第3章 大气中的水分.

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第三章 水分

第三章 水分

水汽含量不变,e不变:温度 E r
饱和差( d )
定义: 同一温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。
d = E - e
反映空气的潮湿程度。 影响因子: 水汽含量、温度 温度不变,E不变:水汽含量 e d 水汽含量不变,e不变:温度 E d
露点温度( Td )
定义: 对于含有水汽的湿空气,在不改变气压和水汽含量的 情况下,降低温度而使空气达到饱和状态时的温度。
三、植物蒸腾
植物蒸腾 植物通过其表面(主要是叶面气孔)将体内的水分以气 态形式扩散到体外的过程,称为植物蒸腾。 影响因素 气象因子;土壤湿度;植物生理结构和类型
四、农田蒸散
农田蒸散 农田中,作物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程称农田蒸散。 影响因子
气象因子、植物因子、土壤因子。
第三节
一、凝结条件
凝结发生的条件
1000M<H<2000M
属 简写 Cu Cb
中云
2000M<H<6000M
高云
H>6000M
层积云 层云 雨层云 碎层云 碎雨云 高层云 高积云 卷云 卷层云 卷积云
Sc St Ns Fs Fn As Ac Ci Cs Cc
第四节
一、降水的形成
降水
充分的水汽供应和空气的绝热上升运动。 凝结增长 凝结过程
饱和差 d>0
D=0 D&T=Td T<Td
e<E
e=E e>E
过饱和
二、空气湿度的时间变化
绝对湿度的时间变化 日变化 单波型(海洋型) 温度日变化小的潮湿地区
e
14时
影响因子:蒸发强度
日出前 时间
双波型(大陆型)
e
10时 22时

森林与环境第3章水与森林

森林与环境第3章水与森林

• 雨凇也是一种灾害性天气,可以使电线不胜重荷而断裂,几公 里以致几十公里的电杆成排倾倒,使通讯和输电断绝,严重影 响当地的工农业生产。例如广东北部1969年初的一场严重 的冻雨,使工业集中的粤北地区电讯交通中断,工矿停电停产 一个多星期。还有1972年2月1~8日湖转自 南、贵州、江西等地出现了一次大范围的冻 雨天气,最严重的地段电线结冰近 10 厘米粗细。使电报电话 都不通。山区公路上地面积冰也是十分危险的,往往易使汽车 滑向悬崖。1977年10月27~28日。承德地区罕塞坝 林场下了一场历史上少见的雨凇。使大约60万棵树木折断
• 影响蒸发速度的气象因子:
温度
温度越高蒸发速度越快
空气湿度 空气越干燥蒸发越快

风越大蒸发越快
气压
气压愈高,蒸发越慢
(二)土壤蒸发
土壤蒸发是土壤水分以水汽状态向大气中扩散的现象。 土壤蒸发大致可分为三个阶段:
1.第一阶段,土壤水分充足阶段 2.第二阶段,土壤表层干涸阶段 3.第三阶段,土壤干燥阶段
• 超冷却的降水碰到温度等于或低于零摄氏度的物体表面时所形成玻 璃状的透明或无光泽的表面粗糙的冰覆盖层,叫做雨凇。俗称“树 挂”,也叫冰凌、树凝,形成雨凇的雨称为冻雨。
• 雨凇是在特定的天气背景下产生的降水现象。形成雨凇时的典型天 气是微寒(0-3℃)且有雨,风力强、雾滴大,多在冷空气与暖空 气交锋,而且暖空气势力较强的情况下才会发生。雨凇以山地和湖 区多见。中国大部分地区雨凇都在12月至次年3月出现。中国年平 均雨凇日数分布特点是南方多、北方少。
土壤蒸发除受温度、湿度、风等气象因子影响外,还 与土壤的结构、土壤表面状况、地形、方位等因子有 关。
(一) 植物蒸腾
植物通过根毛从土壤中吸收水分之后,经输导组织 送到叶片及其他器官,再经过气孔和植物表面以水 汽状态扩散到空气中去的过程,叫做植物蒸腾。

