第三章大气中的水分习题

第三章大气中的水分

一、名词解释题：

1. 饱和水汽压(E)：空气中水汽达到饱和时的水汽压。

2. 相对湿度(U)：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比。

3. 饱和差(d)：同温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。

4. 露点温度(td )：在气压和水汽含量不变时，降低温度使空气达到饱和时的温度。

5. 降水量：从大气中降落到地面，未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积累的水层厚度。

6. 干燥度：为水面可能蒸发量与同期降水量之比。

7. 农田蒸散：为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。

8. 降水距平：是指某地实际降水量与多年同期平均降水量之差。

9. 降水变率=降水距平/多年平均降水量×100％

10. 辐射雾：夜间由于地面和近地气层辐射冷却，致使空气温度降低至露点以下所形成的雾。

11.露点

12.水分临界期

13.农田蒸散：为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。

14.冰晶效应：是指在温度低于0℃时，由于平冰面的饱和水汽压低于平水面的饱和水汽压，对水面还未饱和的水汽压来说冰面已达到饱和，此时在水滴和冰晶共存的条件下，水滴将不断蒸发而冰晶将不断增长的现象。

15.

二、填空题：

1. 低层大气中的水汽，随着高度的升高而(1)减少。

2. 蒸发量是指一日由蒸发所消耗的(2)水层厚度。

3. 相对湿度的日变化与温度的日变化(3)相反。

4. 使水汽达到过饱和的主要冷却方式有(4) 辐射冷却、接触冷却、(5)混合冷却和(6)绝热冷却。

5. 空气中水汽含量越多，露点温度越(7) 高。空气中的水汽达到饱和时，则相对湿度是(8) 100％。

6.根据土壤含水量由多到少，可将土壤蒸发速率分为三个阶段：、、三个阶段。

7.达到过饱和状态的途径：一是增加大气中的，二是使含有一定量水汽的空气。

8．饱和差等于零时，相对湿度等于_____。

9.饱和水气压随温度的升高而_升高（增大）_。

10.当水汽压不变时，相对湿度随温度的升高而_降低（减小）_。

11.农田蒸散是由__植物蒸腾_和___土壤蒸发_组成。

12.水汽达到过饱和状态的途径：一是增加大气中的_水汽含量_，二是使含有一定量水汽的空气__降低温度_。

13.云滴的增长过程有两种，即凝结（凝华）增长和_碰并增大_。

14.空气冷却的方式可归纳为四种：辐射冷却、绝热冷却、接触冷却和混合冷却。

15.按云的成因可将云分为积状云（对流云）、层状云（滑升云）和波状云（波

动云）。

16.水分是作物光合作用合成__有机质的原料。

17.作物的水分临界期较短的作物和品种适应不良水分条件的能力_强（较强）_。

18.一般植物水分临界期为_花芽分化旺盛时期_。

三、判断题：

1. 当气温高于露点温度时，饱和差则等于零。错

2. 相对湿度在一天中，中午最大，早上最小。错

3. 甲地降水相对变率较乙地同时期的相对变率大，说明甲地降水量比乙地多。错

4. 形成露时的露点温度在零上，出现霜时的露点温度在零下。对

5. 当干燥度小于0.99时，为湿润，大于4为干燥。对

6..只要空气温度降低到露点以下，空气中就有凝结现象发生。错

7.水溶液浓度越大，水分蒸发速率越小。错

8.土壤含水量较大时，土壤结构越疏松土壤蒸发越强。对

9.

