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中国降水统计规律的外延扩展和西北沙漠的特殊性与可比性

已有 1107 次阅读 2018-10-7 10:30 |个人分类:多元拟合|系统分类:科研笔记| 中国降水统计规律, 外延扩展, 西北沙漠, 特殊性, 可比性

 

中国降水统计规律的外延扩展和西北沙漠的特殊性与可比性

 

中国一元降水统计规律向寒带低温地区外延扩展方面的问题

对中国194个国际交换站1971~2000年平均降水量P与地面水汽压e进行研究,得到了一元拟合公式P=85.124(e-2.27)R2=0.8019进一步研究得到了中国各地多年平均降水量的经验公式为P=85.124K1K2K3K4K5e-2.27式中,K5为高纬低温地区的增雨增雨修正比例,K5主要适用于我国东北北部。对中国194个国际交换站1971~2000年平均降水量P与地面水汽压e和年平均气温t的研究发现,P=122.1148e-33.2822t-243.817R2=0.8313

以上一元拟合及其经验公式和二元拟合公式都证明年平均气温t也是年降水量P的影响因子。一元拟合公式P=85.124(e-2.27)在东北北部要引入高纬低温增雨修正比例K5。寒带低温地区(如俄罗斯、加拿大等地)纬度更高,年平均气温t更低,中国多年平均降水量的一元拟合公式P=85.124(e-2.27) 向寒带低温地区外延扩展的话,高纬低温增雨修正比例K5还要增大,具体数据很难把握(东北北部的高纬低温增雨修正比例K5勉强能够把握),致使拟合公式失去外延扩展的价值,所以,中国一元降水统计规律不能盲目地向寒带低温地区外延扩展。

 

中国一元降水统计规律向热带高温地区外延扩展方面的问题

对中国194个国际交换站1971~2000年平均降水量P与地面水汽压e进行研究,得到了图1和一元拟合公式P=85.124(e-2.27)R2=0.8019由图1可知,海南省的3个国际交换站地面水汽压很大,没有正偏差,负偏差比较大。琼海面向太平洋,背靠五指山,地处迎风坡,台风雨较大,实测降水量按理要比拟合计算降水量大,但实际情况不是这样;东方位于五指山以西,虽然是背风坡,但图1中负偏差过大,比一般站的负偏差大得多;海口站也是负偏差。海南纬度低,年平均气温大,图1和二元拟合公式P=122.1148e-33.2822t-243.817都证明低纬高温地区要乘一个减雨修正比例(与高纬低温地区乘一个增雨修正比例K5相对应)。中国各地多年平均降水量的一元拟合公式P=85.124(e-2.27) 向热带高温地区外延扩展的话,要考虑低纬高温减雨修正比例,但这个修正比例难以把握,所以,中国一元降水统计规律不能盲目地向热带高温地区外延扩展。

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中国一元降水统计规律外延扩展的可能地区

地球分为五带,即热带、南温带和北温带、南寒带和北寒带,中国陆地主体地处温带,由中国各地平均降水量统计得出的一元降水统计规律能够向温带外延扩展的可能性较大,例如,《中国降水统计规律能外延扩展到日本东京》,美国与中国纬度相当,年平均气温差不多,中国降水的一元统计规律能够外延扩展到美国的可能性较大,建议专家开展这方面的研究。把国外研究地区的多年平均地面水汽压和实测降水量描绘在图1上,观察实测年降水量与拟合计算降水量的偏差情况,就能判定中国一元降水统计规律能否外延扩展到该研究地区。如果实测降水量与拟合计算降水量的偏差比较小,或者偏差较大但归因明确(例如日本东京正偏差较大的归因清楚明了),那就说明中国一元降水统计规律能外延扩展到该研究地区。

 

中国多元降水统计规律外延扩展的可能性

多元降水拟合公式例如P=59.983e+1361.31U-797.526  P=122.1148e-33.2822t-243.817等,考虑了年平均气温t或者相对湿度U(相对湿度计算公式中的饱和水汽压E与气温t是一一对应的函数关系)的影响,与一元拟合公式相比,多元拟合公式能外延扩展到全球的可能性较大,建议专家学者开展这方面的研究。按中国的降水量多元拟合公式和国外研究地区的相关统计参数计算国外研究地区的多元拟合计算降水量,再把计算降水量和多年平均实测降水量描绘在中国各地多元拟合的计算降水量与实测降水量的偏差对比图上,观察国外研究地区实测年降水量与拟合计算降水量的偏差情况,就能判定中国多元降水统计规律能否外延扩展到该研究地区。如果实测降水量与拟合计算降水量的偏差比较小,或者偏差较大但成因明确,那就说明中国多元降水统计规律能外延扩展到该研究地区。

 

5 中国西北沙漠与全球沙漠主体的区别和悖论、中国西北沙漠的特殊性与可比性

全球沙漠主体位于南北回归线22.5°附近,中国西北沙漠在40°N附近,两者之间的差别很大;全球沙漠主体地区属热带沙漠性气候我国西北沙漠地区温带沙漠性气候,热带与温带一字之差,相差很大;全球沙漠主体地区位于哈德里环流的下沉气流区,而我国西北不在哈德里环流的下沉气流区。

如果中国降水量P=122.1148e-33.2822t-243.817多元拟合公式能外延扩展到全球沙漠主体地区,那地面水汽压相同时,中国西北年降水量比全球沙漠主体年降水量大330mm以上(中国西北沙漠地区年平均气温低10℃以上);如果以上降水量多元拟合公式不能外延扩展到全球沙漠主体地区,那全球沙漠主体地区热带沙漠性气候也不能外延扩展到我国西北沙漠地区,也不能用全球沙漠主体地区的气候否定“中国西北超深盆地调水增雨”的论点。所以,对中国降水量P=122.1148e-33.2822t-243.817多元拟合公式,无论它能否外延扩展到全球沙漠主体地区,都不能用热带沙漠性气候否定“中国西北超深盆地调水增雨”的论点。

内流区超深盆地调水增雨论点提出以后,有专家质疑,其中一个质疑意见认为:“要记住的是很多靠近大海的沿海地区也是沙漠,例如红海和阿拉伯海之间的阿拉伯半岛、红海和印度洋之间的非洲之角索马里半岛、非洲西南部大西洋沿岸的纳米布沙漠、非洲西北部大西洋沿岸的西撒哈拉沙漠、澳大利亚直达西海岸的澳大利亚沙漠、南美洲的智利沙漠、阿塔卡马沙漠和巴塔哥尼亚沙漠,等等,所以造一些人工海并不能增加周围地区的降水”。 该质疑非常理性,但质疑意见是错误的,以上沙漠地区与中国西北沙漠的纬度不同、年平均气温不同、热带和温带不同,两者之间没有可比性,中国西北沙漠有特殊性。

另外,中国西北以盆地为主,有塔里木、柴达木、准噶尔等超深盆地,四周都是巨型山脉,巨型山脉对盆地内部蒸发产生的本地水汽有 “极大的约束和拦截作用”,这些都是西北沙漠地区的特殊性,所以,中国西北沙漠与全球沙漠主体没有可比性。


预印本:http://prep.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFile&id=2c928282641b5f6b016620be8bb00562

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