蒸发量E,通常是指从蒸发面跃出的水量和返回蒸发面的水量之差值,称为有效蒸发量。
②土壤蒸发:
Ⅰ土壤的失水干化过程
Ⅱ发生在土壤孔隙中的水的蒸发现象,与水面蒸发相比较,不仅蒸发面的性质不同,更
重要的是供水条件的差异。 ? 克服水分子间的内聚力;
? 克服土壤颗粒对水分子的吸附力;
? 随着蒸发的进行,土壤中含水量减少,供水条件越来越差。土壤的实际蒸发量随之
降低。
土壤的干化过程划可分为三个阶段:
1、定常蒸发率阶段(大气蒸发力控制阶段) ? 充分供水 ? 毛管力
? 蒸发率高且稳定 ? 气象
(日照、温度、湿度、风速)
2、蒸发率下降阶段(土壤导水率控制阶段) ? 含水<W田 ? 薄膜水 ? 蒸发率下降
? 土壤含水量(气象其次)
3、蒸发率微弱阶段(扩散控制阶段) ? 含水<W凋 ? 汽化扩散 ? 蒸发率微弱 ? 水汽压梯度
(田间持水量W田:指保持水的毛管悬着力与反保持的重力处于平衡时的最大土壤湿度。当
土壤含水率超过它时,过剩的水分将不能保持在土壤中。
凋萎系数W凋:植物无法从土壤中吸收水而开始凋萎枯死时的土壤含水量,称凋萎系数。) ③植物蒸腾:植物的根系从土壤中吸收水后,经由根、茎、叶柄和叶脉输送到叶面,并为叶肉细胞所吸收,其中除一小部分(不到10%)留在植物体内外,90%以上的水分在叶片的气腔中汽化而向大气散逸。
5.水汽输送 大气环流输送 涡动输送
⑴ 水汽输送通量 E=q·v·1/g
与比湿、运动速度有关 单位:克每百帕厘米秒 ⑵ 影响水汽输送的主要因素
①大气环流的影响(流场和风速场)
②地理纬度的影响(纬度越高,水汽含量越少) ③海陆分布的影响(海洋是水汽的主要源地)
④海拔高度与地形屏障作用的影响
? 随着海拔的增高,近地层湿空气层逐步变薄水,水汽含量减少; ? 成为阻隔暖湿气流的屏障。 ⑶ 我国水汽输送基本特点:
①存在三个基本的水汽来源,三条输出入路径,并有明显的季节变化。 ? 三个来源:极地气团的西北水汽流、南海水汽流、孟加拉湾水汽流 ②水汽输送既有大气平均环流引起的平均输送,又有移动性涡动输送 Ⅰ平均输送方向基本上与风场相一致。
Ⅱ而涡动输送方向大体上与湿度梯度方向相一致,即从湿度大的地区指向湿度小的地区。
Ⅲ涡动输送的这一特点对于把东南沿海地区上空丰沛的水汽向内陆腹地输送,具有重要作用。
③地理位置、海陆分布与地貌上总体格局,制约了全国水汽输送的基本态势。
? 青藏高原雄踞西南,决定了我国水汽输送场形成南北两支水汽流,北纬30°以北地区盛行纬向水汽输送;30°以南具有明显的经向输送。
? 而秦岭-淮河一线成为我国南北气流的经常汇合的地区,是水汽流辐合带; ? 海陆的分布制约了我国上空湿度场的配置,并呈现由东南向西北递减的趋势,进而影响我国降水的地区分布。
④水汽输送场垂直分布存在明显差异
? 低层大气中经向输送比较明显(由南向北);
? 在850百帕气层上,一年四季水汽输送场形势比较复杂;
? 在700百帕气层上,在淮河流域以北盛行西北水汽流,淮河以南盛行西南水汽流,两股水汽流在北纬30-35度一带汇合后东流入海;
? 在500百帕高度上,一年四季水汽输送呈现纬向分布(由西向东); ? 因而自低层到高层存在经向到纬向的顺时针方向切变(注:淮河以南)。 ⒍降水
⑴降水特征的表示方法
① 降水过程线(反映雨强、降水时间)
以一定时段(时、日、月或年)为单位所表示的降水量在时间上的变化过程:曲
线或直方图。 ② 降水累积曲线(反映雨强、时空变化)
以时间为横坐标,纵坐标表示自降水开始到各时刻降水量的累积值。自记雨量计记录纸上的曲线,即是降水量累积曲线。 ③ 等降水量线 又名等雨量线,指地区内降水量相等各点的连线。等雨量线综合反映了一定时段内降水量在空间上的分布变化规律。 ④降水特性综合曲线
1)强度-历时曲线(历时愈短,雨强愈高)
2)平均深度—面积曲线(面积越大,平均雨深越小)
3)雨深-面积-历时曲线(面积一定时,历时越长,平均雨深越大;
历时一定时,则面积越大,平均雨深越小。)
⑵面降水的计算 1)算术平均法
以所研究的区域内各雨量站同时期的降水量相加,再除以站数(n)后得出的算术平均值作为该区域的平均降水量(P)。
n
P?Pi i?1适用条件:区域内地形起伏不大,雨量站网稠密且分布较均匀的地区。 2)垂直平分法(泰森多边形法)
①按地图上测站的位置连线,构成许多锐角三角形;
②对每个三角形各边作垂直平分线,再用这些垂直平分线构成以每个测站为核心的多边形;
③量取每个多边形的面积fi。 ④ 面积加权法计算。
?
