第三章大气中的水分
一、名词解释题：
1. 饱和水汽压(E)：空气中水汽达到饱和时的水汽压。
2. 相对湿度(U)：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比。
3. 饱和差(d)：同温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。
4. 露点温度(td )：在气压和水汽含量不变时，降低温度使空气达到饱和时的温度。
5. 降水量：从大气中降落到地面，未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积累的水层厚度。
6. 干燥度：为水面可能蒸发量与同期内降水量之比。
7. 农田蒸散：为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。
8. 降水距平：是指某地实际降水量与多年同期平均降水量之差。
%
9. 降水变率=降水距平/多年平均降水量×100％
10. 辐射雾：夜间由于地面和近地气层辐射冷却，致使空气温度降低至露点以下所形成的雾。
11.露点
12.水分临界期
13. 农田蒸散：为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。
14. 冰晶效应：是指在温度低于0℃时，由于平冰面的饱和水汽压低于平水面的饱和水汽压，对水面还未饱和的水汽压来说冰面已达到饱和，此时在水滴和冰晶共存的条件下，水滴将不断蒸发而冰晶将不断增长的现象。
15.
二、填空题：
1. 低层大气中的水汽，随着高度的升高而(1)减少。
2. 蒸发量是指一日内由蒸发所消耗的(2)水层厚度。
：
3. 相对湿度的日变化与温度的日变化(3)相反。
4. 使水汽达到过饱和的主要冷却方式有(4) 辐射冷却、接触冷却、(5)混合冷却和(6)绝热冷却。
5. 空气中水汽含量越多，露点温度越(7) 高。空气中的水汽达到饱和时，则相对湿度是(8) 100％。
6.根据土壤含水量由多到少，可将土壤蒸发速率分为三个阶段：、、三个阶段。
7.达到过饱和状态的途径：一是增加大气中的，二是使含有一定量水汽的空气。
8．饱和差等于零时，相对湿度等于_____。
9. 饱和水气压随温度的升高而_升高（增大）_。
10.当水汽压不变时，相对湿度随温度的升高而_降低（减小）_。
11. 农田蒸散是由__植物蒸腾_和___土壤蒸发_组成。
12.水汽达到过饱和状态的途径：一是增加大气中的_水汽含量_，二是使含有一定量水汽的空气__降低温度_。
—
13.云滴的增长过程有两种，即凝结（凝华）增长和_碰并增大_。
14.空气冷却的方式可归纳为四种：辐射冷却、绝热冷却、接触冷却和混合冷却。
15.按云的成因可将云分为积状云（对流云）、层状云（滑升云）和波状云（波动云）。
16. 水分是作物光合作用合成__有机质的原料。
17.作物的水分临界期较短的作物和品种适应不良水分条件的能力_强（较强）_。
18.一般植物水分临界期为_花芽分化旺盛时期_。
三、判断题：
1. 当气温高于露点温度时，饱和差则等于零。错
2. 相对湿度在一天中，中午最大，早上最小。错
3. 甲地降水相对变率较乙地同时期的相对变率大，说明甲地降水量比乙地多。错
)
4. 形成露时的露点温度在零上，出现霜时的露点温度在零下。对
5. 当干燥度小于时，为湿润，大于4为干燥。对
6..只要空气温度降低到露点以下，空气中就有凝结现象发生。错
7.水溶液浓度越大，水分蒸发速率越小。错
8.土壤含水量较大时，土壤结构越疏松土壤蒸发越强。对
9.
