其实南方人喜欢吃麻辣美食 , 不单单是因为爱好 , 还有气候和地理条件的原因 。南方天气多潮湿下雨 , 这个时候就需要多吃花椒、辣椒来祛湿 。
为什么南方比北方湿气更重?如果仅仅回答降水更多 , 那可拿不到高分 。
其实上周我们在介绍露点温度的文章里 , 就引入过湿度的概念 。今天我们就来好好聊聊湿度这件事 。
- 湿度是什么?可以用哪些指标表示?
- 湿度受哪些因素影响?是如何随时间变化的?
- 有哪些地理现象和湿度有关?
和湿度有关的物理量
湿度 , 从字面理解就是干湿的程度 , 表示大气中的水汽含量 。具体来看 , 我们可以用什么物理量表示大气中的水汽含量呢?
一般表示水汽含量的物理量可以分为绝对含量和相对含量两类 。
一、绝对含量:表示水汽实际存在的量
以下概念可以表示空气中水汽的绝对含量 。
- 绝对湿度
文章插图
又称水汽密度 , 指单位体积空气中含有的水汽质量 。常用单位是kg/m3 。绝对湿度不容易直接测量 , 实际使用比较少 。
- 露点温度
二、相对含量:表示空气中水汽距离饱和的程度
空气中所能容纳的水汽是有限的 , 当水汽含量达到上限 , 空气就达到饱和 。所有还可以用相对含量表示空气中水汽距离饱和的程度 。
文章插图
空气容纳水汽的限度随温度的增高而增大 , 所以在分母中要强调“同温度下” , 在计算相对湿度时 , 应该将实际水汽含量和同一温度下饱和空气的水汽含量做比较 。
以下这几个概念 , 都是表示空气中水汽的相对含量的 。
- 相对湿度
文章插图
饱和水汽压:水汽达到饱和时的水汽压强
相对湿度越大 , 说明水汽越接近饱和 。r=100%时 , 水汽达到饱和 。
- 饱和差
饱和差越小 , 说明水汽越接近饱和 。
- 露点差
露点差越小 , 说明水汽越接近饱和 。
【小结】
文章插图
02
湿度的影响因素
一、水汽的供应量
空气中的水汽主要来自于降水和下垫面的蒸发 。
文章插图
和水汽来源有关的降水量、水体面积、蒸发条件、土壤水分含量、植被覆盖度等因素 , 以及影响水汽输送的条件如风、垂直气流等 , 都会影响湿度 。
二、气温——决定空气最多能容纳的水汽量
文章插图
如上图 , 气温越高 , 空气所能容纳的水汽含量就越高 , 所以湿度必然和气温有关 。那湿度是如何随气温变化而变化的呢?绝对湿度和相对湿度要分开讨论 。
绝对湿度与气温呈正相关 。因为同等水分条件下 , 气温高时 , 蒸发快 , 进入大气的水汽多 , 绝对湿度就大(实际水汽压也大) 。
水汽含量不变时 , 相对湿度与气温呈负相关 。因为水汽含量不变 , 实际水汽压也不变 , 当气温高时 , 饱和水汽压高 , 相对湿度就小 。
文章插图
【小结】
降水多 , 空气中的水汽供应量就大 , 气温高 , 空气容纳水汽的能力强 , 所以气候湿热的地区 , 空气湿度也就偏大了 。因此大家常说我国南方比北方湿气重 , 也就能找到原因了 。
03
湿度的日变化和年变化
湿度受气温影响 , 因此近地面湿度也和气温一样具有周期性的日变化和年变化 , 但变化规律更为复杂 。而且绝对湿度和相对湿度的变化规律也是不一样的 , 这是为什么呢?
一、绝对湿度
1、绝对湿度的日变化:一般和气温呈正相关
绝对湿度每天有一个最高值出现在午后 , 一个最低值出现在清晨 。
原因:对流运动不旺盛时 , 气温主要影响蒸发过程 , 温度高 , 蒸发快 , 进入大气的水汽多 , 绝对湿度就大 。因此绝对湿度与气温成正相关 , 绝对湿度的极值也出现在温度的极值处 。
拓展:在对流运动旺盛的地区和季节 , 垂直方向的水汽输送对绝对湿度的影响就不能忽略了 。近地面气温升高时 , 对流运动旺盛 , 使近地面水汽更多被上传到上层大气 , 导致下层的绝对湿度减小 。这种情况的绝对湿度日变化就更加复杂 。
2、绝对湿度的年变化:和气温呈正相关
和气温一样 , 绝对湿度的最高值出现在7~8月 , 最低值出现在1~2月 。
二、相对湿度的日变化和年变化
1、相对湿度的日变化:和气温呈负相关
文章插图
相对湿度每天有一个最大值出现在清晨 , 一个最低值出现在午后 。
原因: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 。所以相对湿度的日变化与温度日变化相反 。
2、相对湿度的年变化:一般和气温呈负相关
在内陆干燥而全年绝对湿度变化不大的地方 , 湿度主要受气温影响 。因此相对湿度冬季最大 , 夏季最小 。
季风气候区受气温、水汽双重影响 , 变化比较复杂 。
04
湿度对生产生活的影响
空气的湿度状况影响着云、雾、降水等天气现象和蒸发的快慢 , 和人类生产生活密切相关 , 其中关系最大的是相对湿度 。
1、一般来说 , 什么季节什么时刻最容易起雾呢?