大气中的水分

大气中的水分

第三章大气中的水分第一节蒸发和凝结在同一时间内,跑出水面的水分子与落回水中的水汽分子恰好相等,系统内的水量和水汽分子含量都不再改变,即水和水汽之间达到了两相平衡,这种平衡叫做动态平衡。

动态平衡时的水汽称为饱和水汽,当时的水汽压称为饱和水汽压。

e为水汽压,E为饱和水汽压E>e蒸发(未饱和)E=e动态平衡(饱和)E<e凝结(过饱和)若Es为某一温度下对应的冰面上的饱和水汽压Es>e升华Es=e动态平衡Es<e凝华图3.1是根据大量经验数据绘制的水的位相平衡图。

水的三种相态分别存在于不同的温度和压强条件下。

水只存在于0℃以上的区域,冰只存在于0℃以下的区域,水汽虽然可存在于0℃以上及以下的区域,但其压强却被限制在一定值域下。

图3·1中OA线和OB线分别表示水与水汽、冰与水汽两相共存时的状态曲线。

显然这两条曲线上各点的压强就是在相应温度下水汽的饱和水汽压,因为只有水汽达到饱和时,两相才能共存。

所以OA线又称蒸发线,表示水与水汽处于动态平衡时水面上饱和水汽压与温度的关系。

线上K点所对应的温度和水汽压是水汽的临界温度tk和临界压力(Ek=2.2×105hPa),高于临界温度时就只能有气态存在了,因此蒸发线在K点中断。

OB称升华线,它表示冰与水汽平衡时冰面上饱和水汽压与温度的关系。

OC线是融解线,表示冰与水达到平衡时压力与温度的关系。

O点为三相共存点:t0=0.0076℃,E0=6.11hPa。

上述三线划分了冰、水、水汽的三个区域,在各个区域内不存在两相间的稳定平衡。

例如图中的1、2、3点,点1位于OA线之下,ei<E,这时水要蒸发;点2处,e2>E,此时多余的水汽要产生凝结;点3恰好位于OA线上,e3=E,只有这时水和水汽才能处于稳定平衡状态。

二、饱和水汽压(一)饱和水汽压与温度的关系:饱和水汽压随温度的升高而增大。

这是因为蒸发面温度升高时,水分子平均动能增大,单位时间内脱出水面的分子增多,落回水面的分子数才和脱出水面的分子数相等;高温时的饱和水汽压比低温时要大。

大气中水分

大气中水分

三、空气湿度的垂直分布
通过蒸发(蒸腾)作用,水汽进入大气,随空气的垂
直运动向上输送,高度高愈度高愈,水高汽:愈少,因此,在对流层 中水汽压和绝对湿度水随高汽度含的量升减高小而减小。
从地面上升到1实.5~际2水.0汽Km高压度减处小,e就减小到近地面 的1/2左右,5Km处约绝为近对地湿面度的减1/小10。相对湿度随高度的 分 随布高比度较 增复加杂而,减相难小对以,湿用气简温度单随?的高?规度?律增?说加明而?。降?这低是,因使为饱水和汽水压汽
土壤的坡度、坡向等有关。
4、抑制土壤水分蒸发的措施: 根据土壤水分蒸发所处的阶段,采取不同的措施。
第一阶段:松土以切断土壤毛细管 第二阶段:镇压结合中耕松土 第三阶段:考虑灌溉措施
三、植物蒸腾 通过植物体表蒸发水分的过程称为蒸腾
(transpiration)。
蒸腾主要是通过叶片气孔来实现的。
蒸腾速度主要取决于三个基本条件:小气候条 件、植物的形态结构、植物的生理类型。
一、大气中的水汽含量及其表示方法
(一)水汽压(e)---- hPa(百帕)
大气中水汽所产生的分压强叫水汽压 (vapour pressure)。
水汽压的大小和空气中水汽含量的多少有关, 当空气中的水汽含量增多时,水汽压就相应地增大, 反之,水汽压减小。所以,用水汽压的大小可表示 空气中水汽含量的多少。
一、大气中的水汽含量及其表示方法
饱和水汽密度也随温度的升高而迅速增大。 由于绝对湿度的直接测量比较困难,而水汽压 值简单易测,所以在实际工作中,常用水汽压代 替绝对湿度。
一、大气中的水汽含量及其表示方法
(四)相对湿度(r)--天气预报湿度的指标
空气的实际水汽压与同温度下饱和水汽压之百分