四、选择题：
1. 当饱和水汽压为8hPa，相对湿度为80％，则水汽压为(①)。
①，
②，
(
③，
④
2. 当相对湿度为100％时，则(③)。
①气温高于露点，饱和差=0；
②气温=露点，饱和差大于零；
③气温=露点，饱和差=0；
④气温低于露点，饱和差小于零。
3. 中午相对湿度变小,主要因为气温升高，从而使(②)。
①e增大，E不变；
②E比e更快增大
#
③E减小，e更快减小；
④蒸发量增大，E降低。
4.四川地区裸地上空相对湿度日变化（）。
A与空气温度日变化相同是单峰型B为双峰型曲线
C与空气温度日变化相反是倒单峰型D为不规则曲线
5.（）指的是植物蒸散消耗单位重量的水分所制造得的干物质重量。
A蒸腾系数B蒸腾效率C水分利用率D水分有效利用率
6.比较A、B两地区8月份，降水量多年变化情况时，应采用（）。
A绝对变率B相对变率C平均绝对变率D平均相对变率
7.“麦收隔年墒”指的是（）。
^
A在生长季里降水时期比较适宜B降水量对小麦生长的影响较大
C降水后效应D在生长季里降水强度比较适宜
8. 露点温度表示（C）。
A、潮湿地面温度
B、空气湿度
C、饱和湿空气温度
D、未饱和湿空气温度
9.当空气中水汽含量达到饱和时（A）。
A、露点温度与干球温度相等
B、相对湿度较大
C、绝对湿度与水汽压数值相等
D、实际水汽压较大
10.表示空气中水汽含量距离饱和程度远近的湿度参量是（C ）。
A、绝对湿度
B、水汽压
C、相对湿度
D、露点温度
11.表示空气中实际水汽含量多少的湿度参量是（D）。
(
A、温度露点差
B、饱和差
C、相对湿度
D、露点温度
12.当空气处于未饱和状态时，气温和露点温度的关系为（C）。
A、T＜T d
B、T＝T d
C、T＞T d
D、两者无关
13.相对湿度大小随温度升高（A）。
A、减小
B、增大
C、不变
D、先减小后增大
14.饱和水汽压表示（C）。
A、空气的潮湿程度
B、空气中水汽所产生的分压力
C、空气中能含水汽的最大限度
D、空气中水汽的含量
15.表示空气中水汽含量距离饱和程度远近的湿度参量有（B、E、F ）。
A、绝对湿度
B、相对湿度
C、水汽压
。
D、露点温度
E、饱和差
F、温度露点差
16.表示空气湿度的物理量可分为两类（B、D）。
A、一类为空气中水汽的分压力，如饱和水汽压、最大水汽压
B、一类为空气中水汽含量的多少，如绝对湿度、水汽压
C、一类为空气温度高低，如露点温度、温度露点差
D、一类为空气中水汽含量距饱和程度，如相对湿度、饱和差
E、一类为降水变率，如相对变率、绝对变率
17.表示空气中水汽含量多少的物理量有（Ａ、Ｂ、Ｃ）。
A、绝对湿度
B、水汽压
C、露点温度
D、相对湿度
E、饱和差
18.饱和水汽压（A、C）。
#
A、随温度升降的改变量，在高温时比低温时大些
B、随大气中水汽的增加而迅速增大
C、随着温度的升高而迅速增大
D、可表示空气中水汽含量距饱和的程度
E、可表示空气中水汽的含量
19. 潮湿土壤水分蒸发主要决定于（D）。
A、土壤湿度
B、空气湿度
C、土壤质地
D、土壤温度
20. 干燥度是以某－地区同期的（B）与（D）的比值来表示。
A、蒸发量
B、水面可能蒸发量
C、蒸散量
D、降水量
21. 大气中凝结核的存在（B），促进水汽凝结。
。
A、使水汽的饱和水汽压增大
B、使水滴曲率增大
C、对水汽分子具有吸引力
D、使温度露点差增大
22.形成露和霜的有利天气条件是（C）。
A、有云的夜晚
B、有风的夜晚
C、晴朗有微风或无风的夜晚
D、地面有效辐射小的夜晚
23.霜冻对作物的危害主要是（C）。
A、结霜
B、结霜加低温
C、低温
D、高湿
