鐵木辛柯,S.P.

[拼音]:haimian zhengfa

[外文]:sea surface evaporation

海面的水變成水汽而進入大氣的過程。海水蒸發時從海洋吸收了熱量,而大氣則獲得了海洋所損失的這部分熱量。因此,海面蒸發不僅是海洋和大氣之間進行水分交換和熱交換的重要手段,而且是決定海-氣介面的水分、熱量和鹽度的平衡的主要因素。因此,瞭解海面的蒸發,有助於闡明海水的含鹽量和洋流的關係,揭示海上氣團變性和大氣環流等現象的內在規律。

海水的蒸發,與空氣中水汽的飽和程度有關。在鄰接水面的空氣中,只要水汽未達飽和狀態,海水就不斷蒸發。由於飽和水汽壓隨溫度的升高而迅速增大,因此,氣溫愈高,空氣愈能容納更多的水汽。已經被水汽飽和了的空氣,當它流經較暖的海面時,因接觸海水而升溫,就處於不飽和的狀態,有利於海水的蒸發;相反,當暖空氣流經冷水面時,遇冷而呈過飽和狀態,其中一部分水汽便凝結而形成霧,不利於海水的蒸發。從年平均的情況來看,海面的蒸發量大大超過了凝結量。

海面蒸發量的確定,大體上可分為四個方面:

(1)應用船舶蒸發皿和蒸發計測量。因儀器受船體的影響,皿中的水面結構和周圍的條件與實際的海況很不相同,所得的蒸發量缺乏代表性。

(2)根據氣象觀測尋求經驗關係。獲得了蒸發率和氣象要素的經驗關係。例如:

E=Ka(ew-ea)va (mm/a)

式中E是海面蒸發率,經驗常數 Ka=0.142,ea表示距水面 6米處的空氣中的實測水汽壓(毫巴),ew表示氣溫相應於海面水溫的飽和水汽壓(毫巴), va為海面的風速(米/秒)。上式表明,海面蒸發率決定於海-氣的水汽壓差和風速。

(3)藉助於水汽湍流擴散理論。1936年,H.U.斯韋爾德魯普首先應用大氣湍流擴散理論求得海面蒸發率的表示式。1939年,C.W.索恩思韋特和B.霍爾茲曼根據海面以上兩個高度的溼度差和風速計算蒸發率,誤差較大。1940年,R.B.蒙哥馬利考慮到海浪的影響,把近海面氣層分為 3個副層:底層為層流層,風速隨高度作線性變化;中層為過渡層,風速具有光滑面對數廓線形式;上層為湍流層,風速具有充分粗糙面對數廓線形式。這樣做對考慮近海面層氣動量的輸送可能是合理的,但尹a href='http://www.baiven.com/baike/224/264703.html' target='_blank' >美刺致鬯淥馱蠆瘓∈室恕R蛭吭謔淥凸討杏幸徊糠直幌腦諍@說牟推撲檣希淥馱蛭藪死嗨鶚А8萁C嫫愕奶卣鰨砂押C嬲舴⒙市闖上鋁械囊話惚澩鍤賤

式中D和KE分別是水汽的分子擴散係數和渦動擴散係數;q和qs分別是比溼和水面的飽和比溼。

(4)從海面的熱量平衡來分析。即從氣候學的觀點,根據海面的熱量平衡方程估算海面蒸發量。一般結果表明,世界大洋的年蒸發量按氣候帶分佈:在赤道海區因空氣的溼度高和海風較弱,蒸發量最小;在副熱帶地區的暖海面上,有較乾燥的空氣的平流,蒸發量最大;在較高緯度地區因溫度低,飽和水汽壓小,空氣容納水汽的能力低,故緯度愈高蒸發量愈小。世界大洋的平均年蒸發量為 1米。此外,大洋西側的蒸發量高於大洋東側,在極向的暖流輸運區顯得更加突出,例如灣流區的平均年蒸發量最高達 3米,黑潮區為 2.3米,東澳大利亞海流、厄加勒斯海流和巴西海流等海域次之。根據1977年中國科學院海洋研究所和地理研究所對渤海、黃海和東海的熱平衡所作的分析和計算,這些海區的年平均蒸發量絕大部分大於 1.25米/年,並呈現從東南向西北降低的趨勢(見圖)。

由於海-氣溫度差、 溼度差和風速等因素都有季節性的變化,蒸發量也有季節性的變化,並以中緯度大洋西側最為明顯。暖季海面蒸發量偏低,冷季則偏高。中國沿海也是如此。

參考書目

A.Defant,PhysicalOceanography,Pergamon Press,Oxford,1961.