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kongdd committed Nov 29, 2024
1 parent 46d37ea commit 0ad0be1
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9 changes: 5 additions & 4 deletions build_pdf.ps1
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Expand Up @@ -51,10 +51,11 @@ $options = "--pdf --pdf-outlines true --pdf-outlines.pages false" #

# build_marp "./求职/2023期满考核_V2.md"

build_marp "ch00_课程介绍.md"
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# build_marp "ch00_课程介绍.md"
build_marp "./汇报/湖北山洪项目2024.md"
# build_marp "ch01_绪论.md"
# build_marp "ch01_补充_全球气候变化.md"
# build_marp "ch01_补充_天气学网站.md"

# build_marp "ch02_大气的基本特征.md"
# build_marp "./examples/low_level.md" "pages/beamer_low.$ext"
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Expand Up @@ -5,26 +5,29 @@ paginate: true
# header: 'Header space'
# footer: 'Footer space'
title: 'ch02_大气的基本特征'
theme: "my-theme"
# theme: nordic-beamer
# theme: "my-theme"
theme: 'beamer'
---

<h1>水文气象学–02大气的基本特征</h1>
<h1>水文气象学–02基础的水文气象变量</h1>

<br>

孔冬冬,__kongdongdong@cug.edu.cn__

办公室:环境学院416

办公室:科教六楼307
中国地质大学大气科学系 · 武汉

:::footnote
2024-11-29
:::

---

<h2>QA</h2>

1. 夏天干燥还是冬天干燥?
2. 沿海地区与内陆地区水汽含量差别多大?
<h5>1. 夏天干燥还是冬天干燥?</h5>

<h5>2. 沿海地区与内陆地区水汽含量差别多大?</h5>

---

Expand All @@ -51,7 +54,7 @@ theme: "my-theme"
<center>表1.4 各种温度和压强下的饱和比湿值</center>

<div align=center>
<img src="images/ch02_大气的基本特征/大气的水汽.png" width="60%" height = "90%" />
<img src="images/ch02_大气的基本特征/大气的水汽.png" width="55%" height = "97%" />
</div>
<!-- <img src="images/ch02_大气的基本特征/大气的水汽.png" alt="image-20221108100823175" style="zoom: 40%;" /> -->

Expand Down Expand Up @@ -103,7 +106,7 @@ theme: "my-theme"

---

# 2. 大气状态方程
# 2. 理想气体状态方程

---

Expand Down Expand Up @@ -145,39 +148,35 @@ $$

**应用:**

1. 气体的上升运动
> 温度下降,$es$下降,$RH$升高,易降水,对应着云雨;(<u>低压系统</u>)
2. 气体的下沉运动
> 温度升高,$es$上升,$RH$降低,不易降水,对应高温干旱;(<u>低压系统</u>)
1. **大气的横向运动**

2. **大气的垂向运动**
+ 上升运动:$T$下降,$es$下降,$RH$升高,易降水,云雨;(<u>低压系统</u>)
+ 下沉运动:$T$升高,$es$上升,$RH$降低,不易降水,高温干旱;(<u>低压系统</u>)

3. 迎风坡、背风坡
3. **迎风坡、背风坡**
> 迎风坡降水(同时水汽从气态转化为液态,释放热量,背风坡气体温度偏高)
4. 早晨露水
5. 全球变暖背景下的极端事件

4. **早晨露水**

5. **全球变暖背景下的极端事件**

---


<img src="images/ch02_大气的基本特征/image-20221108110836312.png" alt="image-20221108110836312" width="1700" style="zoom:50%;" />

$$
es(T_a) = 0.6108 \;exp (\frac{17.27 T_a}{T + 237.3})
es(T_a) = 0.6108 \;exp (\frac{17.27 T_a}{T_a + 237.3})
$$

> $es(T_a)$:饱和水气压,kPa
>
> $T_a$:空气温度,℃
>
> $\Delta$:$es(T_a)$的斜率

**Reference**

> Allen, R., Pereira, L., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration guidelines for computing crop requirements. FAO Irrig. Drain. Report modeling and application. *J. Hydrol.*, *285*, 19–40.
1. Allen, R., Pereira, L., Raes, D., & Smith, M. (1998). *J. Hydrol.*, *285*, 19–40.

---

Expand Down Expand Up @@ -241,7 +240,7 @@ $$
- 对于水汽,$R_v = R^* / M_v = 8.314 / 18 = 0.4615 \;(J ·g^{-1}K^{-1})$

$$
\epsilon = \frac{R_d}{R_v} = \frac{M_v}{M_d} ≈ 0.622 \\
\epsilon = \frac{R_d}{R_v} = \frac{M_v}{M_d} ≈ 0.622, \\
\frac{R_v}{R_d} = \frac{1}{\epsilon} ≈ 1.608
$$

Expand Down Expand Up @@ -324,7 +323,7 @@ $$
- 绝对湿度(水汽密度, $X$)

$$
P = \rho R T \\
P = \rho R T, \\
X = \rho_v = \frac{e}{R_v T} = \frac{\epsilon e}{R_d T}
$$

Expand All @@ -338,7 +337,7 @@ $$

---

### 3.1.1. 小试牛刀: 已知$ea$, $Pa$求$q$
### 3.1.1. 小试牛刀: 已知$e$, $P$求$q$

$$
\begin{align*}
Expand Down Expand Up @@ -396,7 +395,7 @@ b. 水汽密度不易求。因此,通常替换成空气密度。

