模块二-气候教材

第二节大气水分和降水模块二气候大气水分和降水一、大气湿度大气中水分含量的多少，称为湿度，即空气的干湿程度。大气的湿度状况是决定云、雾、降水等天气现象的重要因素（一）湿度的表示方法1、水汽压：指大气中水汽部分的分压力，用e

表示，单位是hPa。空气中水汽含量越多，水汽压越大。2、饱和水汽压：指一定体积空气在一定温度条件下所能容纳的最大水汽量所具有的压力，用

E

表示，其单位与水汽压相同。饱和水汽压随温度升高而增大，随温度降低而减小。3、绝对湿度：指单位体积湿空气所含有的水汽质量，又称为水汽密度，用a

表示，其单位为

g／m3或g／cm3。空气中水汽含量越多，绝对湿度就越大。

由于水汽含量难以直接测量，通常以e代替a。4、相对湿度：指空气中实际水汽压与同温度下的饱和水汽压之比的百分数，用

f表示，即：f＝e／E

×100％——相对湿度大小直接反映空气距离饱和的程度，当e

不变时，气温升高饱和水汽压增大，相对湿度减小。5、饱和差：指在一定温度下，饱和水汽压与空气中实际水汽压之差，用d

表示。

d

＝E－e，单位与水汽压相同。饱和差越大，说明空气中水汽含量越少。（二）湿度的变化与分布1、日变化：相对湿度的日变化主要取决于气温。气温高相对湿度小，气温低相对湿度大。因为气温增高时，饱和水汽压增大比水汽压增大要快得多，气温降低时相反。因此，相对湿度最高值出现在清晨气温最低时，最低值出现在午后气温最高时。沿海地区白天盛行海风，水汽含量较多，故相对湿度最高值出现在午后；晚间陆风盛行，水汽含量明显减少，相对湿度最低值出现在日出之前。2、年变化：相对湿度的年变化，一般是冬季最大，夏季最小。但季风气候区相反，夏季大冬季小，因为夏季风来自海洋，而冬季风来自大陆。3、湿度的空间分布相对湿度的空间分布特征取决于纬度和海陆分布状况。赤道地带终年高温多雨，而高纬度地带则全年低温，所以相对湿度都较高≥80％。副热带区域，相对湿度较低，约50％。通常，相对湿度大陆小海洋大。在大陆，距离海洋越近，相对湿度越大；距离海洋越远，相对湿度越小。二、水相变化二、蒸发和凝结（一）水相变化过程水相变化与潜热交换：蒸发——由水变成水汽；凝结——由水汽变成水；冻结——由水变成冰；融解——由冰变成水；凝华——由水汽直接变成冰；升华——由冰直接变成水汽。

◆水的相变过程伴随着能量转化和交换，这种能量称为潜热（能）。潜热交换◆由水的相变导致的热量吸收和释放过程，称为潜热交换（过程）。蒸发、融解、升华——吸收潜热；凝结、冻结、凝华——释放潜热。例如：常温下，水的蒸发潜热为L＝2497J，即蒸发1g水需要消耗2497J的热量；与此相反，1g水冻结成冰则可释放出334.7J热量。（二）蒸发及其影响因素当e＜E时，出现蒸发；当e＞

E时，则出现凝结。E和e都是不断变化的，通常E的变化更迅速更明显，因此E在蒸发和凝结的相互转化中其主要作用。1.影响蒸发的因素温度条件：

蒸发面温度越高，蒸发越快。因为温度高时蒸发面的E大，饱和差也大。同温度条件下，冰面蒸发比水面慢；海水比淡水慢；清水比浊水慢。蒸发受气象因子和地理环境影响湿度条件：

空气湿度越大，饱和差越小，蒸发过程越缓慢；空气湿度越小，饱和差越大，蒸发过程越迅速。风力条件：

风力越大，蒸发越快2、蒸发量—蒸发量变化与气温变化基本一致，即每天午后最大日出前最小；夏季大冬季小；海洋大、大陆小。降水多的地方蒸发量也大；干旱区蒸发能力强，但蒸发量小。（三）凝结及其条件——空气中水的凝结必须具备两个条件：◆空气要达到饱和或过饱和状态；◆要有凝结核。——空气达到饱和或过饱和的途径：◆增加空气水汽含量，如暖水面的蒸发；◆降低气温，大气中水的凝结主要由于空气冷却而产生（绝热冷却：云、雨产生的主要方式；辐射冷却和平流冷却：雾、露、霜等产生的主要方式，混合冷却