2024版高考地理一轮总复习第3章地球上的水第4节海_气相互作用教师用书

2024版高考地理一轮总复习第3章地球上的水第4节海_气相互作用教师用书

第四节海—气相互作用一、海—气相互作用与全球水热平衡1.海—气相互作用海洋与大气之间进行着大量且复杂的物质和能量交换,其中的水热交换,对气候乃至自然环境具有深刻的影响。

(1)海—气水分交换。

(2)海—气热量交换。

2.全球水热平衡海—气相互作用通过大气环流与大洋环流,驱使水分和热量在不同地区传输,维持地球上水分和热量的平衡。

热带地区是海—气相互作用最活跃地区的原因(1)热带地区获得的太阳辐射多;(2)热带地区海洋平均每月向大气输送的热量最多;(3)热带地区海区面积大,海水蒸发旺盛,向大气输送的水汽也丰富。

二、厄尔尼诺和拉尼娜现象1.厄尔尼诺现象(1)概念:有些年份,赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常升高的现象。

(2)影响。

地区影响赤道附近太平洋地区东、西部海面温度差异减小赤道附近的太平洋东部如秘鲁和智利沿海,下沉气流减弱或消失,甚至出现上升气流,气候由原来的干燥少雨变为多雨,引发洪涝灾害赤道附近的太平洋西部上升气流减弱或消失,气候由湿润多雨转变为干燥少雨,带来旱灾或森林大火世界其他地区与气候异常现象呈现一定的相关性2.拉尼娜现象(1)概念:是指赤道附近中东太平洋海面温度异常降低的现象。

(2)影响:赤道附近太平洋东西部的温度差异增大,同样会引起气候异常。

考点一海—气相互作用与全球水热平衡(2020·浙江7月选考)下图为两极地区多年平均海冰面积年内变化图。

对比两极地区年内海冰消融速度差异,原因可能是( )图1 图2A.南极地区受西风漂流影响,海冰消融慢B.北极地区受北大西洋暖流影响,海冰消融快C.南极地区下垫面比热小,吸热升温快,海冰消融快D.北极地区臭氧层空洞小,太阳辐射强度大,海冰消融慢【思维培养】关键能力获取和解读信息①图1:8、9月份海冰面积最小,年内海冰面积变化范围为5×106 km2~13×106km2;②图2:2月份海冰面积最小,年内海冰面积变化范围为(2×106) km2~16×106km2调动和运用知识①温度高会导致海冰融化;②北极附近是海洋,南极附近是大陆,南极附近下垫面比热容小,吸热升温快,导致海冰消融快;南极附近有臭氧层空洞,若北极地区臭氧层空洞小,到达地面的紫外线少,太阳辐射应该比南极弱思维路径【我的解答】C影响海—气水热交换的因素海洋对大气温度的影响海—气相互作用与水热平衡表现基础水平衡热平衡大气环流与大洋环流考向1 影响海—气水热交换的因素(2022·芜湖模拟)每年3月23日是世界气象日,2021年世界气象日的主题是“海洋、我们的气候和天气”。

气象学第三章

气象学第三章

冷却雾 气团雾 雾 的 分 类 蒸发雾 混合雾
辐射雾 平流雾 上坡雾
锋面雾
辐射雾:夜间地面辐射冷却,使贴近地面气层变冷而 形成的雾,称为辐射雾,多见于大陆,尤以山 谷.盆地最多; 平流雾:指暖空气移到冷下垫面上形成的雾;我国沿 海春夏季节常见; 蒸汽雾:冷空气移动到暖水面上形成的雾;在北冰洋 的冬季比较常见; 上坡雾:潮湿空气沿山坡上升使水汽凝结而产生的雾; 这里潮湿空气必须处于稳定状态,山坡坡度也不 能太大;常出现于我国青藏高原,云贵高原的东 部; 锋面雾:发生于锋面附近的雾,称为锋面雾;主要是 暖气团的降水落入冷空气层时,冷空气因雨滴蒸 发而达到饱和,水汽在锋面底部凝结而成.多见 于江淮一带;
有充足的凝结核:
1、来源:土壤微粒、风化岩石、火山微粒;工 业、失火烟尘;海水飞溅泡沫中的盐粒;流星、陨 石燃烧后的微尘。 2、作用: ①增大水滴的半径,降低饱和水汽压,快速饱和 ②增大水滴的体积,下降中不易蒸发掉 例:无核冰晶:3—5倍的饱和水汽压才能凝结;有 核冰晶:相对湿度小于100%也可以凝结
大气的四种降温过程