24.冰雹在气流（D）过程中形成。
A、上升
B、下降
C、稳定不动
D、反复升降
25.饱和水汽压(E)与蒸发面性质和形状的关系是（D）。
；
A、纯水面的E比冰面小
B、溶液面的E比纯水面大
C、平面的E比凹面小
D、小水滴的E比大水滴大
26.山坡雾是由于（D）冷却而产生的。
A、辐射冷却
B、接触冷却
C、混合冷却
D、绝热冷却
27.地面凝结物雾凇和雨凇是由于（B）冷却而产生的。
A、辐射冷却
B、接触冷却
C、绝热冷却
D、混合冷却
28.地面凝结物露和霜是由于（A）冷却而产生的。
A、辐射冷却
B、接触冷却
C、绝热冷却
D、混合冷却
29.“深山云雾产好茶”是由于雾削弱了太阳辐射中的（C）。
A、红外线
B、可见光
C、紫外线
D、红橙光
[
30.露是因夜间地面和地面上物体表面辐射冷却，使贴近地面或物体表面的空气温度降到（C）以下时，在地面或物体表面上所产生的凝结物。
A、零度
B、一定温度
C、露点温度
D、地面温度
31.高积云属于（B）云系。
A、层状云
B、波状云
C、积状云
D、滑升云
32.积雨云属于（B）云系。
A、滑升云
B、积状云
C、波状云
D、层状云
33.雨层云属于（A）云系。
A、滑升云
B、积状云
C、波状云
D、对流云
34.云和雾的主要区别是（A、Ｂ、Ｄ）。
A、雾对地面的保温作用比云大
B、雾与地面接触而云底距地面有一定高度@
C、雾内的水汽含量比云多
D、雾对水平能见度的影响比云大
E、雾具有夜晚生成，白天消散的日变化，而云在一天的任何时间均可形成
35.降水形成的主要宏观条件是（C、D）。
A、云底高度高
B、云下的湿度低
C、较强的上升气流
D、充足的水汽输送
36. 农作物在其各个生育阶段中对水分的要求是不同的，对水分的敏感程度也是不同的，由于水分的缺乏或过多，对作物（D）影响最大的时期叫做作物的水分临界期。
A.、光合作用B、对茎、叶的生长C、产量D、发育速度
37.
五、简答题：
1. 何谓降水变率它与旱涝关系如何
?
答：降水变率=降水距平/多年平均降水量×100％。它表示降水量变动情况，变率大，说明该地降水量距平均值的差异大，即降水量有时远远超过多年的平均值，这样就会出现洪涝灾害；相反，有时降水量远远少于平均降水量，则相应会出现严重缺水干旱。
2. 相对湿度的日、年变化规律如何
答：相对湿度的日变化与气温日变化相反。最大值出现在凌晨，最小值出现在14～15时。年变化一般是冬季最大，夏季最小。但若受海陆风及季风影响的地方，其日、年变化，有可能与气温相一致。
3. 影响农田蒸散的主要因子是什么
答：有三方面：(1)气象因子。包括辐射差额、温度、湿度和风等；(2)植物因子。包括植物覆盖度、植物种类、生育状况等；(3)土壤因子。包括土壤通气状况、土壤含水量、土壤水的流动情况等。
4.为什么相对湿度和气温日变化趋势相反
答：相对湿度f =（e/E）×100% 。（1分）气温升高时，虽然地面蒸发加快，水汽压增大，但这时饱和水汽压随温度升高而增大得更多些，使相对湿度反而减小。（2分）同样的道理，在气温降低时，水汽压减小，但是饱和水汽压随温度下降得更多些，使相对湿度反而增大。（2分）
5.相对湿度的年变化、日变化有哪些规律
答：日变化：与气温日变化相反，最大值出现在清晨，最低值出现在午后，滨海地区例外。（2分）年变化：一般与气温的年变化相反，温暖季节f小，寒冷季节f大。在季风盛行地区，由于夏季风来自海洋，冬季风来自大陆，因此最大值出现在夏半年的雨季或雨季之前，最小值出现在冬季。（3分）
6.简述土壤蒸发的三个阶段。
…
答：第一阶段：当土壤潮湿时，蒸发在土表进行。下层水分沿毛细管上升到土表蒸发。速率与水面近似相等，强度决定于土温、饱和差、风等气象因子。（1分）
