农业气象学水分.pptx

南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦第四章第四章 大气中的水分大气中的水分 第一节第一节 空气湿度空气湿度 第二节第二节 蒸发和蒸散蒸发和蒸散 第三节第三节 凝结和凝结物凝结和凝结物 第四节第四节 降水降水 第五节第五节 作物水分利用和调控作物水分利用和调控南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦大气中水分存在的形式：水汽、水滴、冰晶大气中水分存在的形式：水汽、水滴、冰晶南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦第一节第一节 空气湿度空气湿度 一一 水汽压水汽压 二二 相对湿度相对湿度 三三 饱和差饱和差 四四 露点温度露点温度 五五 比湿、混合比、绝对湿度比湿、混合比、绝对湿度南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 空气湿度：空气湿度：空气中水汽含量的多少或潮湿程度。空气中水汽含量的多少或潮湿程度。湿度参量：湿度参量：表征空气中水汽含量的多少和潮湿程度的物理量。表征空气中水汽含量的多少和潮湿程度的物理量。水汽压水汽压 相对湿度相对湿度 饱和差饱和差 湿度参量湿度参量 露点温度露点温度 比湿比湿 混合比混合比 绝对湿度绝对湿度 干空气：干空气：不含水汽的空气不含水汽的空气 湿空气中除水汽之外的其它成分湿空气中除水汽之外的其它成分 未饱和湿空气：未饱和湿空气：空气中的水汽含量小于其最大水汽容纳能力空气中的水汽含量小于其最大水汽容纳能力 饱和湿空气：饱和湿空气：空气中的水汽含量等于其最大水汽容纳能力空气中的水汽含量等于其最大水汽容纳能力 过饱和湿空气：过饱和湿空气：空气中的水汽含量大于其最大水汽容纳能力空气中的水汽含量大于其最大水汽容纳能力南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦一、水汽压一、水汽压 e e 水汽压：水汽压：空气中水汽的分压强。空气中水汽的分压强。百帕百帕 hPahPa 1 1百帕（百帕（hPahPa）=100=100帕斯卡（帕斯卡（PaPa）=1=1毫巴（毫巴（mbmb）反映空气中水汽含量的多少反映空气中水汽含量的多少 水汽含量水汽含量 水汽压水汽压 e e 南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦饱和水汽压饱和水汽压 E E 饱和水汽压：饱和水汽压：饱和湿空气中水汽的分压强。饱和湿空气中水汽的分压强。反映空气的最大水汽容纳能力反映空气的最大水汽容纳能力 饱和水汽压取决于温度饱和水汽压取决于温度（马格奴斯半经验公式，（马格奴斯半经验公式，饱和水汽压表饱和水汽压表）饱和水汽压的影响因子：饱和水汽压的影响因子：温度温度 T T E E 蒸发面性质蒸发面性质 E E过冷却水过冷却水E E冰冰 蒸发面形状蒸发面形状 E E凸面凸面E E平面平面E E凹面凹面 液体含盐度液体含盐度 含盐度含盐度 E E E Ee eT T南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦干空气干空气未饱和未饱和湿空气湿空气饱和饱和湿空气湿空气过饱和过饱和湿空气湿空气水汽压水汽压e e0 0e eE Ee eE Ee eE E相对湿度相对湿度饱和差饱和差露点温度露点温度温度露点差温度露点差南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦水汽压的日变化水汽压的日变化 单波型（海洋型）单波型（海洋型）海洋、沿海地区、冬季大陆海洋、沿海地区、冬季大陆e e时间时间日出前日出前1414时时 双波型（大陆型）双波型（大陆型）夏季大陆夏季大陆e e时间时间日出前日出前1414时时1010时时2222时时影响因子：蒸发强度影响因子：蒸发强度影响因子：蒸发强度影响因子：蒸发强度 乱流强度乱流强度南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦水汽压的年变化水汽压的年变化e e时间时间冬季冬季夏季夏季 影响因子：蒸发强度影响因子：蒸发强度南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦二、相对湿度二、相对湿度 r r 相对湿度：相对湿度：空气实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比值。空气实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比值。