空中水的自行与随行特征（之一）

张学文，2014-6-17

l       水分子从进入空中到离开空中（降水落地）的大致需要10天。这些空中的水（空中水）自然一直在空中运动着。这里分析空中水在空中的一次（平均）循环中的它自己运行的情况(行程)与它随空气而行的情况。

l       一次我去市场总行程是4千米，其中搭车而行的距离是3千米，自己走了1千米。这表明我自行长度（行程）与搭车运行（随行）长度的比例是1/3。空中水的运行与此类似，它可以自己相对于空气而自行运动，也可以随空气而运动，即“随行”。

l       当代气象学分析空中水的运行，其基本考虑就是水汽的湿度与风速的乘积值。这种计算实际上是分析了空中水的随行情况（分析了随行的水汽的输送量）。而没有考虑空中水相对于空气的自行运动情况。可以说过去气象学分析过空中水的随行运动，而本文侧重探索空中水的自行情况。

l       空中水的自行，包括两个侧面，一个是空中水在铅直方向的自行情况，一个是水平方向的自行情况。

l       空中水主要是以降水的形式脱离空中而落地。而空气基本没有对应的下降运动。所以空中水（雨滴、雪化等等）在垂直方向的下降运动显然是穿越空气的自行运动。

l       空中水来自下垫面的水分蒸发。它在近地面的大约1.5千米的高度内的上升运动，基本是以水分的扩散形式实现的。于是我们可以认为这1.5千米的上升运动也是空中水的自行运动。

l       如果我们粗略认为空中水平均在上升到4.5公里的高度以后才可以变成雨雪而降落，并且认为空中水在1.5公里以上是垂直运动都是随着情况运行的结果，即属于随行运动，那么空中水在垂直运动的上升下降阶段总的在铅直方向运行了9千米。

l       依照以上分析，空中水在铅直方向的一个循环（4.5千米上升，4.5千米下降）的9千米行程中，属于自行运动的距离是6千米(1.5+4.5)，属于随行（随空气运动）运动的距离是3公里。于是空中水在铅直方向的运动中自行运动占了6/9,即2/3。

l       关于水汽在空中随空气的运动,在下文(之二)http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-804463.html讨论。