水循环与天气

基础

太阳能令水蒸发,水气上升冷却凝结成云,再以雨、雪等形式降落;天气是大气短期状况。

适合:中一科学 · 单元:地球与太空 · 建议学习路径第 12/12 课

学完呢课,你会识:
  • 太阳能推动蒸发
  • 冷却会凝结成云
  • 降水令水回到地面;天气是短期大气状况
科学Science
读呢课前,你应该识: 地球、月球与太阳的运动

§课文原文 Passage

1雨从哪里来?答案是一场由太阳驱动的大循环。海水受热蒸发成水汽,水汽上升遇冷凝结成小水滴,聚成云;云中水滴不断合并变大,最后以雨或雪的形式降落,再经河流和地下水回到海洋。蒸发、凝结和降水就这样循环不息。

2凝结现象在生活里随处可见:冰冻汽水罐外的小水珠,正是空气中的水汽遇冷凝结的结果;清晨草叶上的露水和深秋的雾,也来自同样的过程。空气中水汽的含量称为湿度,湿度高时汗水难以蒸发,人便感到特别闷热。

3水循环塑造了各地的天气。香港春天潮湿多雾,夏天台风带来豪雨,冬天则干燥晴朗,这些变化与空气中的水汽含量和气流息息相关;观察云的形状、云量和湿度变化,便能对天气作出简单的预测,天文台每日的报告正是建立在这些观测之上。

4水循环不断补充地球的淡水资源,也决定了农业收成和水务供应。香港的食水依靠收集雨水和东江水,正说明保护水资源的重要;近年极端天气增多,暴雨和干旱更趋剧烈。学会节约用水、妥善规划,是人类与水循环共存的长远课题。

1重点摘要 Summary

太阳能令水蒸发,水气上升冷却凝结成云,再以雨、雪等形式降落;天气是大气短期状况。

2生字卡 Vocabulary

E
Evaporation蒸发

液态水在表面吸收热能、变成水蒸气的过程。

C
Condensation凝结

水蒸气冷却后变回小水滴。

P
Precipitation降水

雨、雪、冰雹等由云落到地面的水。

W
Weather天气

某地某段短时间的温度、风、云和降水状况。

W
Water cycle水循环

水在海洋、大气和陆地之间不断循环转换的过程。

W
Water vapour水蒸气

水的气态形式,存在于空气之中。

C
Cloud云

由大量微小水滴或冰晶聚集而成的可见团。

C
Climate气候

一个地方多年的平均天气模式。

3逐步讲解 Steps

  1. 蒸发上升水循环由太阳推动:太阳的热力加热海洋、湖泊、河流和泥土表面的水,水分子得到足够能量后,便脱离液面变成水蒸气,随空气上升;植物表面的水分同样蒸发,补充空气中的水汽。晾衫变干就是同一原理,太阳一出,衣物上的水便悄悄化为蒸气离开。
  2. 冷却凝结水蒸气随暖空气上升,高空温度低,水蒸气遇冷便凝结成无数小水滴或冰晶,悬浮在空中聚集成云。空气中的尘埃微粒是凝结的核心,帮助水汽依附成形;香港春天的浓雾,正是暖湿空气遇冷凝结的结果。凝结把看不见的水汽变成看得见的水滴,是云、雾和露水的共同成因。
  3. 降水回到地面云中的小水滴不断合并、冰晶不断增大,重得上升气流托不住时,便落下成为雨、雪或冰雹。落地后的水,部分渗入地下成为地下水,部分流入河流,最终返回海洋,循环重新开始。水循环令地球上的淡水不断补充和更新,水塘集水、江河补给都依赖这个过程,维持万物生存所需。
  4. 天气定气候天气与气候要分清楚:天气是某地在短时间内的大气状况,例如明天有雨、今日炎热;气候则是多年平均的天气模式,香港夏天多台风、春天潮湿多雾,都属于气候特点。观察云量、湿度和风向,可以对短期天气作出简单预测;明白两者分别,阅读天气报告和气候新闻时便不会混淆。
  5. 影响蒸发的因素蒸发的快慢有清楚规律:温度愈高、液面面积愈大、风愈强、空气愈干燥,蒸发便愈快。晾晒衣服时把它摊开、挂在通风而有阳光的地方,正是同时用上这几个因素;相反,潮湿无风的日子,水汽难以离开液面,衣服便迟迟不干。掌握这些因素,生活中烘干、保存物品都能作出更好的安排。
  6. 观测天气的要素描述天气要有仪器数据支持:温度计量度气温,湿度计量度空气中的水汽含量,风向标和风速计记录风的来向与强弱,雨量筒收集降水,再加上云量和气压的观测。天文台每日发放的天气报告和预测,就是把这些观测数据整合分析的成果,准确的观测是可靠预报的基础。

4图解 Diagrams

水循环:滴水嘅大旅行 The water cycle陆地 land海洋 sea① 蒸发 evaporation② 水汽飘向内陆③ 遇冷凝结成云 condensation④ 降雨⑤ 河水返海,循环不息循环动力就系太阳:晒起水 → 云 → 雨 → 河 → 海——一滴水永远唔会消失香港食水仲有部分靠东江水——珍惜用水珍惜循环
图 1:水循环

5例题示范 Example

例题:为什么冻饮杯外面会有水珠?

  1. 杯外空气含有水蒸气
  2. 冷杯令附近空气冷却
  3. 水蒸气凝结成液态小水滴
  4. 水珠是空气的水,不是穿过杯壁的饮品
  5. 答案:这是凝结作用。杯外温暖的空气含有看不见的水蒸气,接触到冰冻的杯壁便被冷却,水蒸气凝结成液态小水珠附在杯外;水珠来自杯外的空气,并不是饮品穿过杯壁渗出来,若杯壁原本干燥更可证明这一点,所以擦掉之后,很快又会凝结出新的水珠,与成云原理相同。

6常见错误 Mistakes

✗ 云是烟,水循环只是水在海洋里面郁。
✓ 云由水滴或冰晶组成,水循环连接海洋、陆地、大气同地下水。
✗ 天气同气候是同一样东西。
✓ 天气是短期状况;气候是一个地方长期的平均模式。
✗ 以为水会在水循环中用完或消失。
✓ 水只是不停改变状态和位置——蒸发、凝结、降水循环不息,地球的水总量基本保持不变。
✗ 以为凝结只会在高空发生。
✓ 水蒸气遇到冷的表面便会凝结:冻饮杯外的水珠、浴室镜面的雾气都发生在身边。

75 题快测 Quick check

Q1液态水变水蒸气叫什么?

Q2云主要怎样形成?

Q3天气和气候最大分别是什么?

Q4水循环的能量来源是什么?

Q5写出三个影响蒸发快慢的因素。

8重点回顾 Recap

  • 太阳能推动蒸发
  • 冷却会凝结成云
  • 降水令水回到地面;天气是短期大气状况
  • 水循环不断补充地球的淡水资源
  • 气候是多年的平均模式,与短期天气不同

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