r r-100-100 反映空气的潮湿程度反映空气的潮湿程度 相对湿度取决于空气中的水汽含量和温度相对湿度取决于空气中的水汽含量和温度 温度不变，温度不变，E E 不变，水汽含量不变，水汽含量 e e r r 水汽含量不变，水汽含量不变，e e 不变，温度不变，温度 E E r r e eE E南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦干空气干空气未饱和未饱和湿空气湿空气饱和饱和湿空气湿空气过饱和过饱和湿空气湿空气水汽压水汽压e e0 0e eE Ee eE Ee eE E相对湿度相对湿度r r0 00 0r r100100r r100100饱和差饱和差露点温度露点温度温度露点差温度露点差南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦相对湿度的日变化相对湿度的日变化 与气温的日变化反相与气温的日变化反相 绝大多数地区绝大多数地区时间时间r r夜夜昼昼T T 地面蒸发强度地面蒸发强度 e e T T E E 并且并且 E E 比比 e e 快快因此因此 T T r r 同理同理 T T r r 与气温的日变化同相与气温的日变化同相 近海地区及其它大型水体的周围近海地区及其它大型水体的周围 （晴朗稳定的天气条件下）（晴朗稳定的天气条件下）r r时间时间夜夜昼昼海陆风（水陆风）海陆风（水陆风）昼昼 吹海风，潮湿吹海风，潮湿夜夜 吹陆风，干燥吹陆风，干燥南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦相对湿度的年变化相对湿度的年变化 与气温的年变化反相与气温的年变化反相 大多数地区大多数地区 与气温的年变化同相与气温的年变化同相 季风气候区季风气候区T T 地面蒸发强度地面蒸发强度 e e T T E E 并且并且 E E 比比 e e 快快因此因此 T T r r 同理同理 T T r r r r时间时间夏季夏季冬季冬季季风季风夏夏 夏季风，来自海洋，潮湿夏季风，来自海洋，潮湿冬冬 冬季风，来自内陆，干燥冬季风，来自内陆，干燥 r r夏季夏季冬季冬季时间时间南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦三、饱和差三、饱和差 饱和差：饱和差：同温度下的饱和水汽压与实际水汽压之差。同温度下的饱和水汽压与实际水汽压之差。d dE Ee e 反映空气的潮湿程度反映空气的潮湿程度 饱和差取决于空气中的水汽含量和温度饱和差取决于空气中的水汽含量和温度 温度不变，温度不变，E E 不变，水汽含量不变，水汽含量 e e d d 水汽含量不变，水汽含量不变，e e 不变，温度不变，温度 E E d d 南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦干空气干空气未饱和未饱和湿空气湿空气饱和饱和湿空气湿空气过饱和过饱和湿空气湿空气水汽压水汽压e e0 0e eE Ee eE Ee eE E相对湿度相对湿度r r0 00 0r r100100r r100100饱和差饱和差d dE Ed d0 0d d0 0d d0 0露点温度露点温度温度露点差温度露点差南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦四、露点温度四、露点温度 T Td d 露点温度：露点温度：对于含有水汽的湿空气，在不改变气压和水汽含量的情对于含有水汽的湿空气，在不改变气压和水汽含量的情 况下，降低温度而使空气达到饱和状态时的温度。况下，降低温度而使空气达到饱和状态时的温度。反映空气中水汽含量的多少反映空气中水汽含量的多少 露点温度取决于空气中的水汽含量露点温度取决于空气中的水汽含量 水汽含量水汽含量 露点温度露点温度T Td d E Ee eT TT TT Td de eE E（T,eT,e）南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦干空气干空气未饱和未饱和湿空气湿空气饱和饱和湿空气湿空气过饱和过饱和湿空气湿空气水汽压水汽压e e0 0e eE Ee eE Ee eE E相对湿度相对湿度r r0 00 0r r100100r r100100饱和差饱和差d dE Ed d0 0d d0 0d d0 0露点温度露点温度T Td dT TT Td dT TT Td dT T温度露点差温度露点差南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦干空气干空气未饱和未饱和湿空气湿空气饱和饱和湿空气湿空气过饱和过饱和湿空气湿空气水汽压水汽压e e0 0e eE Ee eE Ee eE E相对湿度相对湿度r r0 00 0r r100100r r100100饱和差饱和差d dE Ed d0 0d d0 0d d0 0露点温度露点温度T Td dT TT Td dT TT Td dT T温度露点差温度露点差T TT Td d0 0T TT Td d0 0T TT Td d0 0温度露点差温度露点差 T TT Td d 温度露点差：温度露点差：空气温度与露点温度之差。