【正文】 表示空氣中水汽的絕對含量 — 絕對濕度指標(biāo) 飽和水汽壓 E 主要取決于溫度 溫度－飽和水汽壓關(guān)系曲線 E平冰面 E平水面 2. 比濕 q q=mv/(md+mv) 比濕具有保守性 只要水汽質(zhì)量和空氣質(zhì)量保持不變，不管空氣塊如何膨脹或收縮， q均不變 3. 相對濕度 f 表示在同一氣溫條件下，空氣中水汽含量距飽和的程度，其大小除取決于水汽量以外，更重要的是決定于溫度 是一個(gè)表示潮濕程度的相對濕度指標(biāo) %100?? Eef 4. 飽和差 d = E e 某氣溫條件下，空氣塊距離飽和的程度，常用于討論水分的蒸發(fā)或凝結(jié) 5. 絕對濕度 m 露點(diǎn)溫度 td 水汽含量不變、氣壓一定的條件下，使空氣冷卻到飽和時(shí)的溫度即為露點(diǎn)溫度 露點(diǎn)溫度之高低只與空氣中水汽含量有關(guān)，是表示空氣水汽濕度的絕對指標(biāo) td與實(shí)際氣溫之差可表示空氣中水汽的飽和程度 td 0時(shí)，即為霜點(diǎn)溫度 二．空氣濕度的時(shí)間變化 ? 日變化： 水汽壓的日變化與溫度同步（因?yàn)檎舭l(fā)） 相對濕度的日變化則與溫度反相 但在沿海地區(qū)，由于海陸風(fēng)的作用，相對濕度的日變化也與氣溫一致 海、陸風(fēng)成因示意圖 ? 年變化： 水汽壓的年變化也與氣溫同步，最大值出現(xiàn)在蒸發(fā)強(qiáng) 7~8月，最小值在 1~2月 相對濕度的年變化一般是夏季最小，冬季最大 季風(fēng)盛行的地區(qū)，相對濕度夏季大、冬季小，而氣溫同步 季風(fēng) 大范圍盛行、風(fēng)向有明顯季節(jié)變化的風(fēng)系 （ 1）季風(fēng)是大范圍地區(qū)盛行風(fēng)向隨季節(jié)改變的現(xiàn)象，因?yàn)樾》秶L(fēng)向受地形影響很大； （ 2）盛行風(fēng)具有明顯不同的來源； （ 3）隨著盛行風(fēng)向的變換，將帶來明顯的天氣氣候變化 夏季風(fēng) 偏南風(fēng) 暖濕空氣（水汽含量多） 冬季風(fēng) 偏北風(fēng) 干冷空氣（水汽含量少） 表現(xiàn)出與溫度同步！ 第二節(jié) 蒸發(fā)和蒸散 一．飽和水汽壓 下墊面水的相變是以蒸發(fā)為主還是以凝結(jié)為主，取決于實(shí)際水汽壓和飽和水汽壓的相對大小 ? Ee 蒸發(fā)為主 ? Ee 凝結(jié)為主 ? E=e 動態(tài)平衡 而飽和水汽壓的大小，也受諸多因素的影響（飽和水汽壓大，則蒸發(fā)容易） l 溫度（指數(shù)關(guān)系） l 蒸發(fā)面的形狀和性質(zhì) ? 溶 液 E溶液 E水面 ? 蒸發(fā)面 E 凸面 E平面 E凹面 二 . 水面蒸發(fā)及土壤蒸發(fā) 水面蒸發(fā) W0 = A (Ee) W0 =A’(Ee) /P 水面的蒸發(fā)速率主要取決于飽和差，具體地，有風(fēng)速、氣壓、溫度、水汽壓等因素影響水面蒸發(fā) 土壤蒸發(fā) 二個(gè)主要階段： 穩(wěn)高階段 — 水分充足，毛細(xì)管傳導(dǎo)迅速，蒸發(fā)旺盛，蒸發(fā)速度主要取決于天氣條件 穩(wěn)低階段 — 土壤表面有一干枯層，毛細(xì)管作用失效，蒸發(fā)發(fā)生于某一土壤層次，再經(jīng)土壤空隙擴(kuò)散至大氣，蒸發(fā)速度主要取決于土壤結(jié)構(gòu) 不同蒸發(fā)階段的土壤保水措施！ 穩(wěn)定高速蒸發(fā)階段：土壤水分充分 穩(wěn)定低速蒸發(fā)階段：土壤上層形成干枯層 三 . 農(nóng)田蒸散 農(nóng)田蒸散 = 土壤蒸發(fā) + 植物蒸騰 關(guān)于植物蒸騰： Monteith公式 )(asaurreEPW?????影響植物蒸騰主要因素： 植物的形態(tài)結(jié)構(gòu) 氣候條件 農(nóng)田蒸散影響因素： ? 氣象因素： 輻射差額、溫度、濕度、風(fēng) ? 植物因素： 覆蓋度、種類、生長狀況、 氣孔結(jié)構(gòu) ? 土壤因素： 結(jié)構(gòu)、 性質(zhì)、 含水量 四、農(nóng)田需水量的估算 關(guān)于水分的蒸散， 有大量模型 ? 微氣象學(xué)法 ? 水文學(xué)方法 ? 植物生理學(xué)方法 ? 