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疑难问题| 水气温差怎样影响了蒸发?

 hjh2004 2020-09-18

前几天

大家可以先做一做

其实这道题难度

并不是很大,第二题答案是

“海气温差大”

不知道您做对了没有?

这道题让我想到了

吉林省吉林市的雾凇景观

图片来源于网络

这两者

都涉及到了蒸发

那么到底是什么影响了蒸发呢?

对大多数人来说

我们思考影响蒸发的因素

一般都会提到:气温、风速

蒸发面积、空气水汽含量等等

但是这些因素

都没有找到根儿上

正如我们在思考

河流以侵蚀或堆积作用为主时

所思考的核心-流速一样

蒸发也有自己的核心

这个核心是

饱和水汽压和实际水汽压的差

为了深入地进行解释

先了解几个概念

水汽压

大家都知道气压

水汽压其实就是气压中的一个分压

水汽在空气中的含量越多

这个分压力愈大,水汽压也愈大

饱和水汽压

随着气温上升,每立方米的最大水汽克数在上升

也说明饱和水汽压随着气温上升而上升

水汽压不能无限增加

在一定温度下,水汽压存在极限值

如果超过极限值

水汽就会凝结成液态水

饱和水汽压和温度存在函数关系

实际水汽压

这个概念容易理解

就是空气中现有的水汽产生的压强

如果饱和水汽压大于实际水汽压

那么此时会出现蒸发

反之,水汽凝结

因此

决定蒸发快慢的

是两种水汽压差值的大小

那么,这个差值如何来分析呢

要考虑影响两者的因素

举例说明:例如气温越高,饱和水汽压越大;

风速越大,实际水汽压越小

饱和水汽压的主要

影响因素是蒸发环境温度

温度越高,饱和水汽压越大

在实际水汽压不变的情况下

自然蒸发越快

同时,温度相同情况下

浓度越高的液体,饱和水汽压更小

也就越难蒸发

比如海水蒸发比淡水慢5%

还要考虑

实际水汽压的变化情况

所谓实际水汽压,可以认为是

空气中水汽含量的多少

图片来源于Veer图库,非商业使用

风是一个关键因素

无风时,蒸发面的水汽扩散慢

所以实际水汽压就会较大

与饱和水汽压差异小,蒸发慢

有风时则反之

蒸发面积也会

影响实际水汽压

蒸发面积大,实际水汽压小

反之则实际水汽压大

干旱区水汽少

因此实际水汽压小

此处往往温度高,饱和水汽压也大

因此蒸发的能力非常强

我们回到文章开头

的题目(海南卷,2018年)

对于这道题

我们可以采用排除法

年蒸发量高值区位于东海附近海域

东海海域冬季降水较渤海、黄海海域

因此实际水汽压相对较大

所以从这个角度考虑

排除A

太阳辐射强度

该海域比南海海域

因此饱和水汽压应该较小

所以排除B

再者

该地受冬季风影响

风力应比渤海、黄海海域

因此实际水汽压应该小

所以排除D

那么

海气温差

到底如何影响了蒸发呢

这里提出我的想法仅供讨论

海气温差是指

海水和上层大气的温差

例如上题,暖流流经时

海水上层空气由于潜热输送等被加热

因此气温高、饱和水汽压大

与实际水汽压差变大

蒸发快

相比夏季,冬季

海气温差更大,通过潜热输送速率更快

因此蒸发速度本身就会变快

(潜热输送是通过水蒸气液化来传热)

并且此时饱和水汽压与夏季相差不大

而由于盛行自大陆的干燥气流

实际水汽压较小

因此饱和水汽压

大大超过实际水汽压

蒸发强度最大

吉林雾凇

的原理与暖流流经类似

由于松花江上丰满水电站的

库区水位比较深,因此下层水温较高

且流过发电机组时水温进一步提高

最终能升至4°C以上

老丰满水电站,已经于2018年12月12日拆除

水电站大坝下游的

暖水河段,由于水气温差大

近水面气温被加热,饱和水汽压加大

得以使水汽蒸发更加剧烈

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