空气温度与露点温度之差。反映空气的潮湿程度反映空气的潮湿程度 南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦五、比湿五、比湿 q q 混合比混合比 S S 绝对湿度绝对湿度 a a 反映空气中水汽含量的多少反映空气中水汽含量的多少 比湿：比湿：湿空气中水汽的质量与湿空气总质量的比值。湿空气中水汽的质量与湿空气总质量的比值。q q-混合比：混合比：湿空气中水汽的质量与湿空气中干空气质量的比值。湿空气中水汽的质量与湿空气中干空气质量的比值。S S-比湿和混合比具有保守性比湿和混合比具有保守性 绝对湿度（水汽密度）：绝对湿度（水汽密度）：单位体积湿空气中水汽的质量。单位体积湿空气中水汽的质量。a a-m m水汽水汽m m干空气干空气m m水汽水汽m m水汽水汽m m干空气干空气m m水汽水汽V V农农 业业 气气 象象 学学樊多琦樊多琦南京农业大学气象教研室南京农业大学气象教研室南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦第四章第四章 大气中的水分大气中的水分 第一节第一节 空气湿度空气湿度 第二节第二节 蒸发和蒸散蒸发和蒸散 第三节第三节 凝结和凝结物凝结和凝结物 第四节第四节 降水降水 第五节第五节 作物水分利用和调控作物水分利用和调控南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦第二节第二节 蒸发和蒸散蒸发和蒸散 一一 水面蒸发水面蒸发 二二 土壤蒸发土壤蒸发 三三 植物蒸腾植物蒸腾 四四 农田蒸散农田蒸散南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦一、水面蒸发一、水面蒸发 蒸发速率：蒸发速率：单位时间从单位面积上蒸发掉的水的质量。单位时间从单位面积上蒸发掉的水的质量。单位：单位：g/cmg/cm2 2日日 日蒸发量：日蒸发量：一天中蒸发掉的水层的厚度。一天中蒸发掉的水层的厚度。单位：单位：mm/mm/日日 1 1 g/cmg/cm2 2日日1010 mm/mm/日日 道尔顿蒸发公式道尔顿蒸发公式 W W A-A-d d0 0 时，时，W W0 0，蒸发过程，蒸发过程 d d0 0 时，时，W W0 0，动态平衡，动态平衡 d d0 0 时，时，W W0 0，凝结过程，凝结过程E Ee eP P南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 影响水面蒸发速率的因子影响水面蒸发速率的因子 温度温度 T T E E d d W W 空气湿度空气湿度 e e d d W W 气压气压 P P W W 风风 风速风速 W W 蒸发面性质蒸发面性质 W W过冷却水过冷却水W W冰冰 蒸发面形状蒸发面形状 W W凸面凸面W W平面平面W W凹面凹面 含盐度含盐度 含盐度含盐度 W W 南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦二、土壤蒸发二、土壤蒸发 土壤蒸发速率的影响因子：土壤蒸发速率的影响因子：气象因子气象因子 土壤因子土壤因子 土壤蒸发的三个阶段：土壤蒸发的三个阶段：稳高阶段稳高阶段 速降阶段速降阶段 稳低阶段稳低阶段南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦三、植物蒸腾三、植物蒸腾 植物蒸腾：植物蒸腾：水分通过植物体表扩散到大气中的过程。水分通过植物体表扩散到大气中的过程。植物蒸腾速率可以用蒙忒斯的阻抗法计算植物蒸腾速率可以用蒙忒斯的阻抗法计算 蒸腾系数：蒸腾系数：植物制造植物制造1 1克干物质时由于蒸腾所消耗的水的克数。克干物质时由于蒸腾所消耗的水的克数。