水与人类生存3.3大气水

第三节大气水在地壳表面外包围着一层厚厚的大气——称为大气圈，它是地球的外部圈层。大气层好像地球的“外衣”，保护着地球的“体温”，使其变化不至于过于剧烈；同时它为地球上重要的水循环起到关键的运载作用，并保护着地球上的水不至于跑到宇宙空间而导致地球变成一个无水的“干球”。

一、大气水的分布大气水主要来自地面及地表水体——江河、湖泊、海洋等的蒸发、植物的蒸腾以及冰川雪盖的冰雪升华而进入大气之中。空气流动，大气水也随之飘移，同时，流动的空气也会将与之接触的水体表面的水分带到大气之中。

自地球表面向上，大气层可以延伸到数千里的高空。根据大气的温度和密度等物理性质在垂直方向上的差异，可将大气自下而上分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层(电离层)和散逸层。大气水(汽)几乎都集中在紧贴地面的厚度不过十几千米的对流层中，在对流层最下面接近地球表面的5km高度(或说厚度)内就集中了90％的大气水(汽)。到平流层，大气水(汽)含量就极少，再向上的中间层、暖层(电离层)和散逸层大气水就基本不存在了。

大气水在水平方向上的分布差异也很大。海洋上空及沿海陆地上空总是聚集了较多的大气水；而干旱的陆地，特别是广阔的沙漠上空，一般总是艳阳高照，大气水含量甚微，因此，这些地区的大气也就十分干燥。大气水不仅在空间上分布不均，就是在同一个地区的不同时期，其差异也是很大的，在多雨的季节，大气中的水(汽)就比久旱无雨时期多得多。

地球上大气中的水量(大气水)与其他水体相比，不算多，并且在时空上的分布差异很大，但就整个地球大气而言，其含量还是比较稳定的。经测算，整个地球大气水约占地球大气层总质量的0.2％，约为1.29万km3，仅占地球总储水量的1/10万；作为淡水的大气水，也只占地球上淡水总储量的1/4万。但是大气水却比地球上所有的江河、湖泊和沼泽水都多，是地球上生物水的10倍。

大气水是各种水体中最活跃的水体之一，它的更换周期只有8天，一年可更新44次，这样一年累计在大气中的水量就有5707万km3，也就是全球年降水总量。海洋和陆地上的水受热蒸发，进入大气，大气中的水(汽)遇冷凝结，以雨雪等形式降落下来，形成降水，从而实现了海洋与陆地之间的水文大循环和海洋与海洋上空、陆地与陆地上空之间的水文小循环。

在循环过程中，大气水是以气态或以尘埃为核凝结成小水珠，随大气垂直和水平运动，形成降水。大气水是地球上水循环(无论是大循环还是小循环)得以实现的重要环节。没有大气水，就没有丰富多彩的云、雾、雨、雪、雹等天气现象，也就不会有惊雷和闪电，陆地上的动植物也就不会存在，因为无论哪种生物都难以生存于无比干燥的大气之中。

大气水不仅是地球上大小水文循环得以实现的重要环节，同时由于水的比热容很大，使大气水具有很大的热容，再加上水又有更大的熔解热和汽化热，这就使水在同样条件下，其温度的变化远不像其他物质那样显著，所以大气水在保护地球“体温”，使其温度变化不至于过分剧烈当中起着重要作用，扮演着重要角色。

我们通常用潮湿和干燥来描述大气中含水(汽)的多少，这是凭借人们感官来判断的。在物理上，是用“湿度”来表示大气中的干湿程度。表示空气湿度有多种表示方式，用空气里所含水蒸气的密度可以表示相对湿度和绝对湿度。

二、大气的湿度

直接测定空气中水蒸气的密度是比较困难的，但是，由于水蒸气的密度越大，它的压强也越大，因此，就可以用空气里水蒸气的压强来表示空气的干湿程度。空气里所含水蒸气的压强称作空气的绝对湿度。

人类生活于大气之中，不同地区的空气干湿程度往往有很大差异，人们由于长期在某地生活，就会比较适应本地区空气的干湿状况。例如，生活在沿海或比较潮湿地区的人们，如果到空气比较干燥的地区，就会感到口干舌燥，甚至鼻孔出血。

同样，长期生活在空气比较干燥地区的人们，到沿海或潮湿地区也会感到湿闷不适。空气的干湿程度不仅对人的感觉有直接影响，并且对工农业生产也有很大影响。空气太干燥，农作物容易枯萎，土壤也容易龟裂，纺纱厂里的棉纱易脆而断头；空气太潮湿，收获的庄稼不易晒干，甚至发霉，纺纱厂里的棉纱也会发霉。

在相同时间内离开液体的分子数等于返回液体的分子数,液面上方汽的密度不再改变，液体和它上方的汽达到一种动态平衡。跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和气，这种状态叫做饱和状态。某种液体的饱和气的压强叫做这种液体的饱和气压。如果某一空间里含有的某种液体还未达到饱和状态，就是说该液体仍在蒸发。

相对湿度是某温度时空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压的百分比。常用干湿球温度表(也叫干湿泡温度计)来测定大气的绝对湿度和相对湿度。这种方法是用一对并列温度计，其中一支是