理学大气湿度与凝结.pptx

11、大气中的水水是大气中的重要成分。水汽是大气中唯一一种在大气自然条件下有三相变化的气体。水对许多大气过程,尤其是激烈的天气过程起着关键作用。水的相变影响大气中的能量平衡,如蒸发导致冷却、凝结导致热量释放。水循环可以冲刷大气中的污染成分。云量会影响大气的辐射平衡。水汽的多少也影响人的舒适度。2水的分子结构两个氢氧键之间的夹角是105°,所以,水分子具有明显极性。3冰的晶体结构当水处于固体状态(冰)时,水分子由于分子之间强的极性固定在一起,呈正6面体晶体。这些水分子无法移动,但可以振动。一个雪片可以由许多这样的晶体组成。4水的相变固态水变成液态水,这个过程称为融化(溶化,melting)。从固态直接到气态的相变成为升化(sublimation)。从液态到气态的相变相变叫蒸发(evaporation)。52、蒸发和饱和饱和指蒸发和凝结处于平衡状态,多余的水汽将打破这一平衡。茶杯如果盖上一个盖子,蒸发的水分子最终将和凝结的水分子达到平衡,这时水汽达到饱和。如果把盖子去掉,一部分水分子将向空气中逃去,平衡被破坏,更多的水分子将蒸发。6水汽压当空气中水分子产生的压力叫水汽压水汽压是大气水分含量的一种表示方法,水汽压单位是[Pa]或mb水汽压与水汽密度(ρv)和温度的关系由理想气体定律表示e=ρv·Rv·=PN2+PO2+PAr+PH20+PCO2+…总压力是1000hPa,PN2~780hPa 78%PO2~210hPa 21%PH20~10hPa 1%分压是一个常用的表示气体含量的单位8湿空气空气是各种气体的混合体,空气=干空气+水汽湿空气密度更大?干空气(只含氧气和氮气)的分子量: 氮=14x2=~22 氧=16x2=~7合计:29水汽的分子量 氢=1x2=2 氧=16x1=16189饱和水汽压空气饱和时水汽分子产生的压力饱和需要的水汽分子数目随温度增加而增加。在同等温度下,冰面与水面的饱和水汽压不同!10Clausius-Clapeyron方程Clausius-Clapeyron曲线的重要性说明暖空气可含有更多的水汽描述了给定温度下的最大水汽含量可以用水汽压或者其他湿度单位来表示水汽量饱和水汽压与温度不是线性关系