K KT T-W Ws s 单位面积土地上植物蒸腾作用消耗的总水量单位面积土地上植物蒸腾作用消耗的总水量 Y Yd d 单位面积土地上获得的干物质重量单位面积土地上获得的干物质重量W Ws sY Yd d南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦四、农田蒸散四、农田蒸散 农田蒸散土壤蒸发植物蒸腾农田蒸散土壤蒸发植物蒸腾 农田蒸散量农田蒸散量 W Wt tf f1 1 f f2 2 W W0 0 W W0 0 水面可能蒸发量水面可能蒸发量 f f1 1 作物系数作物系数 f f1 1农田可能蒸散量水面可能蒸发量农田可能蒸散量水面可能蒸发量 f f2 2 土壤水系数土壤水系数 f f2 2农田实际蒸散量农田可能蒸散量农田实际蒸散量农田可能蒸散量南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 彭曼公式彭曼公式 W W0 0-饱和水汽压饱和水汽压 -温度曲线在平均气温温度曲线在平均气温 T Ta a 处的斜率处的斜率 R R 地面净辐射，取地面净辐射，取 246.856J246.856Jcmcm2 21mm1mm v v 干湿表常数，取干湿表常数，取 v v0.4860.486 E Ea a 干燥力干燥力 E Ea a0.350.35（1 10.010.01 u u2 2）（e ea ae ed d）u u2 2 2 2 米高处的日平均风速米高处的日平均风速 e ea a 平均气温平均气温 T Ta a 时的饱和水汽压时的饱和水汽压 e ed d 平均气温平均气温 T Ta a 时的实际水汽压时的实际水汽压 R Rv v E Ea av v农农 业业 气气 象象 学学樊多琦樊多琦南京农业大学气象教研室南京农业大学气象教研室南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦第四章第四章 大气中的水分大气中的水分 第一节第一节 空气湿度空气湿度 第二节第二节 蒸发和蒸散蒸发和蒸散 第三节第三节 凝结和凝结物凝结和凝结物 第四节第四节 降水降水 第五节第五节 作物水分利用和调控作物水分利用和调控南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦第三节第三节 凝结和凝结物凝结和凝结物 一一 凝结条件凝结条件 二二 地面凝结物地面凝结物 三三 近地层大气中的凝结物近地层大气中的凝结物 四四 自由大气层中的凝结物自由大气层中的凝结物南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦一、凝结条件一、凝结条件 空气达到过饱和状态，并有凝结核存在空气达到过饱和状态，并有凝结核存在 1 1、空气达到过饱和状态、空气达到过饱和状态（e eE E）e e 取决于空气中的水汽含量，水汽含量取决于空气中的水汽含量，水汽含量 ，e e E E 取决于温度，温度取决于温度，温度 ，E E 途径一：途径一：增大水汽含量增大水汽含量 e e e eE E陆地陆地水体水体暖暖冷冷冷空气冷空气水汽水汽蒸发雾蒸发雾南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 途径二：途径二：降低温度降低温度 T T T TT Td d 降温冷却凝结方式：降温冷却凝结方式：地面地面有效辐射有效辐射辐射雾辐射雾霜霜 露露暖湿空气暖湿空气平流雾平流雾地面地面冷冷E Ee eT TE E1 1e e1 1e e3 3E E3 3E E2 2e e2 2T T2 2T T3 3T T1 1云云 雾雾E Ee eT TE Ee eE ET TT Td dT T绝热上升运动绝热上升运动 d d m m云云 降水降水辐辐射射冷冷却却接接触触冷冷却却绝绝热热冷冷却却混混合合冷冷却却平流冷却平流冷却南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 2 2、有凝结核存在、有凝结核存在 大气杂质大气杂质 吸湿性凝结核吸湿性凝结核 非吸湿性凝结核非吸湿性凝结核南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦二、地面凝结物二、地面凝结物 露、霜、雾凇、雨凇露、霜、雾凇、雨凇 1 1、露、露 和和 霜霜 辐射冷却的产物辐射冷却的产物 形成在晴朗无风的夜间和清晨形成在晴朗无风的夜间和清晨 露：露：贴地层空气中的水汽在地面发生凝结而形成的小水滴贴地层空气中的水汽在地面发生凝结而形成的小水滴 T Td d00 霜：霜：贴地层空气中的水汽在地面发生凝华而形成的小冰晶贴地层空气中的水汽在地面发生凝华而形成的小冰晶 T Td d00 热容量小导热率小、粗糙的地表易形成露和霜热容量小导热率小、粗糙的地表易形成露和霜南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 2 2、雾凇、雾凇 和和 雨凇雨凇 雾凇：雾凇：附着在树枝及物体迎风面上的白色的疏松的凝结物附着在树枝及物体迎风面上的白色的疏松的凝结物 雾凇雾凇 雨凇：雨凇：过冷却雨滴落地后冻结而形成的光滑而透明的冰层过冷却雨滴落地后冻结而形成的光滑而透明的冰层 冰暴：严重的雨凇冰暴：严重的雨凇粒状雾凇粒状雾凇（小冰粒）（小冰粒）晶状雾凇晶状雾凇（小冰晶）（小冰晶）南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦三、近地层大气中的凝结物三、近地层大气中的凝结物-雾雾 