大气中含有水汽量的多少及发生的相变对大气现象影响甚大,由于测量方法和实际应用不同,采用多个湿度参量以表示水汽含量。
1.水汽压和饱和水汽压一切度量水汽或空气湿度的方法,基本上均以相对于纯水的平面上蒸发和凝结的量为标准。
湿空气中,由水汽所引起的那一部分压强称为水汽压,以e表示,其单位与压强的相同。当温度一定时,若从纯水的水平面逸入空气中的水分与从空气中进入水面的水分在数量上相同(即处于平衡状态),此时水汽所造成的那部分压强称为饱和水汽压,以E表示。饱和水汽压是温度的函数,温度愈高,饱和水汽压愈大。在实际工作中常采用玛格努斯(Magnus)经验公式表示饱和水汽压与温度的关系
E0是0℃的饱和水汽压6.11hPa,t是摄氏温度,α和b为常数。
对水面:α=7.5,b=237.3
对冰面:α=9.5,b=265.5
冰面饱和水汽压低于同温度下的水面饱和水汽压,其差值在-12℃时最大。不同温度下水面和冰面的饱和水汽压可查阅气象常用表。
2.相对湿度空气中的实际水汽压e与同温度下的饱和水汽压E之比,称相对湿度,用百分数表示。其表示式为
3.露点对于一定质量的湿空气,若气压保持不变,而令其冷却,则湿度参量保持不变,但饱和水汽压E(t)却因温度的降低而减小。当E(t)=e时,空气达到饱和。湿空气等压降温达到饱和时的温度就是露点温度Td。
露点完全由空气的水汽压决定,是等压冷却过程的保守量。
(四)风
空气相对于地面作水平运动即为风。它既有方向又有大小,是个向量。风是大气显示能量的一种方式,风可以使地球上南北之间、上下之间空气发生交换,同时伴有水汽、热量、动量的交换。这种交换对整个地球大气的运动状态有重要意义。
因为风是向量,需要测量风向和风速两个项目,才能完全描绘出风的状况。中国在汉朝已经使用测风旗和相风鸟来测定风向,同时还用羽毛举高程度判据风速。这比国外领先了上千年。
风向是指风的来向,例如北方吹来的风叫北风,南来的风称南风等等。气象观测上用16个方位。
风速是指气流前进的速度。风速越大,风的自然力量越大。一般用风力来表示风速大小。风速的单位是m·s-1或km·h-1。目前国际上通用蒲福风力等级表。
本文标题:地球大气的平均状态(5)
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