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有关降水的三个气候参数和9个公式的答案

已有 5364 次阅读 2011-7-30 11:33 |个人分类:空中水科学|系统分类:科研笔记| 概率, 降水, 空中水

有关降水的三个气候参数和9个公式的答案

--空中水概念漫议(4.b

张学文,2011/7/30

    在空中水概念漫议(4.a)中提出了描述离散的降水现象的三个气候变量很重要,它们是平均的年降水量R、年降水历时D、年降水次数T。该文还提出有了这3个量就可以计算出有关降水的9个疑问的答案。而回答了这9个问题自然丰富了我们关于降水的气候知识。本文就介绍如何定量回答这9个问题,它们涉及的公式,以及计算的示例。

    在讨论前先提示一个小问题:一年有多少小时?显然在平年它=365*24=8760,而闰年是366*24。考虑4年一闰,我们统一取8766小时为一年的小时数。

    下面把回答前面的9个问题的计算方法统一列表中(对问题的提法可能与前面小有变化,这些不同提法是一个含义,其计算公式是相同的)

 

降水的9个问题

计算公式

单位

1.任取一个时刻,问当地恰好有降水的概率=

D/8766

无单位

2.任取一个时刻,问当地恰好无降水的概率=

1-D/8766

无单位

3.降水时每次降水强度的平均值是多少?

R/D

毫米/小时

4.降水时每次降水的平均值是多少?

R/T

毫米/

5.降水时每次降水平均要维持多长时间?

D/T

小时/

6.当地平均每年有多少小时没有降水?

8766-D

小时

7.当地平均每年有多少天没有降水?

(8766-D)/24

8.当地平均每年有多少个无降水的阶段(干旱期)?

T

9.当地每次无降水阶段(干旱期)平均可以维持多久?

(8766-D)/(24*T)

 

    这里对计算公式中的几个要点说明一下。当地有降水的概率是根据古典概率定义,把有利结局(出现降水的小时数)与全部可能结局数(全年的小时数,8766)相比而得到的。它与投一次骰子,4点相上的概率的计算思路相同。无降水概率自然是它的“补”。再就是多年平均每年如果有例如80次降水,那么这可能对应有的年份的无雨阶段是81次、80次或者79次。但是平均值应当是80次,所以第8问的答案是T。这个计算中的其他内容都比较容易理解就不赘述了。

下表给出5个计算实例。

假设年降水量=R毫米:

1000

800

600

400

800

假设年降水历时=D小时:

900

900

900

900

600

假设年降水次数=T次:

80

80

80

80

40

降水概率=D/8766

0.1026694

0.102669

0.102669405

0.102669

0.068446

无雨概率=1-(D/8766)

0.8973306

0.897331

0.897330595

0.897331

0.931554

降水时的平均降水强度(小时/毫米)=R/D

1.1111111

0.888889

0.666666667

0.444444

1.333333

平均每次降水的降水量(毫米/次)=R/T

12.5

10

7.5

5

20

平均每次降水历时(分钟/次)=D/T

11.25

11.25

11.25

11.25

15

年平均无降水总小时数=8766-D

7866

7866

7866

7866

8166

年平均无降水总天数=(8766-D)/24

327.75

327.75

327.75

327.75

340.25

每年无降水阶段次数=T

80

80

80

80

40

每次无降水阶段的平均天数=(8766-D)/(24*T)

4.096875

4.096875

4.096875

4.096875

8.50625

    地理、气象工作者,您向我提供当地的RDT3个数据,我就帮助您计算这9个量,或者您自己根据这里提供的公式自己计算。还有疑问吗?(注:我们过些时候要统一提供一个计算软件,计算更多的对象)。欢迎讨论与提示!

    您可能还希望知道更多的降水知识,如不同降水量的出现概率等等,这些容我们后面再谈。本段到此为止。

 

    自然,这里是以年为时间论域的,这可能包括了不同的天气学特点,所以这里的思路和公式也可以改为以季度为论域。这些我们仅点到为止,不多说了。



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