四、选择题：

1. 当饱和水汽压为8hPa，相对湿度为80％，则水汽压为(①)。

①6.4hPa，

②4.6hPa，

③8.0hPa，

④4.0hPa

2. 当相对湿度为100％时，则(③)。

①气温高于露点，饱和差=0；

②气温=露点，饱和差大于零；

③气温=露点，饱和差=0；

④气温低于露点，饱和差小于零。

3. 中午相对湿度变小,主要因为气温升高，从而使(②)。

①e增大，E不变；

②E比e更快增大

③E减小，e更快减小；

④蒸发量增大，E降低。

4.地区裸地上空相对湿度日变化（）。

A与空气温度日变化相同是单峰型B为双峰型曲线

C与空气温度日变化相反是倒单峰型D为不规则曲线

5.（）指的是植物蒸散消耗单位重量的水分所制造得的干物质重量。

A蒸腾系数B蒸腾效率C水分利用率D水分有效利用率

6.比较A、B两地区8月份，降水量多年变化情况时，应采用（）。

A绝对变率B相对变率C平均绝对变率D平均相对变率

7.“麦收隔年墒”指的是（）。

A在生长季里降水时期比较适宜B降水量对小麦生长的影响较大

C降水后效应D在生长季里降水强度比较适宜

8.露点温度表示（C）。

A、潮湿地面温度

B、空气湿度

C、饱和湿空气温度

D、未饱和湿

空气温度

9.当空气中水汽含量达到饱和时（A）。

A、露点温度与干球温度相等

B、相对湿度较大

C、绝对湿度与水汽压数值相等

D、实际水汽压较大

10.表示空气中水汽含量距离饱和程度远近的湿度参量是（C ）。

A、绝对湿度

B、水汽压

C、相对湿度

D、露点温度

11.表示空气中实际水汽含量多少的湿度参量是（D）。

A、温度露点差

B、饱和差

C、相对湿度

D、露点温度

12.当空气处于未饱和状态时，气温和露点温度的关系为（C）。

A、T＜T d

B、T＝T d

C、T＞T d

D、两者无关

13.相对湿度大小随温度升高（A）。

A、减小

B、增大

C、不变

D、先减小后增大

14.饱和水汽压表示（C）。

A、空气的潮湿程度

B、空气中水汽所产生的分压力

C、空气中能含水汽的最大限度

D、空气中水汽的含量

15.表示空气中水汽含量距离饱和程度远近的湿度参量有（B、E、F ）。

A、绝对湿度

B、相对湿度

C、水汽压

D、露点温度

E、饱和差

F、温度露点差

16.表示空气湿度的物理量可分为两类（B、D）。

A、一类为空气中水汽的分压力，如饱和水汽压、最大水汽压

B、一类为空气中水汽含量的多少，如绝对湿度、水汽压

C、一类为空气温度高低，如露点温度、温度露点差

D、一类为空气中水汽含量距饱和程度，如相对湿度、饱和差

E、一类为降水变率，如相对变率、绝对变率

17.表示空气中水汽含量多少的物理量有（Ａ、Ｂ、Ｃ）。

A、绝对湿度

B、水汽压

C、露点温度

D、相对湿度

E、饱和差

18.饱和水汽压（A、C）。

A、随温度升降的改变量，在高温时比低温时大些

B、随大气中水汽的增加而迅速增大

C、随着温度的升高而迅速增大

D、可表示空气中水汽含量距饱和的程度

E、可表示空气中水汽的含量

19.潮湿土壤水分蒸发主要决定于（D）。

A、土壤湿度

B、空气湿度

C、土壤质地

D、土壤温度

20.干燥度是以某－地区同期的（B）与（D）的比值来表示。

A、蒸发量

B、水面可能蒸发量

C、蒸散量

D、降水量

21.大气中凝结核的存在（B），促进水汽凝结。

A、使水汽的饱和水汽压增大

B、使水滴曲率增大

C、对水汽分子具有吸引力

D、使温度露点差增大

22.形成露和霜的有利天气条件是（C）。

A、有云的夜晚

B、有风的夜晚

C、晴朗有微风或无风的夜晚

D、地面有效辐射小的夜晚

23.霜冻对作物的危害主要是（C）。

A、结霜

B、结霜加低温

C、低温

D、高湿

24.冰雹在气流（D）过程中形成。

A、上升

B、下降

C、稳定不动

D、反复升降

25.饱和水汽压(E)与蒸发面性质和形状的关系是（D）。

A、纯水面的E比冰面小

B、溶液面的E比纯水面大

C、平面的E比凹面小

D、小水滴的E比大水滴大