---

### 3.1.3. 水的相态
### 3.1.3. 气化潜热

1. **气化潜热**:单位质量的液体,从液态变为气态所需吸收的热量。

Expand All @@ -410,6 +409,9 @@ b. 水汽密度不易求。因此,通常替换成空气密度。
> Q2: 假设地表净辐射$R_n$为$100 W/m^2$,能量全部转化为蒸发,一天的蒸发量是多少?
> Q3: 单位体积空气,已知空气密度$\rho$, $q_1$, $q_2$,写出LE的表达式
> Q4: 与Q3相同,只是$q$换为$e$,已知$e_1$,$e_2$,写出LE的表达式
2. 升华潜热,单位质量的液体,从固态变为气态所需吸收的热量。
冰面温度−40℃ ~ 0℃时,升华潜热近似为常数。
Expand All @@ -420,16 +422,23 @@ $$

---

### 3.1.4. 水的比热容$Cp$
### 3.1.4. 比热容$Cp$

比热容$Cp$:单位质量的物质,温度升高1℃所需的能量。
:::block
比热容$Cp$:单位质量,温度升高1℃所需的能量。
:::
> 空气的比热容为$1.103×10^{-3} MJ kg^{-1} ℃^{-1}$。
空气的比热容为$1.103×10^{-3} MJ kg^{-1} ℃^{-1}$。
<br>

$$
H = Cp * m * \Delta T
$$

<br>

> Q1: 单位体积空气,已知空气密度$\rho$, $T_1$, $T_2$,写出$H$的表达式
---

## 3.2. 温度
Expand Down Expand Up @@ -536,7 +545,7 @@ $\gamma$被称为<span style='color:red'>**湿度计常数**</span>,单位$℃

<style scoped>
section {
padding: 5px;
padding: 35px;
}
.leftpane {
width: 100%;
Expand Down Expand Up @@ -622,6 +631,7 @@ section[data-marpit-advanced-background] {
> <span style='background-color:yellow'>空气接近饱和(RH≈100%)才会产生降水</span>
<br>

暴雨的分类:

![image-20221110204138893](images/ch02_大气的基本特征/暴雨的分类.png)
Expand Down Expand Up @@ -673,21 +683,24 @@ __气象站__:代表的是<span style='color:red'>__气象站周围__</span>

## 4.2. 水文循环四要素和水量平衡

1. 降水
2. 蒸发
3. 径流
4. 土壤含水量变化(储水量变化
1. **降水**
2. **蒸散发**
3. **径流**
4. **储水量**(土壤含水量 + 地下水

$$
P - E - R = \Delta S
$$

<br>

上式 __忽略的因素__:<span style='background-color:yellow'>人类活动的影响</span>

- 水利工程调节(大坝、水库、南水北调)

- 人类生活用水、工业用水、灌溉用水

![bg right:45% 79%](images/ch00_课程介绍/基本水文过程.png)

---

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18 changes: 10 additions & 8 deletions ch05_太阳辐射.md → ch03_太阳辐射.md
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Expand Up @@ -55,12 +55,12 @@ theme: 'my-theme'

# 1. 辐射与辐射能

| 变量 | 说明 | 单位 |
| ------------ | -------------------------------------------- | ---- |
| 辐射能$\Delta F$| 辐射的总能量 | $J$ |
| 辐射通量 | 单位时间通过的辐射能 | $W$ |
| 辐射通量密度 $F$| 单位时间、单位面积通过的辐射能 |$W m^{-2}$|
| 辐射强度 $I$ | 单位时间、单位面积、单位弧度角,通过的辐射能 |$W m^{-2} sr^{-1}$|
| 变量 | 说明 | 单位 |
| ---------------- | -------------------------------------------- | ------------------ |
| 辐射能$\Delta F$ | 辐射的总能量 | $J$ |
| 辐射通量 | 单位时间通过的辐射能 | $W$ |
| 辐射通量密度 $F$ | 单位时间、单位面积通过的辐射能 | $W m^{-2}$ |
| 辐射强度 $I$ | 单位时间、单位面积、单位弧度角,通过的辐射能 | $W m^{-2} sr^{-1}$ |


$$I = \frac{\Delta F}{ \Delta t ~\Delta S ~\Delta \omega}$$
Expand Down Expand Up @@ -265,7 +265,9 @@ $$

<br>

$Q_s$可以认为是大气层顶接收到的理论太阳辐射,但经过大气吸收、大气反射、地表反射,到达地表的入射短波辐射$Rs$仅有$Q_s$的45%左右。
$Q_s$是大气层顶接收到的理论太阳辐射(Rs_toa,top of atmosphere)

> 但经大气吸收、大气反射、地表反射,到达地表的入射短波辐射$Rs$仅有$Q_s$的45%左右。
<br>

Expand All @@ -283,7 +285,7 @@ $Q_s$可以认为是大气层顶接收到的理论太阳辐射,但经过大气
![h:17cm](images/ch05_辐射与能量平衡/能量平衡-大气.png)

---

- 地表
$$
Rns = 45, \\
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Empty file added ch04_土壤热通量.md
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