）。▲凝结核——指具有吸湿性、可作为水汽凝结核心的微粒。其含量随高度递减；陆地多海洋少；城市多乡村少，工业区最多。三、水汽凝结现象三、水汽凝结现象1、地面凝结现象——当近地面层空气冷却至露点温度以下时，水汽会凝结在地面或地面物体上。◆露如果露点温度高于0℃，水汽凝结为液态，称为露。露的水量虽然很小，胆对植物的生长却十分有利，尤其是干旱区和干热天气情况下，露常有维持植物生命的功效。◆霜如果露点温度低于0℃，水汽凝结为固态，称为霜；◆霜冻是指温度下降到足以引起农作物受害或死亡的低温。霜期的长短对农业有重要意义。入冬后第一个霜日叫初霜日；最末一个霜日较终霜日。初霜日至终霜日的持续时间称为霜期。一般说来纬度越高霜期越长，海拔越高霜期越长。霜期越长对农业生产越不利。★露和霜的形成条件：近地面层空气湿度要大；有利于辐射冷却的天气条件；地面或地物热传导不良。雾凇是一种白色固体凝结物，有过冷雾滴附着与地面物体或树枝迅速冻结而成，俗称“树挂”。多出现于寒冷而湿度高的天气条件下。雾凇和霜的形状相似，但形成过程有别。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，俗称“冰凌”。多半在温度为0~-6℃时，有过冷却雨、毛毛雨接触物体表面形成；或是经过长期严寒后，雨滴降落在极冷物体表面冻结而成。雾凇和雨凇通常都形成于树枝、电线上。严重时可压断电线、折损树木。特别是雨凇的破坏性更大，坚硬的冰层使被覆盖的庄稼糜烂、牲畜无草可吃，道路变滑，农牧业和交通运输业受损。雪是水在固态的一种形式。雪只会在很冷的温度及温带气旋的影响下才会出现。北方雪景2、空中凝结现象（雾和云）★雾：指漂浮在近地面层、由水汽凝结（凝华）而成的小水滴或小冰晶构成的可见集合体。当能见度小于1km称为雾；1—10km的称为轻雾。当空气中烟尘等微粒较多时，也能导致能见度降低，这种现象称为霾。◆雾的类型：依据不同的成因，雾可以分为多种类型。辐射雾——因地面辐射冷却，使近地面层空气变冷，水汽凝结而成；多出现于秋冬季节无云的夜晚，谚语有“十雾九晴”之说。在大陆上最为常见，有以山谷、盆地为多。平流雾——暖湿气流移到冷的下垫面上，冷却降温，水汽凝结而形成；出现范围广，风力适宜，可持续存在；但暖湿空气来源切断，雾即消失。我国沿海春夏季节的海雾，即是平流雾。蒸汽雾——冷空气移到暖水面上形成的雾，称为蒸汽雾。这种雾可随时形成，也可终日不散。北冰洋较为常见。深秋初冬的早晨，见于河面、湖面的轻雾。上坡雾——潮湿空气沿山坡上升使水汽凝结而产生的雾称为上坡雾。但潮湿空气必须处于稳定状态，山坡的坡度不能太大。在青藏高原、云贵高原的东部经常出现。锋面雾——发生于锋面附近的雾称为锋面雾。主要是暖气团降水落入冷空气层时，冷空气因雨滴蒸发而达到过饱和，水气在锋面底部凝结而成。江淮一带梅雨季节常出现锋面雾。雾的地理分布，一般是沿海多于内陆，高纬多于低纬，原因是这里的水汽容易达到饱和状态。川、黔一带雾日较多则是受当地特殊的盆地地形和云贵高原的影响，水汽充足且不易流走，具有形成雾的有利条件所致。雾对植物的生长有益，可以增加土壤水分，减少植物蒸腾。如云南南部高原盆地有明显的干季，但此时多辐射雾，对植物和热带作物的生长十分有利；皖南山区的河谷地河漫滩上茶叶质量较高，也与秋冬季节多河谷烟雾有关。城市之雾2城市之雾山地之雾辐射雾平流雾★云——指高悬于空中、由水汽凝结（凝华）而成的小水滴或小冰晶构成的可见集合体。云是气块上升过程绝热冷却降温，使水汽达到饱和或过饱和发生凝结而成。◆云的成因：对流运动——主要形成积状云；系统性上升运动——主要形成层状云；波状运动——主要形成波状云；地形作用——比较复杂，可以形成各种云。云的类型云族云属符号特征低云100——2000m积云Cu由水滴组成，云底平坦，垂直向上发展，常常产生大量降水及阵性降水。积雨云Cb层积云Sc层云St雨层云Ns中云＜6000m高层云As由水滴和冰晶组成，可降水或变雨层云。高积云Ac高云＞6000m卷云Ci由冰晶组成，一般不产生降水。卷层云Cs卷积云Cc积云，平底，向上发展积雨云在13分钟内的发展积雨云在13分钟内的发展强烈发展的积雨云1强烈发展的积雨云强烈发展的积雨云2强烈发展的积雨云强烈发展的积雨云3强烈发展的积雨云锋面云锋面云雨层云高层云卷云1卷云卷云2卷云卷云3卷云卷层云1卷层云波状云1波状云波状云2波状云高积云层积云层云卷积云★晕——当天空中有冰晶组成的卷层云围绕在太阳或月亮的周围时，光线经过冰晶的折射和反射作用，偶而会出现一个或两个以上的彩色光环围绕在太阳或月亮的四周，呈现内红外紫的排列，有时还会见到一些彩色或白色的光斑、光弧。这种出现光圈、光斑及光弧等光学现象统称为“晕”（halo）。

