水汽

呈气态的水。水汽的密度约相当于同温、同压下干空气的0.622倍,即水汽密度永远小于干空气的密度。水汽的气体常数(Rw)为461焦耳/千克·开,定容比热(Cv)等于716焦耳/千克·开。大气中的水汽来源于下垫面的蒸发与蒸腾,其含量因时因地而异,按容积计算其变化范围在0—4%之间,热带多雨地区可达4%,寒冷干燥地区几乎近于零。其垂直分布主要集中离地面2—3公里的气层中,高度愈高,水汽愈少。水汽是大气中唯一能发生相变的成分,故在天气变化中极为重要。水汽能强烈地吸收地面辐射,也能放射长波辐射,在水相变化中不断放出或吸收热量,故对地面和空气的温度影响很大。
大气中水汽的含量虽然不多,却是大气中极其活跃的成分。气象上对水汽含量有很多种测量方法,日常生活中人们最关心的是水汽压和相对湿度。
水汽压(e)是大气压力中水汽的分压力,和气压一样用百帕来度量。以前气压和水汽压常以水银柱的毫米数来测度,1百帕=0.75008毫米水银柱。在一定温度下空气中水汽达到饱和时的分压力,称为饱和水汽压(E)。饱和水汽压随着气温的升高而迅速增加。
水汽压直接反应出蒸发的快慢。白天温度高,蒸发快,进入大气的水汽多,水汽压就大;夜间出现相反的情况,基本上由温度决定。每天有一个最高值出现在午后,一个最低值出现在清晨。在海洋上,或在大陆上的冬季,多属于这种情况。但是在大陆上的夏季,水汽压有两个最大值,一个出现在早晨9~10时,另一个出现在21~22时。在9~10时,由于太阳出来后对流开始发展,地面蒸发的水汽被上传给上层大气,使下层水汽减少;21~22时以后,对流虽然减弱,但温度已降低,蒸发也就减弱了。与这个最大值对应得是两个最小值,一个最小值发生在清晨日出前温度最低的时候,另一个发生在午后对流最强的时候。
分布情况
水体类别 体积(万立方公里)
海洋 132000 9702
河流 0.125 0.0001
淡水河泊 12.5 0.009
咸湖与内海 10.4 0.008
土壤水 6.7 0.005
浅层地下水 4.17 0.31
深层地下水 4.17 0.31
冰冠与冰川 2920 2.15
大气水 1.3 0.001
生物体内水 0.6 0.0005
总量约 136000 100