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关于空中水的几个悬题(4)

已有 2474 次阅读 2011-11-21 11:18 |个人分类:空中水科学|系统分类:科研笔记|关键词:问题,空中水| 问题, 空中水

关于空中水的几个悬题(4)

在前面(1-3)谈的几个空中水问题,基本是从物理学角度考虑空中水的存在、运动变化、循环的事。现在转而考虑空中水的统计规律性问题。

气象学已经就空中水的状况收集了大量的观测资料。例如每小时、天的降水量资料、每小时的云的资料、大气的湿度资料,以及在这些资料的基础上进行了很多的地理分布、四季分布、时间分布、求平均值等分析、计算。这些分析已经获得很多了有关知识。现在的问题是这些分析需要进入到统计规律的层次,获得更多的认识,并且提高开展实时的服务。

1.       把点分布转化为面分布问题:气象学习惯于报告那个气象站(点)下了多少雨,那里的湿度是多少。但是一些水文服务需要提供降水面积上的总的立方米水量是多少,或者说不同降水量分别占有多少面积。类似的,还有不同湿度占有的面积、不同的温度露点差占有面积以致多少大气质量问题也是合理的问题。此类问题其实很多,但是在过去的气象学里基本没有从这个角度考虑过问题。我们在熵气象学研究中把这类问题统一地提了出来。并且认识到它与时间域的概率分布具有类似的数学和统计品格。提炼不同的气象水文要素值分别占有多少面积(有时是大气总质量),是一类新问题。

2.       明确气象现象##在各个单点的出现概率问题与其笼罩面积问题是具有理论关系(定理)的。由此,出现概率问题、占有面积分布问题就可以和在一起分析研究,互相转化、相得益彰。

3.       根据这个思路,这里把涉及空中水的统计分布问题的一部分提炼于下:

l       某区域(全球,全国,全省)每天不同降水强度分布占有总面积的百分比是多少,它们是否存在统计规律性?为什么?

l       任意时刻,在全球大气中,不同水汽含量(比湿、相对湿度、温度露点差..)的大气分别占有的百分比是多少,它具有稳定性吗?(这把面积分布再提高到在大气质量中的分布了)为什么?

l       一年中,全国出现日降水量超过百年一遇的情况,平均占用多少面积?它具有稳定性吗?

l       任何一个地点,其日降水量、月降水量、年降水量分别服从什么概率分布,为什么?

l       全球不可能在某一时刻各地都无降水,也不可能各地都降水。问全球雨区面积的最可几(概率最高)的分布是什么?

l       某区域内雨区面积的最可几分布与其中的各个气象站的降水概率分布是什么关系

l       云中不同大小云滴占有的百分比(云滴谱)、雨滴谱、雹滴谱为什么具有比较稳定的分布。

4.       上面这些问题具有普遍性,也具有实用价值。其有关规律的具体应用途径有待开发。而这些规律性背后体现了(根据熵气象学等的初步研究)最大熵原理的作用。所以,把最大熵原理应用于空中水有关问题中的余地是很大的。这是空中水研究中值得深入的重要环节。



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