第二阶段：土表变干(含水量<70%)，形成干涸层。水分在土壤中蒸发后，沿孔隙、毛细管扩散到土表。速率比水面减小，主要决定于土壤中的含水量。（2分）
第三阶段：土壤表层变得非常干燥时，土壤内毛细管的供水作用停止，蒸发仅在深层进行，水汽沿孔隙扩散到土表。速率比水面蒸发小得多。（2分）
7. 蒸散和土面蒸发有何不同
答：蒸散是由植物蒸腾和土壤蒸发组成的。（1分）蒸散中的“蒸发”包括土面和根层水分。（1分）植物通过叶面气孔的张、闭调节蒸腾。（1分）蒸腾作用主要在白天，蒸发日夜都有。（1分）蒸发面不仅是土壤表面还包括植物叶面。（1
分）
8.露和霜有何区别形成它们的有利条件是什么
答：当地面或地物表面经辐射冷却，使贴地气层温度下降到露点温度以下时，如果露点在0℃以上，水汽凝结成水滴，即为露；（1分）露点在0℃以下，水汽凝华成疏松结构的白色冰晶，即为霜。（1分）露与霜常形成于辐射冷却强烈的条件下，因此，晴朗无风（或微风）的夜晚或早晨最有利于露、霜的形成。（3分）
9.什么是凝结核为什么凝结核能促进水汽的凝结
答：凝结核是指在水汽凝结过程中起凝结核心作用的固态、液态和气态的气溶胶质粒。（1分）
凝结核的作用：（1）形成以凝结核为中心的胚滴；这是因为凝结核的存在使水滴半径增大，曲率减小，从而使饱和水汽压减小，易发生凝结。（2分）（2）可溶性凝结核使得胚滴变成溶液滴，减小了表面的饱和水汽压，有利于溶液胚滴凝结增大。（2分）
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10.露是怎样形成的
答：在晴朗微风的夜晚，大地以长波辐射的方式降温，（2分）当温度下降到露点温度以下时，即在地面或近地面附近空气中的水汽达到饱和时，就在地面或地物表面上凝结而成小水滴，这就是露。（3分）
六、论述题：
1. 试述雾的种类及成因，并分析雾在农业生产中的意义
答：雾的种类：辐射雾：夜间地面和近地面气层，因辐射冷却，使空气温度降低至露点温度以下而形成的雾。平流雾：当暖湿空气流经冷的下垫面而逐渐冷却，使空气温度降低到露点温度以下而形成的雾。雾在农业生产中的意义：不利方面：雾削弱了到达地面的太阳辐射，使日照时间减少，改变光质成分；雾影响土温和气温日较差，使日较差变小；雾使空气湿度增大，减弱农田蒸散。对作物生长发育、光合作用、产量和品质等均产生不利影响。此外，雾为病虫害提供滋生和发展条件。有利方面：在寒冷季节，雾可减弱地面有效辐射，减轻或避免作物的冻害；雾对于以茎、叶为主要经济价值的作物有利，如茶、麻等，可还延长营养生长期而提高产量。
2.“十雾九晴”、“十雾九雨”各指什么雾试述雾对农业生产有何利弊
答：“十雾九晴”指由于晴朗夜晚辐射冷却而产生的辐射雾，“十雾九雨”指由空气平流而产生的平流雾。（2分）
雾对农业生产的利弊：（1）雾遮蔽日光，使作物的光合作用受到阻碍。作物制造的有机物质减少，影响植物的生长发育和产量形成。（2分）
（2）有雾的日子短波紫外线到达地面的量减少，造成农作物的徒长。（2分）由于有雾，空气湿度过大，易引起病虫的危害。但有雾时，对茶叶和麻类等易受紫外线伤害的作物生长和发育则是有利的，素有“云雾山中产名茶”和“雾多麻质好”之说。（2分）
（3）雾对水果的产量有影响；同时雾影响水果表面的色泽和品质。（2分）
{
七、计算题：
1. 当饱和差为1hPa，相对湿度为80％，求饱和水汽压是多少
解：已知d=E－e =1hpa U = e / E=
则：e = E－1
又(E－1)/E=
∴E= 5 (hPa)
答：饱和水汽压为5hPa。
2. 当气温为℃时，饱和水汽压为，在气温为℃时，饱和水汽压为，现测得气温为℃，水汽压为，试求相对湿度和露点是多少
