《农业气象学》课程教学课件（PPT讲稿）第四章 水分

第四章水分 。大气湿度 蒸发与蒸腾 。水汽凝结与大气隆水

第四章 水分 ⚫大气湿度 ⚫蒸发与蒸腾 ⚫水汽凝结与大气降水

§4.1大气湿度 一、水的相变 气态 液态 气态 固态 液态。-固态 1、水相变化的物理过程 A单位时间内，跑出水面的水分子个数的多少与什么有关？ (温度) B单位时间内，落回水中的水分子个数的多少与什么有关？（水汽分子 浓度) 2、水相变化中的潜热 A在蒸发过程中为什么要吸收热量？ B在凝结过程中为什么会向外释放热量？ C在作物生长季节(t=15-28℃)，蒸发潜热L=2450J/g

§4.1 大气湿度 一、水的相变 气态-液态 气态-固态 液态-固态 1、水相变化的物理过程 A 单位时间内，跑出水面的水分子个数的多少与什么有关？（温度） B 单位时间内，落回水中的水分子个数的多少与什么有关？（水汽分子 浓度） 2、水相变化中的潜热 A 在蒸发过程中为什么要吸收热量？ B 在凝结过程中为什么会向外释放热量？ C 在作物生长季节(t=15-28 ℃)，蒸发潜热L = 2450 J /g

二、空气湿度的几种表示方法 表示空气中水汽含量多少或潮湿程度的物理量称为空气 湿度。大气的湿度状况是决定云、雾、降水等天气现象的重 要因素。 1,绝对湿度 单位体积空气中所含水汽质量，称为绝对湿度，又称为水 汽密度，单位g/m3

二、空气湿度的几种表示方法 表示空气中水汽含量多少或潮湿程度的物理量称为空气 湿度。大气的湿度状况是决定云、雾、降水等天气现象的重 要因素。 1.绝对湿度 单位体积空气中所含水汽质量，称为绝对湿度，又称为水 汽密度，单位g/m3

2.水汽压e 大气中由水汽所产生的分压力叫水汽压，单位与气 压一样是hpa,水汽压又分成饱和(saturation)水汽压es ， 空气实际(actual)水汽压ea 在温度一定条件下，单位体积空气中所能容纳的水 汽数量是一定的。如果水汽含量已达到这个限量，空 气就成饱和状态。此时的空气称为饱和空气，饱和空 气的水汽压称为饱和水汽压。 饱和水汽压e、是温度的函数： 17.269t e、=610.78e2373+ t单位一定用℃，e,单位是pa,不是hpa

2.水汽压e 大气中由水汽所产生的分压力叫水汽压，单位与气 压一样是hpa，水汽压又分成饱和(saturation)水汽压es ，空气实际(actual)水汽压ea. 在温度一定条件下，单位体积空气中所能容纳的水 汽数量是一定的。如果水汽含量已达到这个限量，空 气就成饱和状态。此时的空气称为饱和空气，饱和空 气的水汽压称为饱和水汽压。 饱和水汽压es是温度的函数： t单位一定用℃，es单位是pa，不是hpa。 t t s e e + = 237.3 17.269 610.78

3.饱和差d difference d=es一ea(pa) 4.相对湿度RH Relative Humidity 空气中实际水汽压e,与此空气温度下的饱和水汽压之百分比。 5.露点温度td:dew temperature 4 只时 25 20 7.0 6.0 5,0 4 0 1.0 30

3.饱和差d difference d= es－ea (pa) 4.相对湿度RH Relative Humidity 空气中实际水汽压ea与此空气温度下的饱和水汽压之百分比。 5.露点温度td：dew temperature 当空气中水汽含量不变、大气压力也无大变化时，降温使水 汽达到饱和的那点温度叫露点温度。当大气压力一定时，t d高低 只与空气中水汽含量有关。水汽含量越多，t d就越高。达到饱和 时t d=ta。所以t d也是反映空气中水汽实际含量的物理量

6.湿球温度tw wet temperature 在气象站百叶箱中一个用白纱布裹在温度表下端水银球上测量 空气温度的温度表叫湿球温度表，其下面放一个小水槽，白纱布浸 于水中。 如果t其y,说明空气已达到饱和。所以通过干、湿球温度表可 测算出空气中的实际水汽含量。 ea=esw一y(ta一tw) ea一空气实际水汽压，e一湿球温度下的饱和水汽压，Y-湿度常数，即 ℃→pa换算单位，一般在15~28℃作物生长季节中的平均气温，取66pa/℃

6.湿球温度tW wet temperature 在气象站百叶箱中一个用白纱布裹在温度表下端水银球上测量 空气温度的温度表叫湿球温度表，其下面放一个小水槽，白纱布浸 于水中。 如果t a =tW，说明空气已达到饱和。所以通过干、湿球温度表可 测算出空气中的实际水汽含量。 ea=esw－γ(ta －tW) ea—空气实际水汽压，esw—湿球温度下的饱和水汽压，γ—湿度常数，即 ℃→pa换算单位，一般在15～28℃作物生长季节中的平均气温，取66pa/℃