26.山坡雾是由于（D）冷却而产生的。

A、辐射冷却

B、接触冷却

C、混合冷却

D、绝热冷却

27.地面凝结物雾凇和雨凇是由于（B）冷却而产生的。

A、辐射冷却

B、接触冷却

C、绝热冷却

D、混合冷却

28.地面凝结物露和霜是由于（A）冷却而产生的。

A、辐射冷却

B、接触冷却

C、绝热冷却

D、混合冷却

29.“深山云雾产好茶”是由于雾削弱了太阳辐射中的（C）。

A、红外线

B、可见光

C、紫外线

D、红橙光

30.露是因夜间地面和地面上物体表面辐射冷却，使贴近地面或物体表面的空气温度降到（C）以下时，在地面或物体表面上所产生的凝结物。

A、零度

B、一定温度

C、露点温度

D、地面温度

31.高积云属于（B）云系。

A、层状云

B、波状云

C、积状云

D、滑升云

32.积雨云属于（B）云系。

A、滑升云

B、积状云

C、波状云

D、层状云

33.雨层云属于（A）云系。

A、滑升云

B、积状云

C、波状云

D、对流云

34.云和雾的主要区别是（A、Ｂ、Ｄ）。

A、雾对地面的保温作用比云大

B、雾与地面接触而云底距地面有一定高度

C、雾的水汽含量比云多

D、雾对水平能见度的影响比云大

E、雾具有夜晚生成，白天消散的日变化，而云在一天的任何时间均可形成

35.降水形成的主要宏观条件是（C、D）。

A、云底高度高

B、云下的湿度低

C、较强的上升气流

D、充足的水汽输送

36.农作物在其各个生育阶段中对水分的要不同的，对水分的敏感程度也是不同的，由于水分的缺乏或过多，对作物（D）影响最大的时期叫做作物的水分临界期。

A.、光合作用B、对茎、叶的生长C、产量D、发育速度

37.

五、简答题：

1. 何谓降水变率？它与旱涝关系如何？

答：降水变率=降水距平/多年平均降水量×100％。它表示降水量变动情况，变率大，说明该地降水量距平均值的差异大，即降水量有时远远超过多年的平均值，这样就会出现洪涝灾害；相反，有时降水量远远少于平均降水量，则相应会出现严重缺水干旱。

2. 相对湿度的日、年变化规律如何？

答：相对湿度的日变化与气温日变化相反。最大值出现在凌晨，最小值出现在14～15时。年变化一般是冬季最大，夏季最小。但若受海陆风及季风影响的地

方，其日、年变化，有可能与气温相一致。

3. 影响农田蒸散的主要因子是什么？

答：有三方面：(1)气象因子。包括辐射差额、温度、湿度和风等；(2)植物因子。包括植物覆盖度、植物种类、生育状况等；(3)土壤因子。包括土壤通气状况、土壤含水量、土壤水的流动情况等。

4.为什么相对湿度和气温日变化趋势相反?

答：相对湿度f =（e/E）×100% 。（1分）气温升高时，虽然地面蒸发加快，水汽压增大，但这时饱和水汽压随温度升高而增大得更多些，使相对湿度反而减小。（2分）同样的道理，在气温降低时，水汽压减小，但是饱和水汽压随温度下降得更多些，使相对湿度反而增大。（2分）

5.相对湿度的年变化、日变化有哪些规律？

答：日变化：与气温日变化相反，最大值出现在清晨，最低值出现在午后，滨海地区例外。（2分）年变化：一般与气温的年变化相反，温暖季节f小，寒冷季节f大。在季风盛行地区，由于夏季风来自海洋，冬季风来自大陆，因此最大值出现在夏半年的雨季或雨季之前，最小值出现在冬季。（3分）

6.简述土壤蒸发的三个阶段。

答：第一阶段：当土壤潮湿时，蒸发在土表进行。下层水分沿毛细管上升到土表蒸发。速率与水面近似相等，强度决定于土温、饱和差、风等气象因子。（1分）第二阶段：土表变干(含水量<70%)，形成干涸层。水分在土壤中蒸发后，沿孔隙、毛细管扩散到土表。速率比水面减小，主要决定于土壤中的含水量。（2分）

第三阶段：土壤表层变得非常干燥时，土壤毛细管的供水作用停止，蒸发仅在深层进行，水汽沿孔隙扩散到土表。速率比水面蒸发小得多。（2分）

7.蒸散和土面蒸发有何不同？

答：蒸散是由植物蒸腾和土壤蒸发组成的。（1分）蒸散中的“蒸发”包括土面和根层水分。（1分）植物通过叶面气孔的、闭调节蒸腾。（1分）蒸腾作用主要在白天，蒸发日夜都有。（1分）蒸发面不仅是土壤表面还包括植物叶面。（1分）8.露和霜有何区别？形成它们的有利条件是什么?