雾：雾：飘浮在近地层空气中的小水滴和小冰晶飘浮在近地层空气中的小水滴和小冰晶 轻雾（霭）轻雾（霭）能见度能见度 1 110 km10 km 雾雾 能见度能见度5005001000 m1000 m 浓雾浓雾 能见度能见度 5050500 m500 m 强浓雾强浓雾 能见度能见度 50 m50 m 南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦浓度浓度南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 水雾水雾 小水滴小水滴 冰雾（冰针）冰雾（冰针）小冰晶小冰晶 组成组成南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 辐射雾辐射雾 辐射冷却，晴朗微风和夜间和清晨辐射冷却，晴朗微风和夜间和清晨 平流雾平流雾 接触冷却，冷暖空气大规模运动时接触冷却，冷暖空气大规模运动时 平流辐射雾（混合雾）平流辐射雾（混合雾）地形雾地形雾 蒸发雾蒸发雾成因成因南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦四、自由大气中的凝结物四、自由大气中的凝结物 云云 绝热冷却（绝热上升运动）绝热冷却（绝热上升运动）小冰晶小冰晶小冰晶小冰晶 过冷却水滴过冷却水滴小水滴小水滴00冷云冷云00暖云暖云00冰晶云冰晶云混合云混合云过冷却水滴过冷却水滴南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦云种（云状）云种（云状）发生学分类发生学分类 积状云（对流云）积状云（对流云）层状云层状云 波状云波状云成因成因南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦形态学分类（国际分类法）形态学分类（国际分类法）云底高度和外形特征云底高度和外形特征 中国中国地面气象观测规范地面气象观测规范 云族、云属、云类、云目、衍生云、转化云云族、云属、云类、云目、衍生云、转化云 2929种云种云 高云高云 6000 m6000 m 中云中云 200020006000 m6000 m 低云低云 2000 m2000 m云底高度云底高度南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦云族云族云云 属属学名学名简写简写低云低云积云积云CuCu积雨云积雨云CbCb层积云层积云ScSc层云层云StSt雨层云雨层云NsNs中云中云高层云高层云AsAs高积云高积云AcAc高云高云卷云卷云CiCi卷层云卷层云CsCs卷积云卷积云CcCc云云 族族 和和 云云 属属南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦低云低云积云积云 CuCu无降水无降水积雨云积雨云 CbCb阵性降水阵性降水层积云层积云 ScSc间歇性降水间歇性降水层云层云 StSt毛毛状降水毛毛状降水雨层云雨层云 NsNs连续性降水连续性降水中云中云高层云高层云 AsAs间歇性降水间歇性降水高积云高积云 AcAc高云高云卷云卷云 CiCi无降水无降水卷层云卷层云 CsCs卷积云卷积云 CcCc云云 和和 降降 水水南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦云量云量 云量：云量：云遮蔽天空视野的成数。云遮蔽天空视野的成数。天气状况天气状况中低中低云云 或或 高云高云晴晴 1 11 13 3少云少云 1 13 43 45 5多云多云 4 47 67 61010阴阴 8 8 农农 业业 气气 象象 学学樊多琦樊多琦南京农业大学气象教研室南京农业大学气象教研室南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦第四章第四章 大气中的水分大气中的水分 第一节第一节 空气湿度空气湿度 第二节第二节 蒸发和蒸散蒸发和蒸散 第三节第三节 凝结和凝结物凝结和凝结物 第四节第四节 降水降水 第五节第五节 作物水分利用和调控作物水分利用和调控南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦第四节第四节 降水降水 一一 降水的特征量降水的特征量 二二 降水的种类降水的种类 三三 降水的形成降水的形成 四四 干燥度干燥度南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦一、降水的特征量一、降水的特征量 降水：降水：从天空降落到地面的固态或液态的水汽凝结物。从天空降落到地面的固态或液态的水汽凝结物。