卷层云2谚语“日晕三更雨，月晕午时风”

:表示已经有锋面或低气压自远方接近，是为天气转坏的前兆。卷层云3卷层云旗云（地形云）火山云美国圣劳伦斯火山UFO云

（地形云）法国荚状云（地形云）镜状云（地形云）云的结构四、降水——指从云层中降落到地面的液态或固态水。包括雨、雪、霰、雹等。◆降水量：指降落到地面上的雨和融化后的雪、霰、雹等集聚在水平面上的水层厚度，单位为mm。◆降水强度：指单位时间内的降水量，单位为mm／h或mm／d。◆◆水分条件指降水量与实际蒸发量之差。降水量＞蒸发量时，气候湿润；降水量＜蒸发量时，气候干燥。（一）降水的形成——降水从云中来，但有云未必有降水。形成降水的关键，是云滴迅速增大到能克服空气阻力和上升气流的顶托，并在降落过程中不被蒸发掉。1、凝结（凝华）增长：指水汽分子凝结（凝华）在云滴（冰晶）表面上，使云滴（冰晶）增长的过程。①过冷水滴蒸发→冰晶凝华增长②小水滴蒸发→大水滴凝结增长③暖水滴蒸发→冷水滴凝结增长★人工降水——根据自然界降水的原理，利用催化剂，促使云滴迅速凝结或碰并增大形成雨滴，达到降水的方法。◆冷云催化：人工增加冰晶，产生冰晶效应。方法：①＋干冰（降温→自生冰晶）；②＋人工冰核（碘化银、氯化汞等）；◆暖云催化：提供大水滴，促进凝结、碰并增长。方法：＋氯化钠、氯化钾等吸湿性物质.★雨量和分级