冬季 。冬季气温低 , 空气容纳水汽的能力有限 , 所以相对湿度越大 , 水汽越容易达到饱和 , 凝结成雾 。如果雨后夜间放晴 , 或者在晴朗夜间吹起湿润的南风或东风时 , 都很容易见到大雾 。想一想 , 这是为什么呢?
2、空气干燥 , 指的是绝对湿度小、还是相对湿度小?
从科学定义看 , 空气干燥指空气中水汽含量少 , 所以应该是指绝对湿度小 。但是人体能感受到的干燥 , 却指的是相对湿度小 。相对湿度小 , 人体汗液蒸发越快 , 所以会感觉空气更干燥 。
3、相对湿度100%的空气 , 有可能很干燥吗?
【绝对湿度和相对湿度物理量 相对湿度和绝对湿度的区别】有可能 。当气温很低时 , 空气容纳水汽的限度也很小 , 这时就算相对湿度达到100% , 空气中的水汽含量也是十分少的 , 所以空气实际上是干燥的 。
4、在其他条件相等的前提下 , 相对湿度A地(10%)、B地(40%) , 哪里的蒸发量可能更大呢?
应该是A地 。为什么呢?就像两辆公交车(空间一样大 , 满座都是40人) , 一辆只坐4人 , 一辆坐了16人 , 到了下一站 , 哪一辆能容纳更多的乘客呢?当然是空一点的只坐了4人的那一辆 。同理 , A地的相对湿度小 , 也就是说还有90%的额度可以接纳水汽分子 。所以 , A地的蒸发会更强烈 , 有更多的水通过蒸发进入空气中 。
搞懂了这个原理 , 以下这些内容 , 是不是就很好理解了呢?
- 相对湿度越小 , 地面蒸发量越大 , 干旱更严重 , 也越容易发生森林火灾 。
- 相对湿度越小 , 植物蒸腾越快 。相对湿度如果在30%以下 , 特别是在高温和风速较大时 , 农作物就会枯萎甚至死亡 。
- 仓库储存需要在适宜的湿度中 。一般水果蔬菜是50~70% , 湿度太小会加速蒸发 , 使水果、蔬菜失水;湿度太大又会加速腐烂 。粮食储存仓库相对湿度最好在50%以下 , 以防止霉烂 。
- 相对湿度越小 , 人体汗液蒸发越快 , 人的感觉越凉快 。但相对湿度太小也会导致嘴唇干裂、喉头燥痒等现象 。
来做题吧
答案见文末
(广东佛山市实验中学2020届高三上第一次月考)相对湿度是大气的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压之比 , 用百分数表示 。相对湿度能直接反映空气距饱和的程度 , 一天中相对湿度最低值一般出现在14:00左右 。下图为某地温室大棚内相对湿度日变化曲线图 , 其中 , a、b、c三条曲线分别表示不同天气状况下的相对湿度变化 。据此回答下列问题 。
文章插图
1.该地温室大棚内一天中14:00左右相对湿度最低 , 主要原因是(单选)
A.饱和水汽压大
B.饱和水汽压小
C.实际水汽压大
D.实际水汽压小
2.判断该地温室大棚内a曲线表示的天气状况最可能为(单选)
A.阴天
B.多云
C.晴天
D.雷雨
3.若冬季降低大棚内的相对湿度 , 应采取的通风办法是(单选)
A.早晨放顶风
B.中午放顶风
C.早晨放底风
D.中午放底风
【解析】
1.A
根据公式
文章插图
相对湿度最小 , 说明可能是实际水汽压小 , 或饱和水汽压大 。又因为14:00时温度最高 , 则实际水汽压是大的 , 因此只可能是此时的饱和水汽压大 。
2.A
a曲线的相对湿度一天中变化幅度最小 , 说明该日的天气状况变化小 , 白天气温不高 , 昼夜温差小 , 因此最有可能是阴天 。(雷雨时天气状况变化较大 , 排除 。其余天气的云量从大到小排序是:阴天>多云>晴天 , 云越多昼夜温差越小 。)
3.B
根据公式
文章插图
要降低湿度 , 应让实际水汽压减小 , 饱和水汽压增大 。
由于大棚具有保温作用 , 在密闭条件下 , 棚内温度始终比棚外高 , 无论什么时候放风 , 都会导致冷空气进入 , 棚内温度降低 , 饱和水汽压减小 , 因此放风后棚内相对湿度的减小只能是实际水汽压减小引起的 。
相比棚外 , 棚内温度高 , 实际水汽压大 , 空气比较湿润 , 当与外部较干燥的大气发生交换时 , 就会使棚内实际水汽压减小 。这就是通过放风使相对湿度减小的原理 。
中午 , 太阳辐射强 , 大棚内温度最高 , 实际水汽压也达到最高值 , 此时最需要通风减湿 。如果放顶风 , 冷空气在上 , 热空气在下 , 促进对流和棚内外空气的交换 , 从而快速降低棚内的实际水汽压 。如果放底风 , 冷空气从下方进入 , 热空气向上运动到棚顶停留 , 就不利于空气对流 , 所以选B , 不选D 。
冬天早晨不宜放风 。因为冬季室外气温低 , 而早晨又是一天中气温最低的时候 , 如果早晨放风 , 容易造成大棚内温度骤降 , 蔬菜作物无法及时适应而被冻坏 , 所以不选A、C 。
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