1 1、降水量和降水强度、降水量和降水强度 降水量：降水量：从大气降落到地面的未经蒸发、渗透、流失而在水平面从大气降落到地面的未经蒸发、渗透、流失而在水平面 上积聚的水层厚度。上积聚的水层厚度。单位：单位：毫米毫米 mmmm 日降水量、旬降水总量、月降水总量、年月降水总量日降水量、旬降水总量、月降水总量、年月降水总量 降水强度：降水强度：单位时间内的降水量。单位时间内的降水量。mm/5mm/5分钟、分钟、mm/10mm/10分钟、分钟、mm/mm/小时小时 南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦中国年降水量分布图中国年降水量分布图20015001500200200100100100100200400400400400100100505025252510010010010020020040040040040040040060060080080080080080080080080010001000125015001500125015001500175017501750175015001500200020001750175017502000150015001750200012501000南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 2 2、降水变率、降水变率 降水变率用于反映一个地区降水的变化情况（稳定程度）。降水变率用于反映一个地区降水的变化情况（稳定程度）。R Ri i 某地某年某时期的实际降水量某地某年某时期的实际降水量 R R0 0 该地同期的多年平均降水量该地同期的多年平均降水量 降水绝对变率（降水距平）降水绝对变率（降水距平）R Ri iR R0 0 降水平均绝对变率（降水平均距平）降水平均绝对变率（降水平均距平）降水相对变率降水相对变率 100100 降水平均相对变率降水平均相对变率 100100|R|Ri iR R0 0|i=1i=1n nn nR Ri iR R0 0R R0 0|R|Ri iR R0 0|n ni=1i=1n nR R0 0南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦城市城市20002000年年年总降水量年总降水量mmmm1981-20001981-2000年年平均降水量平均降水量mmmm绝对变率绝对变率mmmm相对变率相对变率%乌鲁木齐乌鲁木齐 332.3 332.3 294.9 294.9呼和浩特呼和浩特 316.8 316.8 396.4 396.4沈阳沈阳 501.5 501.5 688.9 688.9长春长春 416.3 416.3 575.1 575.1哈尔滨哈尔滨 488.0 488.0 555.0 555.0石家庄石家庄 595.9 595.9 524.0 524.0北京北京 371.1 371.1 573.5 573.5天津天津 458.8 458.8 520.4 520.4太原太原 419.3 419.3 423.6 423.6银川银川 133.8 133.8 180.3 180.3西安西安 539.0 539.0 563.4 563.4兰州兰州 359.9 359.9 307.4 307.4西宁西宁 343.0 343.0 378.9 378.9拉萨拉萨 560.9 560.9 441.7 441.7重庆重庆1009.31009.31287.01287.020002000年中国城市降水变率年中国城市降水变率南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦城市城市20002000年年年总降水量年总降水量mmmm1981-20001981-2000年年平均降水量平均降水量mmmm绝对变率绝对变率mmmm相对变率相对变率%成都成都 783.3 783.3 861.5 861.5长沙长沙1332.71332.71342.31342.3武汉武汉1179.81179.81357.21357.2郑州郑州 537.1 537.1 622.8 622.8济南济南 721.2 721.2 650.8 650.8合肥合肥 901.9 901.9 981.4 981.4南京南京1029.61029.61072.31072.3上海上海1089.61089.61240.91240.9杭州杭州1198.31198.31484.31484.3南昌南昌1436.01436.01641.01641.0福州福州1560.21560.21402.31402.3广州广州1798.91798.91743.21743.2南宁南宁 905.0 905.01295.91295.9海口海口2163.72163.71641.51641.5贵阳贵阳1441.21441.21092.91092.9昆明昆明 