种类

24小时降水量12小时降水量

1小时降水量目视特征小雨＜10.0mm＜5.0mm＜2.5

mm雨滴清晰可辨，地全湿，无积水或积水形成很慢

中雨10.0～24.95.0～14.92.5～8.0雨滴连续成线，可闻雨声，地面积水形成较快

大雨25.0～49.915.0～29.98.0～16雨滴模糊成片，雨声激烈，地面积水形成很快

暴雨50.0～99.930.0～69.9＞

16雨如倾盆，讲话受雨声干扰而听不清楚，地面积水→水流大暴雨100.0～249.070.0～139.9特大暴雨＞250.0＞140.0五个降水带降水的类型

降水的分类方法很多。根据降水的形成原因（主要是气流上升特点），可分为四个基本类型：对流雨、地形雨、锋面雨和台风雨。对流雨：暖及空气湿度较大，近地面气层强烈受热引起对流而形成的降水称为对流雨。这类降水多以暴雨形式出现并伴有雷电现象，故又称热雷雨。全球赤道带以对流域为主。我国西南季风区也以热雷雨为主但通常只见于夏季。地形雨：暖湿空气前进途中遇到较高山地阻碍而被迫抬升，在达到凝结高度时便产生降水。因此，山地迎风坡常成为多雨中心；背风坡因水汽早已凝结且下沉增温，将发生焚风效应，降水很少，形成雨影区。世界上年降水量最多的地方基本都与地形雨有关。锋面雨：两种物理性质不同的气团相遇暖湿空气循环交界面滑升，绝热冷却，达到凝结高度时便产生云雨。由于气团水平范围很广，上升速度缓慢，所以锋面雨具有雨区广，持续时间长的特点。温带地区锋面雨占有主要地位。为什么台风登陆后有暴雨？

台风是围绕低气压中心猛烈旋转的热带大气旋涡，当它登陆后，受到粗糙不平的地面摩擦影响，风力便大大减小，中心气压迅速升高强度减弱。可是在高空，高温高湿的空气仍然在上升和凝结，不断制造出雨滴，形成暴雨。如果潮湿空气遇到大山，山的迎风坡还会迫使它加速上升和凝结，这样一来暴雨就更凶猛了。

降水的空间分布1、赤道多雨带：赤道及其两侧，是全球降水最多的地带，年降水量约2000——3000mm；2、副热带少雨带：南北纬15°—35°地带，受副热带高压的下沉气流和信风影响，干旱少雨，年平均降水量500mm以下，此带的大陆西岸和内部更不到200mm，但大陆东南部受季风、地形影响，可形成多雨中心；3、中纬度多雨带：大陆西岸受西风控制，大陆东岸受季风影响，降水较多，500—1000mm；4、高纬度少雨带：气温低，蒸发弱，大气含水汽少，一般年降水量不到300mm。人工增雨火箭高炮人工增雨，福州，2003碘化银

增雨宁夏20030406哈尔滨20040427防雹作业北京，20040704冰雹雷阵雨1雷阵雨雷阵雨2雷阵雨雷阵雨3雷阵雨雷阵雨4雷阵雨西安市地面下沉导致大雁塔倾斜地下水按埋藏条件分类地下水对工程的影响动水压力产生流土和管涌承压水对基坑的影响当基坑下部有承压水层时，必须分析承压水头是否会冲毁基坑底部的粘性上层。水对钢筋混凝土的腐蚀作用回顾在我国某地，南面与北面的树，哪个年轮稀、哪个密？在树木生长过程中，朝南一面受阳光照射较多，形成层原始细胞分裂也较迅速，径向生长加快，因此年轮也较宽（稀疏）。而背阴朝北的一面，生长缓慢，年轮就较狭窄（密）。

极值气温的分布

我国夏季气温最低的地区在哪儿?气温大约是多少?为什么?最低青藏高原8°C以下最高吐鲁番盆地32°C以上，极值49.6°C

吐鲁番盆地夏季最热的原因：①盆地地形，不易散热，且外边气流越过山地下沉时，增温作用强，形成焚风；②沙漠广布，吸热快；③空气干燥，天空少云，太阳辐射强。夏季青藏高原等山地气温低的原因：地势高，空气稀薄，大气对地面的保温作用弱，地面热量易散失。

我国冬季极端最低气温出现在哪儿？为何不是青藏高原?

漠河–32°C以下，极值–52.3°C极值气温的分布纬度高，获太阳辐射少，邻近冬季风源地。冬季最低温出现在漠河的原因：

我国冬季最高气温出现在哪儿？

曾母暗沙

漠河–32°C以下，极值–52.3°C3.极值气温的分布热带亚热带暖温带中温带寒温带青藏高原区2、温度带划分及其分布书P79热的可以在石头上烙大饼干旱的百年享受不到滴雨之恩湿润的几乎天天都下雨。台湾的火烧寮被称为我国的“雨极”

