果水汽全部凝结成雨，在 如果水汽全部凝结成雨，在 1天内降落在 1000km ×300km的面积上，则每平方厘米上的平均 的面积上，则每平方厘米上的平均 日降水量为： 45 ×1015 g · d - 1 ÷ 3 ×1015cm 2=15g · d - 1.cm － 2（约 150mm · d - 1 ）

(二)垂直运动条件 1.锋面抬升作用 气团的地理分类 名称符号性质 北极大陆气团cA很冷、很干,冬季为主 南极大陆气团cA很冷、很干,冬季为主 极地大陆气团cP冷干,冬季为主 极地海洋气团mP冷湿,冬季为主 热带大陆气团cT暖千 热带海洋气团m暖湿 赤道海洋气团~m。刂暖,很湿

（二）垂直运动条件 1.锋面抬升作用 • 气团的地理分类 名 称 符号 性 质 北极大陆气团 cA 很冷、很干，冬季为主 南极大陆气团 cAA 很冷、很干，冬季为主 极地大陆气团 cP 冷干，冬季为主 极地海洋气团 mP 冷湿，冬季为主 热带大陆气团 cT 暖干 热带海洋气团 mT 暖湿 赤道海洋气团 mE 暖，很湿

气团源地和锋面带 Ang onesand anticyclones Arctic source Group III Ar Continental polar source region Subsidence Group (Land) II MT M tropical source 23与 source region Vertical mIXing vitim Equatorial trough ITC equatorial source convection ME source Maritime (Land) tropical MT source region source source Subsidence→ (Water) Group MP source Antarcti source re Gro

气团源地和锋面带

■锋:两种不同性质气团之间狭窄且倾斜的过 渡带。根据锋的移动特征,可将锋分为冷 锋、暖锋、静止锋、锢囚锋。 锋面天气:锋面雨 冷锋 Cirrus 9-630,0004) cumulonimbi 20000 Warm air Cold air mas abruptly Warm air mass 30000 Warm surlace winds Cold front 400km

„ 锋：两种不同性质气团之间狭窄且倾斜的过 锋：两种不同性质气团之间狭窄且倾斜的过 渡带。根据锋的移动特征，可将锋分为冷 渡带。根据锋的移动特征，可将锋分为冷 锋、暖锋、静止锋、锢囚锋。 锋、暖锋、静止锋、锢囚锋。 „ 锋面天气：锋面雨 锋面天气：锋面雨 冷锋

暖锋 Cirrus 9(3000 Cirrostratus 7 Altostratus 6(2000 Warm air mass Cool air mass 4 (stable conditions) (passive 3-(10.000f) Nimbostratus Stratus 2 Gentle lifting Warm tront 1000km 2低层辐合气流的作用 口由于摩擦效应,低压区和等压线呈气旋式弯 曲的部位,有气流的辐合,盛行上升气流 。 辐合天气:气旋雨

暖锋 2.低层辐合气流的作用 低层辐合气流的作用 „ 由于摩擦效应，低压区和等压线呈气旋式弯 由于摩擦效应，低压区和等压线呈气旋式弯 曲的部位，有气流的辐合，盛行上升气流。 曲的部位，有气流的辐合，盛行上升气流。 „ 辐合天气：气旋雨 辐合天气：气旋雨

锋面气旋:具有锋面的低压系统称为锋面气 旋,多见于温带地区,也叫温带 c)Occluded stage (b)Open stage mP (d)Di mT Pacific mT Gulf/Atlantic Occluded front 400 MLES Winds

„ 锋面气旋：具有锋面的低压系统称为锋面气 锋面气旋：具有锋面的低压系统称为锋面气 旋，多见于温带地区，也叫温带气旋。 旋，多见于温带地区，也叫温带气旋