886.0 886.0 999.0 999.0南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦时时 间间1 1月月4 4月月7 7月月1010月月年年广广 州州 88 88 50 504040 76 761818上上 海海 59 59 32325252 79 791212北北 京京104104 70 704242 64 643131哈哈 尔尔 滨滨 64 64 57 572727 43 431313昆昆 明明 57 57 83 832727 49 491313拉拉 萨萨107107 64 642424 94 941717成成 都都 61 61 36 363333 25251616兰兰 州州106106 63 632929 47 472323乌鲁木齐乌鲁木齐 69 69 47 475353 50 502121吐吐 鲁鲁 番番15215214014089891661665858中国部分地区平均降水变率（）中国部分地区平均降水变率（）南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦二、降水的种类二、降水的种类 雨雨 阵雨阵雨 毛毛雨毛毛雨 雪雪 阵雪阵雪 雨夹雪雨夹雪 阵性雨夹雪阵性雨夹雪 霰霰 米雪米雪 冰粒冰粒 冰雹冰雹 连续性降水连续性降水 主要降自雨层云主要降自雨层云 间歇性降水间歇性降水 主要降自层积云和高层云主要降自层积云和高层云 阵性降水阵性降水 主要降自积雨云主要降自积雨云 毛毛状降水（毛毛雨）毛毛状降水（毛毛雨）主要降自层云主要降自层云 对流雨对流雨 地形雨地形雨 锋面雨锋面雨 台风雨台风雨,降水性质降水性质降水成因降水成因南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 雨和毛毛雨雨和毛毛雨 雪和冰针雪和冰针 霰和米雪霰和米雪 雨夹雪雨夹雪 冰粒（冻雨）冰粒（冻雨）冰雹冰雹 雨雨 雪雪 霰霰 霰霰 米雪米雪 雹雹 冰粒冰粒降水形态降水形态降水体降水体南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 降水强度降水强度（mm/24mm/24小时）小时）小雪小雪 2.52.5 中雪中雪 2.52.55.05.0 大雪大雪 5.05.0 小雨小雨 0.10.1 10.010.0 中雨中雨 10.110.1 25.025.0 大雨大雨 25.125.1 50.050.0 暴雨暴雨 50.150.1100.0100.0 大暴雨大暴雨 100.1100.1200.0200.0 特大暴雨特大暴雨 200.0200.0雪雪雨雨 1952 1952年年 8 8 月，留尼汪岛，月，留尼汪岛，1870mm/1870mm/日日，3240mm/33240mm/3天天 19671967年年1010月，台湾新寮，月，台湾新寮，1672mm/1672mm/日日，2749mm/32749mm/3天天 19751975年年 8 8 月，河南（月，河南（“758758”特大暴雨），林庄，特大暴雨），林庄，1060mm/1060mm/日日，1629mm/31629mm/3天天 19631963年年 8 8 月，河北（月，河北（“63.863.8”特大暴雨），獐犭特大暴雨），獐犭 ，2051mm2051mm7 7天天 19771977年年 8 8 月，毛乌素沙漠（月，毛乌素沙漠（“77.877.8”特大暴雨），木多才，特大暴雨），木多才，1400mm/21400mm/2日日么么南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦三、降水的形成三、降水的形成 充分的水汽供应和空气的绝热上升运动充分的水汽供应和空气的绝热上升运动南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦云滴的增长云滴的增长凝结过程凝结过程碰并过程碰并过程乱流碰并乱流碰并重力碰并重力碰并凝结增长凝结增长扩散转移扩散转移 水汽的扩散转移过程：水汽的扩散转移过程：冷暖云滴之间冷暖云滴之间 大小云滴之间大小云滴之间 过冷却水滴与冰晶之间过冷却水滴与冰晶之间 冰晶效应冰晶效应H H2 2O OE E暖暖e eE E冷冷暖暖冷冷H H2 2O OE E小小e eE E大大小小大大H H2 2O OE E水水e eE E冰冰水水冰冰雨滴雨滴毛毛雨滴毛毛雨滴雾滴雾滴云滴云滴南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦人工降水人工降水（人工催雨）（人工催雨）采用人工手段来促使云滴增大成为雨滴形成降水采用人工手段来促使云滴增大成为雨滴形成降水 冷云的人工降水冷云的人工降水 利用冰晶效应利用冰晶效应 干冰、碘化银干冰、碘化银 暖云的人工降水暖云的人工降水 启动和加强碰并启动和加强碰并 盐粉、水盐粉、水南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦四、干燥度四、干燥度 干燥度：干燥度：一个地区某时期的水面可能蒸发量与同期降水量的比值。