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影响水面蒸发的因素-水文学原理第2版

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:太阳辐射直接供给蒸发所需的能量,尤其对水面蒸发来说,太阳辐射几乎都用于蒸发,因此,太阳辐射是影响蒸发的主要因素。太阳辐射有日变化、季节变化和年季变化,水面蒸发也会随着这些变化而发生相应的变化。但由于水面蒸发的影响因素较为复杂,气温的变化有时与水面蒸发规律并不十分一致。

影响水面蒸发的因素-水文学原理第2版

根据蒸发的发生机制,可将影响蒸发的因素分为两大类,一类是物体表面以上的气象条件,如太阳辐射、温度、湿度、风速、气压等;另一类是物体自身的因素,对于水面蒸发来说,有水体表面的面积和形状、水深、水质和水面的状况等因素。以下分别就这些因素作简单的分析。

(1)太阳辐射。太阳辐射直接供给蒸发所需的能量,尤其对水面蒸发来说,太阳辐射几乎都用于蒸发,因此,太阳辐射是影响蒸发的主要因素。太阳辐射有日变化、季节变化和年季变化,水面蒸发也会随着这些变化而发生相应的变化。

(2)温度。随着水温的增加,水分子运动速度会加快,从而更易于逸出水面,所以水面蒸发量会随着水面温度的增加而增加。而直接影响水温的主要因素是气温,所以气温的变化会影响水面蒸发的变化。但由于水面蒸发的影响因素较为复杂,气温的变化有时与水面蒸发规律并不十分一致。

(3)湿度。水面上方大气的湿度增加,其中的水汽分子数量增加,饱和水汽压差减小,水面与大气的水汽压差越小,水分子由水面逸出的速度越慢。因此,在相同条件下,空气湿度越小,水面蒸发量越大。同时,湿度的变化与气温也有着十分密切的关系。

(4)水汽压差。水汽压差是指水面的水汽压与水面上空一定高度的大气水汽压之差。一般来说,空气密度越大,单位体积的水汽分子数量越多,水汽压就越大;反之,则水汽压越小。大气的水汽压越大,水面与大气的水汽压差越小,水面蒸发量也越小,这与湿度变化对蒸发的影响基本一致。

(5)风速。风能够加强空气之间的对流和交换,使水面上空的水汽分子不断被带走,从而保证蒸发面与上空始终保持一定的水汽压差,使得蒸发持续进行。在一定范围内,风速越大,空气流动越快,越有利于水汽在空气中的对流和交换,从而增加水气界面的水汽压差,越有利于水面的蒸发。但当风速达到一定程度时,水面的蒸发趋于稳定,此时影响相对较小。同时当冷空气到来时,风速增加不仅不会促进水面蒸发,相反还会减少蒸发,甚至导致凝结。(www.xing528.com)

(6)水面面积。水体蒸发表面是水分子汽化时必经的通道。一般来说,水面面积越大,则蒸发量越大,蒸发作用进行得越快。对于局部区域来说,水面面积越大,其上空的水汽越不易被带离水面区域,水面上空的水汽含量越多,越不利于水面蒸发的进行。

(7)水深。水体的深浅对水面蒸发也有一定的影响。总的来说,春夏两季浅水比深水水面蒸发量大,秋冬两季则相反。这是因为水深若较浅,水体的上、下部分交换相对比较容易,混合充分,水体各部分温差小,几乎相同,并与气温变化步调基本一致,对水面蒸发的影响较为显著。春夏两季气温较高,水温也较高,水面蒸发量大,秋冬两季水面蒸发量则较小。水深较大,水温在0~4℃之间变化时,水体存在“热缩冷胀”的效应,从而使水体上下部分产生对流作用;当水温超过4℃时,对流作用停止。此外,水深大,水体蕴藏的热量也大,这对水温将起到一定调节作用,使水面蒸发量随时间的变化显得比较稳定。

(8)水质。水面蒸发不仅会受水体的数量影响,而且还会受到水质的影响,即水中溶解溶质多少的影响。一般来说,水中溶质的浓度越大,水体蒸发量越小,比如海水比淡水的蒸发量就小2%~3%。这是由于溶质的存在而减小了单位水面面积内水分子的数量,即在本质上减小了纯水面蒸发面积,从而减小了水体的蒸发量。

此外,水体蒸发表面若有杂物覆盖,水体表面接受的太阳辐射就会减少,水体蒸发量也会随之减小。

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