遙感法 FAO推薦 PenmanMonteith（ PM）方程計(jì)算農(nóng)田蒸散 1948年， Penman將能量平衡方程與空氣動力學(xué)原理結(jié)合，首次提出著名的 Penman公式： ??????? aELRW /0Δ: 溫度 飽和水汽壓關(guān)系曲線在氣溫處的斜率 Ea ：彭曼干燥力（風(fēng)速、溫度、水汽壓） ν：干濕表常數(shù) () 只適用于水分充分的條件（開放水面、充分濕潤的土壤或供水充足的均勻矮小植被） 1965年 Monteith綜合相關(guān)工作，引入表面阻抗，把它擴(kuò)展到非充分濕潤條件 ， 提出冠層蒸散計(jì)算模式，即著名的 PenmanMonteith模式： Es：均溫下的飽和水汽壓； e：實(shí)際水汽壓； ra：空氣動力學(xué)阻力系數(shù)； rs：冠層動力學(xué)系數(shù)； γ ：干濕表常數(shù) 以牧草為參考植物，簡化參數(shù)后得： U2： 2m處的風(fēng)速； t：氣溫（ ℃ ） FAO推薦的植被蒸散計(jì)算公式 ? PenmanMonteith模型全面考慮了影響蒸散過程的大氣物理特性和植被的生理特性，具有堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ) ? 能比較充分考慮蒸散的變化過程及其影響機(jī)制，是非飽和下墊面蒸散研究的理想方法之一 ? 可以計(jì)算逐月、逐旬、逐日、逐小時(shí)的參考作物騰發(fā)量 FAO推薦采用作物系數(shù)法計(jì)算作物需水量： ETc = Kc ET0 式中： ETc為植物需水量， mm/d； Kc為作物系數(shù)； ET0為參照蒸散量， mm/d。 ?作物系數(shù)受土壤、氣候、作物生長階段及狀況和管理方式等多種因素綜合影響。可結(jié)合水文模型以獲取不同時(shí)間步長的植被蒸散量 ? GIS作為新的技術(shù)手段，可以為蒸散的模擬計(jì)算提供 DEM、土地利用、植被分布等特征參數(shù)，并且具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯與處理功能，可為蒸散量的計(jì)算提供有效幫助 （ 2）與高精儀器的結(jié)合 ? 模型中的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)對模型模擬精度產(chǎn)生影響，需要對其有精確地測定 ? 隨著蒸散測定手段和方法的不斷進(jìn)步，可運(yùn)用精密儀器在典型條件下獲得的高精度實(shí)測數(shù)據(jù)反推諸如冠層導(dǎo)度等參數(shù)，從而修正 PM方程，使之與具體的植被系統(tǒng)相統(tǒng)一，提高對植被蒸散量的估算精度 （ 3） 與新興學(xué)科的結(jié)合 能量守恒定律 水分平衡原理 太陽輻射 降水 地表覆蓋 群落類型 土壤特性 要素間的相互作用 時(shí)空差質(zhì)性 生態(tài)水文學(xué)、植被水文學(xué)、植被環(huán)境學(xué)等新興學(xué)科研究的重要內(nèi)容 ? 植被蒸散作用是復(fù)雜的物理過程和生物過程的耦合，同當(dāng)前眾多的新興學(xué)科相結(jié)合 植物的生理生態(tài)機(jī)制 植被生態(tài)水文過程動力學(xué)機(jī)制 改進(jìn) PM模型 單葉或單株植物的尺度測定植被蒸散量 植物生理學(xué)方法 景觀生態(tài)學(xué)等學(xué)科的尺度轉(zhuǎn)換相關(guān)理論與方法 區(qū)域尺度的蒸散量 與運(yùn)用 PM模型計(jì)算的區(qū)域蒸散量進(jìn)行對比研究 第三節(jié) 凝結(jié)和凝結(jié)物 一．水汽的凝結(jié)條件 水汽凝結(jié)或凝華的兩個(gè)條件： 空氣中水汽的飽和或過飽和 有一定的凝結(jié)核心 大氣水汽飽和途徑 增加水汽 （自然條件下，大規(guī)模增大水汽的可能性不大） 降低溫度： 輻射降溫、平流降溫、混合降溫、絕熱降溫等 其中，絕熱降溫是自然條件下成云的最主要降溫方式 %100?? Eef 二．凝結(jié)物 水汽在不同層次凝結(jié)可形成不同的凝結(jié)物 地面凝結(jié)物 露、霜 露 : 空氣中水汽在地面物體上的液化現(xiàn)象 霜 : 空氣中水汽在地面物體上凝華為冰晶 露、霜形成的有利條件 : 晴朗無風(fēng) 地面干燥、深色 輻射能力強(qiáng) 露、霜的作用 : 潤物并緩解干旱 緩解降溫 近地大氣凝結(jié)物 霧 微小水滴懸浮在空氣中形成的自然現(xiàn)象 據(jù)成因，可分成： ?輻射霧 厚度薄、有明顯日變化、形成于半夜、日出后消散； 形成有利條件： 晴朗夜晚、水汽充沛、微風(fēng)、氣層穩(wěn)定、特殊地形（下凹）更易形成 有“ 十霧九晴”一說 長波輻射、降溫、飽和 ? 平流霧 暖濕空氣流到冷的下墊面而形成 平流霧通常濃厚、持續(xù)時(shí)間長（海霧） 空氣與下墊面間溫差大，空氣濕度大，有適宜的風(fēng)速、氣層穩(wěn)定 ?蒸發(fā)霧 水面蒸發(fā)的水汽進(jìn)入冷空氣重新凝結(jié)而形成（北冰洋的冰洋煙霧） 蒸發(fā)霧一般范圍小，強(qiáng)度弱，通常發(fā)生在下半年的水塘周圍 霧的農(nóng)業(yè)意義： ? 寒冷季節(jié)阻擋長波輻射，緩和降溫； ? 提高散射輻射比例，提高一些經(jīng)濟(jì)作物的質(zhì)量； ? 減小晝夜溫差、減弱太陽輻射、影響植物的授粉、有利于病原菌孢子的繁殖生長和