例1：观测员观测到气象站百叶箱中T=30℃，Tw=20℃，求 此时(1)空气实际水汽压，(2) 空气的相对湿度(3) 饱和差d=? 解： 17.2691 17269x20 em=610.78e23734=610.78e2373+20 =2337.3pa 17.269r 17.269x30 esa=610.78e2373+7 610.78e2373+30 4241.8pa e3=ew-yta-tw)-233730-66(30-20)=1677pa, RH-e./e,=ea1ea1677/4241.8=40%, d=esaea-2564.8pa

例1：观测员观测到气象站百叶箱中Ta =30℃,TW =20℃,求 此时（1）空气实际水汽压，（2）空气的相对湿度(3) 饱和差d=？ 解： ea = esw－γ(ta－tw )=2337.30－66(30－20)=1677pa， RH=ea /es = ea /esa =1677/4241.8=40%， d= esa—ea =2564.8pa e e e pa t t s w 610.78 610.78 2337.3 237.3 2 0 1 7.269 2 0 237.3 1 7.269 = = = +  + e e e pa t t s a 610.78 610.78 4241.8 237.3 3 0 1 7.269 3 0 237.3 1 7.269 = = = +  +

已知 (1)RH,ta(2)tatw(3)ta,ta或(4)tw,ta,求RH? 分析P137,图5.21的焚风现象： 解：ta=20℃，td=l5℃，RH=e,/eas=73%,求：RH2=？或RH1一 RH,=? 2.5c (1)沿干绝热线上升 =7.3 (2)按湿绝热上升 (3)山顶饱和水汽压 3000 (4)按干绝热下降， (⑤)山脚气温的饱和水汽压？ (6)山脚相对湿度是多少？ t=20℃ 500m =I5'℃ 4=32.5℃ (7)空气相对湿度减少了多少 =70% =15% RH2=731/4889=15% 荧风的形成 RH1一RH2=73%-15%=58%

已知 （1）RH, t a (2) t a ,tW (3) t a ,td 或 (4) tw , t d，求RH？ 分析P137,图5.21的焚风现象： 解：ta=20℃,td=15℃,RH1 = ea / eas =73%，求：RH2 =？或 RH1— RH2=? (1)沿干绝热线上升 （2）按湿绝热上升 （3）山顶饱和水汽压 （4）按干绝热下降， (5)山脚气温的饱和水汽压？ （6）山脚相对湿度是多少？ （7）空气相对湿度减少了多少？ RH2 =731/4889=15% RH1－RH2=73%－15%=58%

三、空气湿度的时空变化 1、空气湿度的空间变化P92 水汽压随高度减小的关系，一般可用下式表示： ea =eao 10-Z/B 2、空气湿度的时间变化 1)水汽压的日变化：单峰型， 双峰型 2)水汽压的年变化： 与温度高低一致：7、8月高，1、2月低。 入 90 双峰型 相对湿度 温度 单峰羽 28 80 0 20 间 -0.5 24 夏季晴天 70 ,一一一秋季平均情况 20L 60 0 8时12▣16 2024()

三、 空气湿度的时空变化 1、空气湿度的空间变化 P92 水汽压随高度减小的关系，一般可用下式表示： ea =ea0·10－Z/β 2、空气湿度的时间变化 1）水汽压的日变化： 单峰型，双峰型 2）水汽压的年变化： 与温度高低一致：7、8月高，1、2月低

§4.2蒸发和蒸腾 蒸发 在一定温度下，由液态或固态水转为水汽的过程称为蒸发 蒸发过程的发生取决于实际水汽压与饱和水汽压两者的对比关 系。当eE(过饱和)时，蒸 发停止并出现凝结；e=E(饱和)时，进入水中的水分子数和 逸出水面的水分子数相等，处于动态平衡状态。 由蒸发消耗的水量称为蒸发量，它以蒸发失去的水层厚度 毫米(mm)表示。 蒸发（腾）单位： 蒸发（腾）率E=g/m2.Smm/m2.S(或mm/时) 问：1mm/m2.S三？g/m2.S

§4.2 蒸发和蒸腾 一 蒸发 在一定温度下，由液态或固态水转为水汽的过程称为蒸发。 蒸发过程的发生取决于实际水汽压与饱和水汽压两者的对比关 系。当e＜E(未饱和）时，出现蒸发；e＞E（过饱和）时，蒸 发停止并出现凝结；e=E（饱和）时，进入水中的水分子数和 逸出水面的水分子数相等，处于动态平衡状态 。 由蒸发消耗的水量称为蒸发量，它以蒸发失去的水层厚度 毫米（㎜）表示。 蒸发（腾）单位： 蒸发（腾）率 E = g / m2 .S mm / m2 .S(或mm/时） 问： 1 mm / m2 .S = ? g / m2 .S