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蒸发

当温度低于沸点时,水分子从液态或固态水的自由面逸出而变成气态的过程或现象。海洋和陆上水体的水,蒸发进入大气是大气中水分循环的重要过程。实际的蒸发是两种过程(即从液体或固体表面逸出而成气态的过程与从气态回到液态或固态中的过程)同时进行的一种综合现象,但前一种过程逸出的分子多于后一种过程。自然界水的蒸发现象受制于许多的因素。

当温度低于沸点时,水分子从液态或固态水的自由面逸出而变成气态的过程或现象。海洋和陆上水体的水,蒸发进入大气是大气中水分循环的重要过程。实际的蒸发是两种过程(即从液体或固体表面逸出而成气态的过程与从气态回到液态或固态中的过程)同时进行的一种综合现象,但前一种过程逸出的分子多于后一种过程。

自然界水的蒸发现象受制于许多的因素。影响蒸发的因子可大致分为两类:一类因子决定于气象条件,另一类因子决定于蒸发表面的性质。

气象因子

气象因子中除气压的变化能影响蒸发外(在静稳条件下,蒸发速率与气压成反比),其它因子主要是由能量参量和空气动力学参量决定的。蒸发所必须消耗的能量主要是由太阳和地面辐射的热量提供的。在蒸发过程中,如果没有热量供给,则蒸发面冷却导致温度的降低,从而使得蒸发面上的水汽压降低,于是蒸发减缓或停止。空气动力学参量主要有:风速以及风速的垂直梯度、乱流交换、饱和差(严格地说是蒸发面饱和水汽压和空气中的实际水汽压的差)以及温度的垂直梯度,这些因素制约了水汽的传输速率。通常在自然条件下,风速和饱和差对蒸发的影响最大,而乱流交换导致水汽的垂直和水平输送,也显著地影响着蒸发的速率。

蒸发面性质

蒸发面的性质以及蒸发面上可用于蒸发的水分也影响着蒸发的速率。不同的蒸发表面包括水面,冰面、雪面、土壤和植物覆盖情况,都和蒸发速率有关。其中水面的性质包含水温、水质(如含盐量)以及水域大小,土壤性质包含土壤结构和土壤湿度状况。在有植物覆盖时,土壤蒸发和植物蒸腾合称蒸散。这时可使土壤蒸发减少,但总蒸散比没有植被的土壤表面的蒸发一般要大。如森林地区在夏天的蒸散量比草原地区要大10%~20%。植物的各种不同特点(如叶片上气孔的大小、多少和开闭状态等)也影响着植物表面水分的蒸腾速率(见蒸发观测)。