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气候学/湿度

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空气中存在的水蒸气被称为湿度。在任何特定温度下,空气中所能容纳的水蒸气量都有一个确定的限度,称为饱和点。达到饱和点的空气被称为**饱和空气**。发生饱和的温度被称为**露点**。空气吸收水蒸气的能力随着温度的升高而增加。湿度有三种类型:

  • 绝对湿度
  • 相对湿度
  • 比湿

绝对湿度

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大气中实际存在的水蒸气量被称为**绝对湿度**。它是单位体积空气中的水蒸气重量,以**克/立方米**表示。地球表面各地的绝对湿度不同。

相对湿度

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大气中存在的湿气量占其在给定温度下最大容量的百分比称为**相对湿度**。

相对湿度 = [空气中实际水蒸气量(绝对湿度)/饱和点时的湿度(空气在给定温度下所能容纳的最大水蒸气量)] X 100

气温的变化,保持水分的能力增减,相对湿度会受到影响。海洋上空相对湿度较大,大陆上空相对湿度最小**(海洋上空绝对湿度较大,因为蒸发的水量更多)**。相对湿度决定着蒸发的量和速度。空气在给定温度下达到其最大水分容量时,被称为“饱和”。这种温度下,空气不能再容纳任何水分。饱和空气的相对湿度为100%。如果空气中的水分含量是其所能容纳水分含量的一半,则为不饱和,其相对湿度仅为50%。

它表示为单位质量空气中的水蒸气重量。以重量单位测量**(通常为克/千克)**,比湿不受压力或温度变化的影响。绝对湿度和相对湿度是可变的,而比湿是一个常数。

湿空气冷却时,由于热量损失而导致水蒸气转化为水,称为凝结。冷却可能达到空气容纳水蒸气的能力下降的程度,此时多余的水蒸气会凝结成液态。如果水蒸气直接凝结成固态,则称为升华。在自由空气中,凝结是由于在称为凝结核的极小颗粒周围冷却而发生的。来自海洋的尘埃、烟雾和盐粒是特别好的凝结核,因为它们吸收水分(吸湿性凝结核)。

凝结形式

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给定空气样本中发生饱和的温度称为露点。当水分以水滴的形式沉积在固体物体(如石头、玻璃、刀片、植物叶子等)的较冷表面上时,就会形成露。当气温降至露点以下但高于冰点时,就会形成露。当相对湿度 = 100% 时,就会出现露点。

当凝结发生在冰点以下,即 0 °C 时,在固体表面上就会形成霜,这意味着露点低于冰点。

蒸发是指物质从液态转变为气态或蒸气态的过程。大气中的水分或湿度就是从海洋、河流、湖泊、池塘和人类身上逃逸到大气中的水蒸气。蒸发需要热能。在大气水分的情况下,能量由太阳辐射提供。这些能量供应的水分子获得了必要的运动来逃逸,并将这种能量保存为蒸发潜热。当蒸汽凝结成水滴时,这种能量将以凝结潜热的形式释放。蒸发与冷却效应有关。

影响蒸发速率的因素

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影响蒸发速率的几个因素如下:

  1. **可用水量:**- 海洋上空的蒸发速率比大陆上空高。
  2. **温度:**- 高温意味着蒸发能量的供应量更大。蒸发速率与蒸发表面的温度成正比。
  3. **相对湿度:**- 给定温度下,空气的水分保持能力是有限的,干燥的空气比潮湿的空气蒸发更多的水。夏季蒸发量更大。
  4. **蒸发表面的面积:**- 暴露于热量的表面积越大,意味着蒸发量越大。
  5. **气压:**- 它作用于蒸发表面。液体表面开放处的气压越低,蒸发速率越高。
  6. **水的成分:**- 蒸发与水的盐度成反比。与盐水相比,淡水上的蒸发速率总是更高。
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