干湿地区干湿状况分布地区植被湿润地区半湿润地区半干旱地区干旱地区年降水量＞800mm降水量＞蒸发量年降水量＞400mm降水量＞蒸发量年降水量＜400mm降水量＜蒸发量年降水量＜200mm降水量＜蒸发量秦岭—淮河以南地区东北三省东部和青藏高原东南边缘森林东北平原、华北平原、黄土高原南部和青藏高原东南部内蒙古高原、黄土高原和青藏高原大部分新疆、内蒙古高原西部和青藏高原西北部森林草原草原荒漠降水最少的地方是_______________，原因是_____________________________。降水最多的地方是___________，原因是什么？吐鲁番托克逊深居内陆，水汽少，降水少台湾火烧寮想一想吐鲁番盆地中的托克逊，年平均降水量仅5.9毫米，年降水天数不足10天，有些年份滴水不见。在吐鲁番沿公路两旁，常见到用十字中空的土砖砌成的房屋，这就是专门用来制作葡萄干的“晾房”，在干旱少雨的气候下，葡萄挂“晾房”内就能自然风干，中外闻名的吐鲁番葡萄干就是这样制成的。①空间分布：自东南沿海向西北内陆递减我国降水的地区差异主要表现在东西方向和南北方向上。东西方向的差异主要受海陆分布和大气环流的影响，东部距海近并能受到夏季风的影响，降水丰沛，而西部正相反。南北方向的差异主要是雨季长短造成的，南方雨季开始早，结束晚，雨季长达4～6个月，而北方的雨季仅两个月。另外，我国南方能接受太平洋和印度洋两大洋的水汽，而北方只受到太平洋水汽的影响，这也是造成南北降水差异的原因。1、大陆性季风气候显著原因：（世界上季风气候最典型最显著的地区）我国地处世界最大的大陆—亚欧大陆的东部，面临世界最大的大洋—太平洋，受海陆因素、太阳辐射、地形等因素的影响，形成了世界上著名的季风气候区。影响：三、中国的气候特征差异显著的同纬地区上海与开罗地区资料一：早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜1、大陆性季风气候显著原因：（世界上季风气候最典型最显著的地区）我国地处世界最大的大陆—亚欧大陆的东部，面临世界最大的大洋—太平洋，受海陆因素、太阳辐射、地形等因素的影响，形成了世界上著名的季风气候区。影响：冬季我国是世界上同纬度地区最冷的地方。夏季我国是世界上同纬度地区最暖湿的地方。我国是世界上同纬度地区降水量最多的地方。∴我国大部分地区的气温年较差比世界同纬度地区偏大。我国大部分地区降水的季节变化和年际变化也都较世界同纬度地区偏大。（我国的季风气候具有显著的大陆性特点）（我国成为回归线附近的“绿洲”）三、中国的气候特征

夏季，我国除高原、高山外，高温期与多雨期一致，水热配合好。2、雨热同期3、气候复杂多样主要气候类型及分布__________气候，主要分布于______南部、

__________、海南岛、______南部。____________气候，位于秦岭—淮河以南。___________气候，主要分布于华北平原、东北平原。__________气候，分布在西北地区。__________气候，分布在_________地区。热带季风云南雷州半岛台湾亚热带季风温带季风温带大陆性高原山地青藏高原3、气候复杂多样气候复杂多样的原因？

我国既有多种多样的温度带，又有多种多样的干湿地区，这是气候复杂多样的重要标志。3、气候复杂多样我国为什么形成这些气候特征？气候影响因素纬度位置：南北跨纬度50度，热量差异大。海陆位置：中纬度地区离海远近不同，降水差异大。季风影响：冬季风，干冷，加剧北方严寒；夏季风，暖湿，带来丰沛降水。地形地势：迎风坡—多雨，背风坡—少雨；地势高—寒冷，青藏高原高寒气候影响气温、降水形成我国气候特征中国气候特点评价

（1）有利（优点）：①热量条件较为优越。夏季普遍高温，大部分地区是世界上同纬度地带（除沙漠地区以外）最热的地方，使我国北方大多数地区能够种植棉花、水稻、玉米等喜温作物，尤其是水稻种到东北是世界水稻种植纬度最高。

②水热条件配合较好。雨热同期有利于有利于作物、牧草、森森的生长，在同纬度有较为明显