f1P1n1?f2P2???fnPnP???fiPif1?f2??fnfi?1? 适用条件:雨量站分布不均匀地区。
? 缺点:把各雨量站所控制的面积在不同的降水过程中都视作固定不变,这与实际降
水情况不符。 3)等雨量线法
①绘制等雨量线;
②量取每2条相邻等雨量线间的面积fi,乘以两等雨量线间的平均雨深Pi,得出该面积上的降水量;
③将所有的雨量相加除以全面积,得流域平均雨量。
1n P??FiPiFi?1
? 实用条件:足够多的雨量站资料,地形资料
? 缺点:不同场次降雨,其面积权重是变化的,所以每次降雨都必须绘制等雨量线图,
工作量很大。 4)客观运行法
? 美国气象局系统广泛采用,方法简便。 ⑶影响降水的因素
? 降水是受地理位置、大气环流、天气系统、下垫面条件等因素综合影响的产物。
1)地形条件的影响
? 主要是通过气流的屏障作用与抬升作用对降水的强度与时空分布发生影响。
? 在我国表现得十分强烈。许多丘陵山区的迎风坡常成为降水日数多、降水量大的地
区,而背向的一侧则成为雨影区。
2)森林对降水的影响(十分复杂,尚无定论) ①认为:森林能增加降水
根据前苏联学者在林区与无林地区的对比观测,森林不仅能保持水土,而且直
接增大降水量
②认为:森林对降水的影响不大
例如汤普林认为,森林不会影响大尺度的气候,只能通过森林中的树高和林冠
对气流的摩阻作用,起到微尺度的气候影响,它最多可使降水增加1—3%; ③认为:森林可能减少降水
我国气象学者赵九章认为,森林能抑制林区日间地面温度升高,削弱对流,从而可能使降水量减少。
?
3)水体的影响(减少降水量)
陆地上的水域对降水量的影响,主要是由于水面上方的热力学、动力学条件与陆面上存在差别而引起的。 ①“雷雨不过江”
这是由于大水体附近空气对流作用,受到水面风速增大,气流辐散等因素的干扰而被阻,从而影响到当地热雷雨的形成与发展。 ②发生逆温现象
在温暖季节,水面上的气温并不随高度而降低,以致发生逆温现象,使水面上气团稳定,不易形成降水。 4)人类活动的影响
? 间接影响:改变下垫面
植树造林、或大规模砍伐森林、修建水库、灌溉农田、围湖造田、疏干沼泽等。 ? 直接影响:人工控制降水
使用飞机、火箭直接行云播雨,或者反之驱散雷雨云,消除雷雹等. ⑷下渗
1)下渗过程的阶段划分 ①渗润阶段:
? 分子力,当土壤含水量达到岩土最大分子持水量时逐渐消失。 ②渗漏阶段:
? 毛管力、重力,直至全部空隙达到饱和。 ③渗透阶段:
? 重力,稳定流动。
(有的将渗润与渗漏阶段结合起来,统称渗漏,渗漏的特点是非饱和水流运动,而渗透则属于饱和水流运动。) 2)下渗水的垂向分布
①饱和带 :位于土壤表层;
在持续不断地供水条件下,土壤含水量处于饱和状态,但无论下渗强度有多大,土壤浸润深度怎样增大,饱和带的厚度不超过1.5厘米。
②过渡带:饱和带之下,土壤含水量随深度的增加急剧减少。