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第三章 大气的水分 第一节 蒸发和凝结 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、蒸发和凝结 一、水相变化 1.物理过程：分子运动论 气象判断： e(实有水汽压) 与 E(饱和水气压)
N＞n蒸发(未饱和)，N=n动态平衡(饱和)，N＜n凝结(过饱和) 气象判断： e(实有水汽压) 与 E(饱和水气压) 2.三相图：“二点、三区域、四曲线” (1)三区域：冰、水、水汽。 在三个区域内不存在任何动态平衡
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(2)四曲线： (3)两点： 3.相变潜热 OA为蒸发曲线（线上水和水汽是处于平衡状况，不在该线 上的点不可能处于动态平衡状况）；
OB为升华线（冰和水汽达到动态平衡的曲线）； OB’为过冷水蒸发曲线（过冷水和水汽之间动态平衡）； OC为融解曲线（表示冰和水达到平衡时饱和水汽压和温度 之间的关系曲线。) (3)两点： O点为三相点，表示在该点上才有可能三相之间的动态平衡。（T0=0.0076℃，E0=6.11hPa） K点为临界点，表示饱和水汽压和温度超过K点时只存在气态。（TK=374K，EK=218个大气压） 3.相变潜热
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二、饱和水汽压 1.蒸发面的温度：按指数规律迅速增大(暴雨发生在暖季?) 2.蒸发面性质
在温度一定情况下，单位体积空气中的水汽量有一定限度，如果水汽含量达到此限度，空气就呈饱和状态，这时的空气，称饱和空气。 饱和空气的水汽压（E）称饱和水汽压，也叫最大水汽压。 1.蒸发面的温度：按指数规律迅速增大(暴雨发生在暖季?) 2.蒸发面性质 (1) 同温下E冰面 < E过冷水面（冰晶效应?） (2) E溶液面 < E纯水面 (3) E带电面 < E不带电 3.蒸发面形状： E凹面 < E平面 < E凸面 (凝结增长?)
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过冷水：水的温度在0℃以下，甚至在-20—30℃以下仍不结冰，处于这种情况下的水，称为过冷却水。
水面：α、β分别为7.63和241.9 冰面：α、β分别是9.5和265.5 t℃ -5 -10 -11 -12 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -50 Es 6.108 2.963 2.644 2.44l 1.942 1.254 0.807 0.509 0.314 0.189 0.064 Ei 4.215 2.597 2.376 2.172 1.652 1.032 0.632 0.380 0.223 0.128 0.039 △E 0.266 0.268 0.269 0.260 0.222 0.175 0.129 0.091 0.06l 0.025
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三、影响蒸发的因素 四、湿度随时间的变化：日变化、年变化 绝对湿度：单位体积空气中所含的水汽质量，即空气当中水汽
道尔顿定律：W（蒸发速度）、饱和差（E-e）及分子扩散系数（A）成正比，气压（P）成反比。 水源 热源 饱和差（E-e） 风速与湍流扩散 四、湿度随时间的变化：日变化、年变化 绝对湿度：单位体积空气中所含的水汽质量，即空气当中水汽 的密度，单位为g/m3 相对湿度：空气中实有水汽压(e)与饱和水汽压(E)的比值。 f=e *100% /E
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五、大气中水汽凝结的条件 一是有凝结核或凝华核的存在 二是大气中水汽要达到饱和或过饱和状态 绝热冷却：云 (1)暖水面蒸发 (改变e)
辐射冷却：雾 平流冷却： 混合冷却：
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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 （一）露和霜 （二）雾凇和雨凇 形成条件：晴朗、微风
霜冻：指在农作物生长季节里，地面和植物表面温度下降 到足以引起农作物遭受伤害或者死亡的低温； 而霜是指白色固体凝结物 。二者是有区别的。 （二）雾凇和雨凇 雾凇：是形成于树枝上、电线上或其它地物迎风面上的 白色疏松的微小冰晶或冰粒。 雨凇：是形成在地面或地物迎风面上的透明的或毛玻璃 状的紧密冰层。
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雾：是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能见
二、近地面层空气中的凝结 雾：是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能见 度小于1km的物理现象。 根据雾形成的天气条件分为：气团雾及锋面雾； 根据气团雾的形成条件分为冷却雾、蒸发雾及混合雾。 根据冷却过程不同冷却雾又分为：辐射雾、平流雾及上坡雾 等。 1.辐射雾：是由地面辐射冷却使贴地气层变冷而形成的。 2.平流雾：是暖湿空气流经冷的下垫面而逐渐冷却形成。 3.上坡雾：稳定的空气沿高地或山坡上升时因绝热冷却而形 成。
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三、云 (一)云的形成条件和分类 云：空气中由水滴和冰晶所组成的聚合物。 形成条件：①凝结核； ②空气水汽饱和
(大气上升：热力对流、动力抬升、大气波动、地形抬升） 分类（表3.3）：3族11属
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1.积状云的形成：空气对流上升，垂直发展的云块。
(二)各种云的形成 1.积状云的形成：空气对流上升，垂直发展的云块。 分为淡积云、浓积云和积雨云 。 2.层状云的形成：是均匀幕状的云层，常具有较大的水平范围，其中包括卷层云 (卷云)、高层云及雨层云。
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3.波状云的形成：波状云是波浪起伏的云层。 包括卷积云，高积云、层积云。
3.波状云的形成：波状云是波浪起伏的云层。 包括卷积云，高积云、层积云。 4.特殊云状的形成： 如堡状、絮状、悬球状、荚状等。
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淡积云
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浓积云
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积雨云
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卷云
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钩卷云
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高层云
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层云
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透光卷积云
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透光高积云
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透光层积云
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堡状云
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荚状云 彩虹 龙卷风
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彩虹
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龙卷风
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第三节 降 水 一、云滴增长的物理过程 (一)云滴凝结(或凝华)增长 (二)云滴的冲并增长
第三节 降 水 降水：从云中降到地面上的液态或固态水。常见的降水形式有 雨、雪、霰、冰雹等。描述物理量：降水量、降水强度 一、云滴增长的物理过程 云滴：半径小于100um的水滴 雨滴：半径大于100um的水滴， 标准雨滴半径为1000um。 (一)云滴凝结(或凝华)增长 冰晶效应、凝结增长、冷暖共存云滴 (二)云滴的冲并增长 图3-13 大小水滴在下落过程中的冲并
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二、雨和雪的形成 三、各类云的降水：积状云、层状云、波状云 四、人工影响云雨：冷云、暖云的人工降水 五、降水分布 1.在带状分布中有三个主要特点： ①有一个赤道降水最大值，其位置和热赤道一样略偏在北半球； ②高纬度的降水总量很小； ③在副热带纬度是一个次低值。 2.影响因子：大气的运动、气团和锋带的活动以及海陆分布。 ①空气温度对大气最大水汽含量的限制；②纬向的水汽输送主要是由大气平流造成的；③海陆分布：海洋使得中纬度的风暴增加了纬向分布的降水平均值；④山区的分布对局地盛行风的影响，也制约着降水分布。
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全球6—8月降水总量的分布
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全球12—2月降水总量的分布
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