水汽輸送(水分隨氣流由低空至高空等的現象)

水汽輸送是指大氣中的水分隨著氣流從一個地區輸送到另一個地區或由低空輸送到高空的現象,是水文循環的一個環節。水汽輸送分為水平輸送和垂直輸送兩種,前者主要把海洋上的水汽帶到陸地,是水汽輸送的主要形式。後者由空氣的上升運動,把低層的水汽輸送到高空,是成雲致雨的重要原因。

簡介

水汽輸送(transfer of water vapor),是大氣中水分因擴散而由一地向另一地運移,或由低空輸送到高空的過程。大氣中的水汽雖然只佔地球總水量的極小部分,但由於空氣的流動性很大和大氣同地球表面的水分交換率極高,使水汽輸送成為全球水文循環中最活躍的一環。水汽在運移輸送過程中,水汽的含量、運動方向與路線,以及輸送強度等隨時會發生改變,從而對沿途的降水以重大影響。

相關概念

水汽通量和水汽通量散度:水汽輸送用水汽通量和水汽通量散度描述。

水汽通量分水平輸送的和垂直輸送的。水平輸送的水汽通量指單位時間流經單位垂直面積的水汽量。方向與風向相同,單位為克每百帕厘米秒,水平輸送的水汽通量可分解為經向輸送和緯向輸送兩個分量。緯向輸送的水汽通量,規定向東輸送為正,向西輸送為負;經向輸送的水汽通量,規定向北輸送為正,向南輸送為負。垂直輸送的水汽通量指單位時間內流經單位水平面積的水汽量,規定向上輸送為正,向下輸送為負,單位為克每平方厘米秒。

水汽通量散度指單位時間匯入單位體積或從該體積輻散出去的水汽量,單位為克每百帕平方厘米秒。由風和濕度資料可以計算出任一地點的水汽通量散度,並可用等值線表示出廣大範圍內的水汽通量散度場。散度為正的地區表示水汽自該地區向四周輻散,稱該地區為水汽源;散度為負的地區表示四周有水汽向該處彙集,稱該地區為水汽匯。

分佈特徵

大約北緯10°至南緯10°之間地區為水汽輻合區,是水汽匯,該地區內降水大於蒸發。約北緯10°~35°和南緯10°~40°地區為水汽輻散區,是水汽源,該地區內蒸發大於降水。北緯約35°以北和南緯40°以南地區為水汽輻合區,是水汽匯,降水也略大於蒸發。

中國處於東亞季風區,因此中國上空的水汽輸送有明顯的季風特徵。冬季,大陸廣大地區盛行西北氣流,雖然所含水汽量很小,但風力強勁而穩定,一般可將水汽送過長江流域,華南和東南沿海仍有西南和東南氣流將水汽輸入大陸,可達雲貴高原上空;夏季,西北氣流退縮到北緯 35°以北。黃河中下游以南廣大地區為夏季風所控制,南和西南氣流攜帶豐沛水汽可送達華北平原。就多年平均而言,中國大陸的南邊界、西邊界、北邊界為水汽入口,其中尤以南邊界為主,東面為水汽出口。

氣候影響

水資源開發評價

通過水汽輸送的研究可以探討氣候的形成和天氣過程的發生與發展,可以揭示包括大氣水、地面水和地下水在內的水文循環與水量平衡的基本規律,為水資源評價和開發提供最基本的依據。

影響降雪

2013年12月11日已是「大雪」節氣的第五天,可京城依然片雪未見,2013年冬天北京為何遲遲沒有降雪,北京市氣候中心高級工程師陳大剛表示,缺少水汽輸送是2013年初雪較常年偏晚的原因,降雪需要較為充足的水汽條件和冷空氣。如果水汽條件充沛,再加上來自北方的冷空氣,在中低空就能形成降雪雲層,雲層會影響地面接收太陽輻射,導致地表溫度下降,很容易形成降雪。