1.绝热冷却:空气上升时,因绝热膨胀而冷却,使气 温迅速降低,在较短时间内引起凝结现象,形成中雨 或大雨.空气上升愈快,冷却愈快,凝结过程愈强烈. 2.辐射冷却:空气本身因向外放散热量产生冷却.其 过程一般比较缓慢,水汽凝结量不多. 3.平流冷却:较暖的空气经过冷地面,由于不断把热 量传给冷的地表造成空气本身冷却. 4.混合冷却:温度相差较大且接近饱和的两团空气 混合时 ,混合后气团的平均水气压可能比混合前气 团的饱和水气压大,多余的水汽就会凝结.
溶液面的饱和水汽压
溶液中溶质的存在使溶液内分子间的作用力大 于纯水内分子间的作用力,使水分子脱离溶液 面比脱离纯水面困难。 因此,同一温度下,溶液面的饱和水汽压比纯 水面要小(E溶<E水),且溶液浓度愈高,饱 和水汽压愈小。

新课标高一地理必修一第三章水循环

新课标高一地理必修一第三章水循环

一、相互联系的水体1.水圈的组成及特征(1)组成:由气态、固态和液态三种形式的水体构成。

(2)特征:连续但不规则。

2.水体空间分布⎩⎪⎨⎪⎧海洋水:储量最多,占全球水储量的96.538%大气水:分布最广陆地水:储量较少,但类型多样。

主要包括河流水、湖泊水、沼泽水、土壤水、地下水、冰川水、生物水等3.各水体之间的关系:水源相互补给。

二、水循环的过程和意义1.概念:自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。

2.类型及主要环节3.意义(1)维持了全球水的动态平衡。

(2)通过吸收、转化和传输到达地表的太阳辐射能,缓解不同纬度热量收支不平衡的矛盾。

(3)海陆间联系的主要纽带。

(4)不断塑造着地表形态。

判断1.外流区只发生海陆间循环。

( × )2.海陆间水循环的“水汽输送”环节是双向的。

( √ )3.海陆间循环的水量最大。

( × )4.我国东部季风区和西北地区的河流丰水期均为夏季,原因相同。

( × )探究点水循环中国科学院表示,我国将争取在2020年前后,发射全球水循环观测卫星。

作为国际上首个对全球陆地、海洋和大气水循环要素进行综合观测的地球科学卫星,它对深化理解水循环有重要作用。

下图是水循环示意图。

1.图中水循环发生的空间范围有什么不同?可划分为哪些类型?答案海洋和陆地之间的为海陆间循环;在陆地上的为陆地内循环;在海洋上的为海上内循环。

2.由图分析水循环联系了地球的哪四大圈层?答案水圈、大气圈、岩石圈、生物圈。

3.驱动水循环的能量主要是什么?答案太阳辐射能和重力能。

4.举例说明人类活动对水循环的哪些环节产生影响。

答案在目前的技术条件下,人类能够干预水循环的蒸发、蒸腾、降水、径流和下渗等环节。

其中对地表径流环节的影响最直接,也最广泛。

如下表:1.水循环类型及特点2.人类活动对水循环的影响读“水循环示意图”,回答1~2题。

1.图中②代表的水循环环节是()A.降水B.水汽输送C.地表径流D.蒸发2.我国“南水北调”工程体现了人类活动对图中哪个环节施加影响()A.①B.②C.③D.④答案 1.B 2.D解析第1题,图中水循环的环节中,①是蒸发,②是水汽输送,③是降水,④是地表径流。