解：∵U = e / E×100％，据题意当t =℃，
则：E=，e =
<
∴U = / ×100％=50％
又当t=，则E=，此时t=td (露点温度)
答：相对湿度为50％，露点温度为15℃。
3. 温度为20℃，水汽压为的一未饱和气块，从山脚海平处抬升翻越1500m的高山，凝结产生的水滴均降在迎风坡，求该气块到达山背风坡海平面处的温度和相对湿度(已知rd =1℃/100米，rm=℃/100米，且温度为10℃，15℃，20℃，25℃时的饱和水汽压分别为，，，，忽略未饱和气块升降时露点的变化)。
解：∵e= 当t =15℃时，
则水汽饱和：E15 =
凝结高度为：Zd =(20－15)×100=500米
t2000米=20－×500/100)－(1500－500)/100=10℃
∴t山背脚=10+1×1500/100=25℃
U = e/E×100％=×100％=39％
：
答：背风坡海平面上的气温为25℃，相对湿度为39%。
4. 温度为25℃，水汽压为22hPa的空气块，从迎风坡山脚处向上爬升，已知山高1500米，凝结产生的水滴均降在迎风坡。试求空气块的凝结高度、山顶处的温度和相对湿度。气温为19℃和25℃的饱和水汽压依次是和，忽略空气上升时露点的变化。
解：（1）to =25℃td =19℃rd =1℃/100米(td －to )/Zd =－rd 凝结高度为：Zd =(to －td )/rd =(25°－19°) /(1℃/100米)=600米
(2) 已知rm =℃/100米
(t山顶－td )/(Z－Zd )=－rm
t山顶=td －rm (Z－Zd )
=19°－°/100米×(1500－600)
=19°－°/100米×900米
=℃
%
（3）因气块到达山顶时水汽是饱和的，所以相对湿度r=100%
5.
试求夏季干燥度，并说明其干湿状况。
解：K=∑T≥10 / R
=(30×+31×+31×÷++
=×(771++/++
=× / =
K< 故为湿润状态。
八、复习思考题：
1.试推导用水汽压计算露点温度的公式。
2.简述各种湿度特征量的定义和表示的意义。
3.总结归纳各种湿度特征量的换算方法。
4.水分子数一定的空气块作绝热上升运动时，各湿度特征量如何变
化为什么
5.在气温为15.0℃时，测得水汽压为，气压为hPa，试求比湿、相
对湿度、饱和差和露点温度。
6.开水杯上和夏天冰块周围均可出现水汽凝结成的水雾，试分析这
两种现象形成的原因并比较其形成过程的异同点。
7.简述水汽压、相对湿度的日变化、年变化特征和原因。
8.某日气温为20.0℃，水温为18.0℃，相对湿度为70%，水面蒸发速
率为2.1mm/日，如果次日水温升为20.0℃，其它条件不变，则水面蒸
发速率变为多少
9.土壤中的水分是通过哪些方式蒸发的试针对这些方式提出保墒措
施。
10.在什么条件下容易形成露和霜为什么
11.某日晨最低气温t m＝10℃，露点t d＝9℃，据预报次日晨t m＝8℃，
t d不变，试估计次日晨是否有雾如有的话可能是什么雾为什么
12.降水是如何形成的为什么在云中，冰水共存或大小水滴共存时有
利于降水的形成
13.简述人工降水的原理和方法。
14.降水变率的意义是什么为什么降水变率大的地区易发生旱涝
15.一团温度为15℃，相对湿度为80%的空气块，从海平面处开始翻
越一座2000米高的山脉，忽略饱和前水汽压的变化，求迎风坡的云高
和山顶处的水汽压。
16.解释名词：水汽压、比湿、相对湿度、饱和差、露点温度、农田蒸散、平流雾、降水量、降水距平、降水相对变率、干燥度、水分利用率、蒸腾系数。