比湿
气候学术语
比湿(specific humidity)是指在一团湿空气中,水汽的质量与该团空气总质量(水汽质量加上干空气质量)的比值。若湿空气与外界无质量交换,且无相变,则比湿保持不变。以g/g或g/kg为单位,通常大气中比湿都小于40g/kg,是记录大气水汽状况的指标。
定义
在一团湿空气中,水汽的质量与该团空气总质量(水汽质量加上干空气质量)的比值,称比湿(q)。其单位是g/g,即表示每一克湿空气中含有多少克的水汽。也有用每千克质量湿空气中所含水汽质量的克数表示的即g/kg。
计算公式
比湿的计算公式如下:
式中,mw 为该团湿空气中水汽的质量;md为该团湿空气中干空气的质量。据此公式和气体状态方程可导出
注意,式中气压(P)和水汽压(e)须采用相同单位(hPa),q 的单位是g/g。
由上式知,对于某一团空气而言,只要其中水汽质量和干空气质量保持不变,不论发生膨胀或压缩,体积如何变化,其比湿都保持不变。因此在讨论空气的垂直运动时,通常用比湿来表示空气的湿度
水汽变化
全球
IPCCAR4(2007)总结全球高空水汽变化研究成果时指出,上世纪70年代以来对流层低层大气水汽全球总体呈上升趋势,但存在明显的区域差异,其中北半球海洋为明显的上升趋势;对流层中上层相对湿度无明显趋势,但比湿上升趋势较明显,这与全球对流层温度升高一致;平流层水汽20世纪50年代以后有显著的上升趋势。海洋上空对流层低层在近20年出现较大的变率,1988~2004年间海洋上空水汽上升趋势为1.2% (10a)–1。
中国
中国高空大气90%以上的水汽集中对流层中下层,比湿随高度升高迅速下降,年平均比湿气候场呈南高北低的纬向分布,温度、海陆差异和大气环流是影响比湿分布的主要因子。
1958~2005年对流层低层比湿趋于上升,对流层中层、高层和平流层下层趋于下降;1958~2005年对流层下层比湿变化呈上升趋势,1979以来对流层中低层的上升趋势和对流层高层下降趋势均较整个时段明显增强,对流层中层变化趋势呈北升南降分布;对流层高层以下降趋势为主,中国大部地区比湿下降。年代际变化显示高空大气比湿“湿”、“干”、“湿”的阶段性特征与温度“暖”、“冷”、“暖”基本同步变化,高空温度是影响高空比湿的重要因子。
区域差异显示对流层中下层西北区比湿上升最为明显,长江流域和华南区上升幅度较小。季节差异显示1958~2005年对流层下层比湿趋于增加主要发生在夏、冬季,1979~2005年各季比湿均上升,夏季上升趋势最明显。
ENSO暖(冷)事件后我国对流层比湿增加(下降),火山爆发导致我国对流层比湿下降,其影响程度随高度增加而降低。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 12:13
目录
概述
定义
计算公式
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