气象学与气候学课程标准

气象学与气候学课程标准
一、蒸发与凝结
1.熟练掌握影响饱和水汽压的因素,大气中的水汽凝结条件及主要过程。影响饱和水汽压的因素主要包括蒸发面温度、蒸发面性质(冰面与水面、溶液的浓度)、蒸发面的形状(大小水滴)等因素。
2.大气的三相变化与大气中水热输送之间的关系。
3.大气水分相变的主要途径。强调近地面与大气水分相变途径存在的差异。
一、有关气象学与气候学的基本概念及研究对象:
(一)气象学:
1、定义:研究发生于大气中的的一切物理现象(如风、云、雨、雪、雹、冷暖、干湿、光、电、声等)和物理过程(如寒潮爆发、台风登陆、增温、冷却、蒸发、凝结等),探讨其演变规律和变化,并应用于实践的科学。
2、研究对象:大气圈。
(二)天气学:
1、定义:研究地球条件下不同的区域内所产生的天气过程、天气系统的成
一、气候变化的史实。分不同的时间尺度进行讨论(包括地质时期、历史时期及近代气候变化)。
二、引起气候变化的因素(包括太阳辐射、宇宙—地球物理因子、下垫面特性、大气环流和大气化学组成的变化及人类活动等)
第四部分:教学方案简要说明
《气象学与气候学》课程的教学,一般安排在大一的下学期或大二的上学期。课时计划约74学时,授课约60学时,实验课约14学时,各章的课时大致安排见下表。教师根据课时适当调整部分教学与实践内容。本课程教学以采用课堂讲授为主,讲授时采用多媒体技术手段辅助教学,并结合课程内容,提供声像材料供课堂讨论,把课程的理论与实时发生的大气现象与气象灾害、天气过程联系起来,让学生养成随时关注天气气候变化和关注灾害性天气的习惯。
三、大气运动中所受的力及其基本的运动方式
1、大气中所受的力(气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力、摩擦力等的大小与方向)
2、大气运动与气压场的关系——风压定律。在北半球,背风而立,高压在右,低压在左。
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2018/7/23
一、水相变化 1、水相变化的物理过程 ① 蒸发---由水变成水汽的物理过程。
② 蒸发潜热
----1g水蒸发为同温度下的水汽所需消耗的热 量。L=2497焦耳/g ③ 凝结 ④ 凝结潜热 ----凝结时所释放的热量. L=2497焦耳/g ⑤ 凝华 ⑥ 升华
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⑦ 升华潜热 =融解潜热+蒸发潜热 = 334.7 + 2497 =2831.7焦耳/g ⑧ 凝华潜热 ⑨ 潜热交换过程 ----这种由水的相变导致的热量吸收和释放过 程。 ⑩ 潜热能 ----水的相变过程伴随有能量转化和交换,这 种能量为潜热能。
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处在不同T下的饱和空气,如果下降同样的 T,那么,在高温条件下的饱和空气凝结的 水汽量要比低温条件凝结的水汽要多。
思考:为什么暴雨总是发生在暖季?
2、E与蒸发面性质的关系
冰面和过冷却水

E冰 < E过冷却水
思考:为什么?
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冰 晶
E冰
<
e
<
E过冷却水
水滴
一天中有一个最高值(午后)和一个最低值 ( 清晨).
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(2)年变化 ----一年中有一个最高值和最低值. 2、相对湿度(f = e / E x 100% )
(1)日变化:
(2) 年变化:
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五、水汽凝结的条件 (1)空气要达到饱和或过饱和状态. 增加大气中水汽过饱和状态的过程: I. 暖水面蒸发 II. 空气的冷却(绝热冷却、辐射冷却、平 流冷却) (2)要有凝结核 中国雾都----重庆
E大水滴< E大水滴 <
E小水滴
e <
E小水滴
对云雾的初始形成起作用.(大水滴半径小于
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1微米)
三、影响蒸发的因素
(1)水源
(2)热源 (3)饱和差E-
e
(4)风速和湍流扩散的强度
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四、空气湿度的时间变化
1、水汽压
(1)日变化
湍流较强夏季(陆地):
一天中有两个最高值(9h~10h, 21h~22h)和 两个最低值(清晨、午后). 湍流不强季节(海洋、沿海或陆地):
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2、水相变化的判据
蒸发面是出现蒸发(升华)还是凝结(凝华), 其决定条件是什么?
---- e 与 E

