水循環與天氣
基礎太陽能令水蒸發,水氣上升冷卻凝結成雲,再以雨、雪等形式降落;天氣是大氣短期狀況。
學完呢課,你會識:
- 太陽能推動蒸發
- 冷卻會凝結成雲
- 降水令水回到地面;天氣是短期大氣狀況
讀呢課前,你應該識: 地球、月球與太陽的運動
§課文原文 Passage
1雨從哪裏來?答案是一場由太陽驅動的大循環。海水受熱蒸發成水汽,水汽上升遇冷凝結成小水滴,聚成雲;雲中水滴不斷合併變大,最後以雨或雪的形式降落,再經河流和地下水回到海洋。蒸發、凝結和降水就這樣循環不息。
2凝結現象在生活裏隨處可見:冰凍汽水罐外的小水珠,正是空氣中的水汽遇冷凝結的結果;清晨草葉上的露水和深秋的霧,也來自同樣的過程。空氣中水汽的含量稱為濕度,濕度高時汗水難以蒸發,人便感到特別悶熱。
3水循環塑造了各地的天氣。香港春天潮濕多霧,夏天颱風帶來豪雨,冬天則乾燥晴朗,這些變化與空氣中的水汽含量和氣流息息相關;觀察雲的形狀、雲量和濕度變化,便能對天氣作出簡單的預測,天文台每日的報告正是建立在這些觀測之上。
4水循環不斷補充地球的淡水資源,也決定了農業收成和水務供應。香港的食水依靠收集雨水和東江水,正說明保護水資源的重要;近年極端天氣增多,暴雨和乾旱更趨劇烈。學會節約用水、妥善規劃,是人類與水循環共存的長遠課題。
1重點摘要 Summary
太陽能令水蒸發,水氣上升冷卻凝結成雲,再以雨、雪等形式降落;天氣是大氣短期狀況。
2生字卡 Vocabulary
E
Evaporation蒸發
液態水在表面吸收熱能、變成水蒸氣的過程。
C
Condensation凝結
水蒸氣冷卻後變回小水滴。
P
Precipitation降水
雨、雪、冰雹等由雲落到地面的水。
W
Weather天氣
某地某段短時間的溫度、風、雲和降水狀況。
W
Water cycle水循環
水在海洋、大氣和陸地之間不斷循環轉換的過程。
W
Water vapour水蒸氣
水的氣態形式,存在於空氣之中。
C
Cloud雲
由大量微小水滴或冰晶聚集而成的可見團。
C
Climate氣候
一個地方多年的平均天氣模式。
3逐步講解 Steps
- 蒸發上升水循環由太陽推動:太陽的熱力加熱海洋、湖泊、河流和泥土表面的水,水分子得到足夠能量後,便脫離液面變成水蒸氣,隨空氣上升;植物表面的水分同樣蒸發,補充空氣中的水汽。晾衫變乾就是同一原理,太陽一出,衣物上的水便悄悄化為蒸氣離開。
- 冷卻凝結水蒸氣隨暖空氣上升,高空溫度低,水蒸氣遇冷便凝結成無數小水滴或冰晶,懸浮在空中聚集成雲。空氣中的塵埃微粒是凝結的核心,幫助水汽依附成形;香港春天的濃霧,正是暖濕空氣遇冷凝結的結果。凝結把看不見的水汽變成看得見的水滴,是雲、霧和露水的共同成因。
- 降水回到地面雲中的小水滴不斷合併、冰晶不斷增大,重得上升氣流托不住時,便落下成為雨、雪或冰雹。落地後的水,部分滲入地下成為地下水,部分流入河流,最終返回海洋,循環重新開始。水循環令地球上的淡水不斷補充和更新,水塘集水、江河補給都依賴這個過程,維持萬物生存所需。
- 天氣定氣候天氣與氣候要分清楚:天氣是某地在短時間內的大氣狀況,例如明天有雨、今日炎熱;氣候則是多年平均的天氣模式,香港夏天多颱風、春天潮濕多霧,都屬於氣候特點。觀察雲量、濕度和風向,可以對短期天氣作出簡單預測;明白兩者分別,閱讀天氣報告和氣候新聞時便不會混淆。
- 影響蒸發的因素蒸發的快慢有清楚規律:溫度愈高、液面面積愈大、風愈強、空氣愈乾燥,蒸發便愈快。晾曬衣服時把它攤開、掛在通風而有陽光的地方,正是同時用上這幾個因素;相反,潮濕無風的日子,水汽難以離開液面,衣服便遲遲不乾。掌握這些因素,生活中烘乾、保存物品都能作出更好的安排。
- 觀測天氣的要素描述天氣要有儀器數據支持:溫度計量度氣溫,濕度計量度空氣中的水汽含量,風向標和風速計記錄風的來向與強弱,雨量筒收集降水,再加上雲量和氣壓的觀測。天文台每日發放的天氣報告和預測,就是把這些觀測數據整合分析的成果,準確的觀測是可靠預報的基礎。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題:為什麼凍飲杯外面會有水珠?
- 杯外空氣含有水蒸氣
- 冷杯令附近空氣冷卻
- 水蒸氣凝結成液態小水滴
- 水珠是空氣的水,不是穿過杯壁的飲品
- 答案:這是凝結作用。杯外溫暖的空氣含有看不見的水蒸氣,接觸到冰凍的杯壁便被冷卻,水蒸氣凝結成液態小水珠附在杯外;水珠來自杯外的空氣,並不是飲品穿過杯壁滲出來,若杯壁原本乾燥更可證明這一點,所以擦掉之後,很快又會凝結出新的水珠,與成雲原理相同。
6常見錯誤 Mistakes
✗ 雲是煙,水循環只是水在海洋裡面郁。
✓ 雲由水滴或冰晶組成,水循環連接海洋、陸地、大氣同地下水。
✗ 天氣同氣候是同一樣東西。
✓ 天氣是短期狀況;氣候是一個地方長期的平均模式。
✗ 以為水會在水循環中用完或消失。
✓ 水只是不停改變狀態和位置——蒸發、凝結、降水循環不息,地球的水總量基本保持不變。
✗ 以為凝結只會在高空發生。
✓ 水蒸氣遇到冷的表面便會凝結:凍飲杯外的水珠、浴室鏡面的霧氣都發生在身邊。
75 題快測 Quick check
Q1液態水變水蒸氣叫什麼?
答案 Answer:蒸發 Evaporation。
你答對嗎?
Q2雲主要怎樣形成?
答案 Answer:水蒸氣上升冷卻,凝結成小小水滴或冰晶。
你答對嗎?
Q3天氣和氣候最大分別是什麼?
答案 Answer:天氣是短期狀況,氣候是長期平均模式。
你答對嗎?
Q4水循環的能量來源是什麼?
答案 Answer:太陽能——太陽的熱力驅動蒸發,推動整個循環不停運轉。
你答對嗎?
Q5寫出三個影響蒸發快慢的因素。
答案 Answer:溫度、液面面積、風速、空氣濕度——任三個;溫度高、面積大、風強、濕度低時蒸發最快。
你答對嗎?
8重點回顧 Recap
- 太陽能推動蒸發
- 冷卻會凝結成雲
- 降水令水回到地面;天氣是短期大氣狀況
- 水循環不斷補充地球的淡水資源
- 氣候是多年的平均模式,與短期天氣不同