大气中的水物质

大气中的水物质可能以液态（水滴）、气态（水汽）和固态（冰晶）存在。水汽的浓度是易变的，尽管它的总质量很大（约 1.4×10¹⁶kg），但它的滞留时间很短，只有 10 天左右。

水物质在大气中的循环与以下一些重要过程相关联：

1. 水的凝结和蒸发对大气过程的热力学和大气的垂直稳定度有重要的影响。

2. 降水和云形成过程实际上是水的相变过程。

3. 水在大气中的以下两种迁移过程对大气的净化至关重要：

雨洗（Rainout）——这种过程发生在云层之中，是雨滴将云中小颗粒物

（云的凝结核）去除的一种作用。

洗脱（Washout）——这种过程发生在云层之下。是雨滴溶解气体或俘获气溶胶粒子，对雨滴所到之处大气进行净化的过程。

1. 与大气中所含其他物质直接发生化学反应，或者在形成水溶液之后，在溶液中进一步发生化学反应。

2. 太阳辐射贯穿大气层的过程中，水汽和云对辐射射线的大量吸收起着重要作用。

大气中所含水汽的含量可用饱和蒸汽压表征，这相应于水汽的凝结上限。根据热力学，可导出用于表述饱和蒸汽压与温度间关系的克劳修斯-克拉珀龙方程：

d ln ps

dT

= ∆ Hv

RT²

（7 - 4）

其中 Ps——水的饱和蒸汽压；

T——绝对温度；

△Hv——水的摩尔蒸发热； R——气体常数。

△Hv 随 T 变化，但变化很小，在一级近似中，可将它看成是常数，对上

式积分可得：

P = 常数×e- ∆H v /RT

上式表明，Ps 是随温度升高而迅速增大的。