e<E
蒸发过程 实际水汽量未达到 饱和状态. 凝结过程 实际水汽量达到过 饱和状态. 实际水汽量达到饱和状态,无 蒸发也无凝结.
e > E

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e=E
二、饱和水汽压(E) 1、E与蒸发面T的关系 ----E随T的升高而增大. 思考:这是为什么? 注意两点: E随T的升高而增大。这意味着由于T的 升高,原来饱和的空气可变为不饱和, 重新出现蒸发;相反,T下降,E下降, 意味原来饱和状态的空气变为过饱和状 态,多余的水汽可能出现凝结。
E 冰< e 这就是“冰晶效应“,又称贝吉龙理论,对 降水的形成起重要作用。 溶液面和纯水面
E溶
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e<
E过冷却水
< E纯
思考:为什么?
E与蒸发面形状的关系
A
B
C
凸水面(曲率大)E A> 平水面 EB > 凹水面(曲率小)EC 大、小水滴的饱和水气压
大水滴的曲率小,小水滴曲率大.
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(2)雨凇(冰凌、冻雨)
----由过冷却雨滴降到T<0 ℃ 的地面或地 物上,立即冻结成透明或毛玻璃状的 紧密冰层,使电线和树枝变成粗大的 冰棍,地面积起厚厚的冰层。
云层 气层或云层
0℃ 0℃ 0℃
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黑龙江省牡丹江 市双峰林场
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第二节 地表面和大气中的凝结现象 阅读思考: 1、什么是霜和露?在农业生产上,我们要预 防的是霜还是霜冻?为什么?可采用什么 措施? 2、云和雾有何异同?“十雾九晴”指的是什 么雾? 3、重庆为什么成为中国雾都? 4、积状云、层状云、波状云有什么特点?其 形成原因是什么?
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第三章 大气的水分
第一节 蒸发与凝结
第二节 地表面和大气中的凝结现象
第三节 降水
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第一节 蒸发与凝结
阅读思考: 1、理解水相变化的原理,水相变化的判据是 什么? 2、影响饱和水气压的因素有哪些? 3、相对湿度日变化、年变化怎样? 4、当云中冰水共存、冷暖云滴共存、大小水 滴共存时,哪些云滴会蒸发?哪些云滴会 凝结?为什么? 5、空气中水汽发生凝结要具备什么条件?
若Td
> 0℃,凝结物是水滴,称为露.
若Td
< 0℃,凝结物是松散结构白色冰晶,
称为霜。
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(2) 形成的条件
空气湿度. 晴朗和微风的夜晚. 地面或地物不利于传导热条件不同: 形态不同:
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(4)霜和霜冻的区别 霜冻:低温。 低温> Td, 有霜冻而无霜出现,称 为黑霜; 低温< Td,有霜冻同时有霜出现,称 为白霜;
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第二节 地表面和大气中的凝结现象
一、地面的水汽凝结物 1、露和霜
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谚语:露水起晴天,霜重见晴天。
谚语: 冬天吹大风,日头火样红;
日落红霞现,风停霜必浓。
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露和霜
(1) 概念
----近地面空气中水汽,因地面或地面物体辐 射冷却,使其温度低于贴地空气的Td 时, 水汽则凝结在地面或近地面物体上。那么
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在农业生产上,我们 要预防的是霜还是霜冻? 为什么?可采用什么措施?
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2、雾凇和雨凇 (1)雾凇 ----过冷水滴凝聚而成的白色固体凝结物。 晶状雾凇 ---- 在有雾、微风、冰晶与过冷却水共存, T<-15℃天气条件下,过冷却雾滴蒸发后, 由水汽凝华而成。 粒状雾凇 ----在有雾、风速较大,T=-2~7℃ 天气里, 风把过冷雾滴吹到冷的物体表面迅速冻结 而成。
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二、 近地面空中的主要凝结物----雾
1、概念 ---- 悬浮在近地面空气中的大量水滴或冰晶 的可见集合体,使水平能见度小于1Km的物 理现象。
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