答：当地面或地物表面经辐射冷却，使贴地气层温度下降到露点温度以下时，如果露点在0℃以上，水汽凝结成水滴，即为露；（1分）露点在0℃以下，水汽凝华成疏松结构的白色冰晶，即为霜。（1分）露与霜常形成于辐射冷却强烈的条件下，因此，晴朗无风（或微风）的夜晚或早晨最有利于露、霜的形成。（3分）9.什么是凝结核？为什么凝结核能促进水汽的凝结？

答：凝结核是指在水汽凝结过程中起凝结核心作用的固态、液态和气态的气溶胶质粒。（1分）

凝结核的作用：（1）形成以凝结核为中心的胚滴；这是因为凝结核的存在使水滴半径增大，曲率减小，从而使饱和水汽压减小，易发生凝结。（2分）（2）可溶性凝结核使得胚滴变成溶液滴，减小了表面的饱和水汽压，有利于溶液胚滴凝结增大。（2分）

10.露是怎样形成的？

答：在晴朗微风的夜晚，以长波辐射的方式降温，（2分）当温度下降到露点温度以下时，即在地面或近地面附近空气中的水汽达到饱和时，就在地面或地物表面上凝结而成小水滴，这就是露。（3分）

六、论述题：

1. 试述雾的种类及成因，并分析雾在农业生产中的意义

答：雾的种类：辐射雾：夜间地面和近地面气层，因辐射冷却，使空气温度降低至露点温度以下而形成的雾。平流雾：当暖湿空气流经冷的下垫面而逐渐冷却，使空气温度降低到露点温度以下而形成的雾。雾在农业生产中的意义：不利方面：雾削弱了到达地面的太阳辐射，使日照时间减少，改变光质成分；雾影响土温和气温日较差，使日较差变小；雾使空气湿度增大，减弱农田蒸散。对作物生长发育、光合作用、产量和品质等均产生不利影响。此外，雾为病虫害提供滋生和发展条件。有利方面：在寒冷季节，雾可减弱地面有效辐射，减轻或避免作物的冻害；雾对于以茎、叶为主要经济价值的作物有利，如茶、麻等，可还延长营养生长期而提高产量。

2.“十雾九晴”、“十雾九雨”各指什么雾？试述雾对农业生产有何利弊？

答：“十雾九晴”指由于晴朗夜晚辐射冷却而产生的辐射雾，“十雾九雨”指由空气平流而产生的平流雾。（2分）

雾对农业生产的利弊：（1）雾遮蔽日光，使作物的光合作用受到阻碍。作物制造的有机物质减少，影响植物的生长发育和产量形成。（2分）

（2）有雾的日子短波紫外线到达地面的量减少，造成农作物的徒长。（2分）由于有雾，空气湿度过大，易引起病虫的危害。但有雾时，对茶叶和麻类等易受紫外线伤害的作物生长和发育则是有利的，素有“云雾山中产名茶”和“雾多麻质好”之说。（2分）

（3）雾对水果的产量有影响；同时雾影响水果表面的色泽和品质。（2分）

七、计算题：

1. 当饱和差为1hPa，相对湿度为80％，求饱和水汽压是多少？

解：已知d=E－e =1hpa U = e / E=0.8

则：e = E－1

又(E－1)/E=0.8

∴E= 5 (hPa)

答：饱和水汽压为5hPa。

2. 当气温为15.0℃时，饱和水汽压为17.1hPa，在气温为26.3℃时，饱和水汽压为34.2hPa，现测得气温为26.3℃，水汽压为17.1hPa，试求相对湿度和露点是多少？

解：∵U = e / E×100％，据题意当t =26.3℃，

则：E=34.2hPa，e =17.1hPa

∴U =17.1 / 34.2×100％=50％

又当t=15.0，则E=17.1hPa，此时t=td (露点温度)