一个地区某时期的水面可能蒸发量与同期降水量的比值。干燥系数干燥系数 K K-（英国的彭曼（英国的彭曼PenmanPenman）W W0 0 水面可能蒸发量水面可能蒸发量 R R 降水量降水量 干燥系数干燥系数 K K-（中国的张宝（中国的张宝堃堃）t10 t10 为为1010的活动积温的活动积温 取秦岭淮河一线取秦岭淮河一线 K K1 1W W0 0R R0.16t100.16t10R R南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦 干湿区的划分指标干湿区的划分指标干湿状况干湿状况气候气候农业农业湿润湿润 K K1.01.0 K K1.01.0半湿润半湿润1.01.01.51.51.01.01.51.5半干燥半干燥1.51.53.03.01.51.54.04.0干燥干燥 K K3.03.0 K K4.04.0干湿状况干湿状况年降水量年降水量mmmm干燥度干燥度K K湿润湿润800800K K1.001.00半湿润半湿润5005008008001.001.001.491.49半干燥半干燥2502505005001.501.503.493.49干燥干燥250250K3.50K3.50南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.51 11 11 11 11 11 11 11 11 11 12 22 22 22 22 22 22 23 32 23 33 35 55 55 55 510101010101010105 55 55 55 53 33 32 22 21 1中国气候干燥度分布图中国气候干燥度分布图农农 业业 气气 象象 学学樊多琦樊多琦南京农业大学气象教研室南京农业大学气象教研室南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦第四章第四章 大气中的水分大气中的水分 第一节第一节 空气湿度空气湿度 第二节第二节 蒸发和蒸散蒸发和蒸散 第三节第三节 凝结和凝结物凝结和凝结物 第四节第四节 降水降水 第五节第五节 作物水分利用和调控作物水分利用和调控南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦第五节第五节 作物水分利用和调整作物水分利用和调整 一一 作物的水分利用效率作物的水分利用效率 二二 提高水分有效利用率的途径提高水分有效利用率的途径南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦一、作物的水分利用效率一、作物的水分利用效率 作物水分利用率：作物水分利用率：作物蒸腾消耗单位质量的水分所产生的干物质作物蒸腾消耗单位质量的水分所产生的干物质 （或产量）的质量。（或产量）的质量。作物产生单位质量干物质（或产量）时，由于作物产生单位质量干物质（或产量）时，由于 蒸腾所消耗的水的质量。蒸腾所消耗的水的质量。WUEWUE-水分有效利用率：水分有效利用率：农田蒸散消耗单位质量的水分所产生的干物质农田蒸散消耗单位质量的水分所产生的干物质 （或产量）的质量。（或产量）的质量。植物产生单位质量干物质（或产量）时，由于植物产生单位质量干物质（或产量）时，由于 蒸散所消耗的水的质量。蒸散所消耗的水的质量。EWUEEWUE-蒸腾耗水量蒸腾耗水量干物质或产量干物质或产量蒸散耗水量蒸散耗水量干物质或产量干物质或产量南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦二、提高水分有效利用率的途径二、提高水分有效利用率的途径 提高水分有效利用率的途径：提高水分有效利用率的途径：进行农田基本建设，保水和蓄水进行农田基本建设，保水和蓄水 采用合理的种植方式，充分利用自然降水采用合理的种植方式，充分利用自然降水 进行农田防护林建设，调节农田水分条件进行农田防护林建设，调节农田水分条件 采用节水灌溉，提高灌溉水利用效率采用节水灌溉，提高灌溉水利用效率 通过改良和培肥土壤，以肥调水通过改良和培肥土壤，以肥调水 采用物理覆盖措施，抑制水分蒸发（地膜覆盖、秸秆覆盖等）采用物理覆盖措施，抑制水分蒸发（地膜覆盖、秸秆覆盖等）采用化学保水措施，减少水分消耗（保水剂、抗蒸腾剂等）采用化学保水措施，减少水分消耗（保水剂、抗蒸腾剂等）农农 业业 气气 象象 学学樊多琦樊多琦南京农业大学气象教研室南京农业大学气象教研室南南京京农农业业大大学学樊樊多多琦琦