答：相对湿度为50％，露点温度为15℃。

3. 温度为20℃，水汽压为17.1hPa的一未饱和气块，从山脚海平处抬升翻越1500m 的高山，凝结产生的水滴均降在迎风坡，求该气块到达山背风坡海平面处的温度和相对湿度(已知rd =1℃/100米，rm=0.5℃/100米，且温度为10℃，15℃，20℃，25℃时的饱和水汽压分别为12.3，17.1，23.4，31.7hPa，忽略未饱和气块升降时露点的变化)。

解：∵e=17.1hPa 当t =15℃时，

则水汽饱和：E15 =17.1hPa

凝结高度为：Zd =(20－15)×100=500米

t2000米=20－(1.0×500/100)－0.5(1500－500)/100=10℃

∴t山背脚=10+1×1500/100=25℃

U = e/E×100％=12.3/31.7×100％=39％

答：背风坡海平面上的气温为25℃，相对湿度为39%。

4. 温度为25℃，水汽压为22hPa的空气块，从迎风坡山脚处向上爬升，已知山高1500米，凝结产生的水滴均降在迎风坡。试求空气块的凝结高度、山顶处的温度和相对湿度。气温为19℃和25℃的饱和水汽压依次是22.0hPa和31.7hPa，忽略空气上升时露点的变化。

解：（1）to =25℃td =19℃rd =1℃/100米(td －to )/Zd =－rd 凝结高度为：Zd =(to －td )/rd =(25°－19°) /(1℃/100米)=600米

(2) 已知rm =0.5℃/100米

(t山顶－td )/(Z－Zd )=－rm

t山顶=td －rm (Z－Zd )

=19°－0.5°/100米×(1500－600)

=19°－0.5°/100米×900米

=14.5℃

（3）因气块到达山顶时水汽是饱和的，所以相对湿度r=100%

5. 某地夏季(6－8月)各月降水量及平均温度资料如下表：

试求夏季干燥度，并说明其干湿状况。

解：K=0.16∑T≥10 / R

=0.16(30×25.7+31×28.8+31×28.3)÷(209.5+156.2+119.4)

=0.16×(771+892.8+877.3)/(209.5+156.2+119.4)

=(0.16×2541.1) / 485.1=0.84

K<0.99 故为湿润状态。

八、复习思考题：

1.试推导用水汽压计算露点温度的公式。

2.简述各种湿度特征量的定义和表示的意义。

3.总结归纳各种湿度特征量的换算方法。

4.水分子数一定的空气块作绝热上升运动时，各湿度特征量如何变

化？为什么？

5.在气温为15.0℃时，测得水汽压为13.4hPa，气压为1010.0 hPa，试

求比湿、相对湿度、饱和差和露点温度。

6.开水杯上和夏天冰块周围均可出现水汽凝结成的水雾，试分析这两

种现象形成的原因并比较其形成过程的异同点。

7.简述水汽压、相对湿度的日变化、年变化特征和原因。

8.某日气温为20.0℃，水温为18.0℃，相对湿度为70%，水面蒸发速

率为2.1mm/日，如果次日水温升为20.0℃，其它条件不变，则水面蒸发速率变为多少？

9.土壤中的水分是通过哪些方式蒸发的？试针对这些方式提出保墒

措施。

10.在什么条件下容易形成露和霜？为什么？

11.某日晨最低气温t m＝10℃，露点t d＝9℃，据预报次日晨t m＝8℃，

t d不变，试估计次日晨是否有雾？如有的话可能是什么雾？为什么？

12.降水是如何形成的？为什么在云中，冰水共存或大小水滴共存时

有利于降水的形成？

13.简述人工降水的原理和方法。

14.降水变率的意义是什么？为什么降水变率大的地区易发生旱涝？

15.一团温度为15℃，相对湿度为80%的空气块，从海平面处开始翻

越一座2000米高的山脉，忽略饱和前水汽压的变化，求迎风坡的云高

和山顶处的水汽压。

16.解释名词：水汽压、比湿、相对湿度、饱和差、露点温度、农田蒸散、平流雾、降水量、降水距平、降水相对变率、干燥度、水分利用率、蒸腾系数。