预言：全球大气里不同密度的空气数量相同？！-大气密度分析9

张学文，20190122-23，25日修订了个别文字

在前面的http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1157916.html 等博客中我们讨论某特定地点( 如哈尔滨)的空气柱内（从地面到高空）的不同大气密度值各有多少问题。并且通过分析知道我国4个地点，无论1月还是7月，其空气柱内不同大气密度占有的大气质量的比例，份额是相同的。

以上的分析的问题其实是等价于概率论中在空气柱内任取（随机）单位质量的空气，求不同空气密度的出现概率问题。

现在我们把以上的分析结论小心又冒险地推广到全球：

1.  即我们认定全球的任何地点的的空气柱内都具有不同密度的空气占有的百分比是相同的。但是这个百分比会在不同季节有略微不同的比例（参考前面博客http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1157916.html中1月，7月的大气压力与大气密度的经验公式内的比例系数有大约12%的不同）

2.  现在我们再进一步推测：在地球大气中（任何地点，任何高度）任取单位质量（如1克）的空气，其大气密度当然可能是各种不同的数值，但是不同大气密度的出现概率是基本相同的（相对误差在10%以内）。即空气的密度值为0.1，0.2---1.4kg /lm³的概率都是1/14，即0.724% 。

上图就是对上面的第2个猜测的说明。既我们认为大气密度的最小值应当大于零而小于1.4千克/立方米，于是各个空气小团的空气密度的值就介于0-1.4千克/立方米之间。而每0.1千克/立方米间隔内占有（存在）的大气数量都是1/14，即0.724%。

以上的全球大气密度的概率分布服从均匀分布的推测对吗？欢迎大家验证。注意我推测以上的推断是正确的，但是这也允许存在一些偏差，但是我估计相对误差应当在10%以内。

   现在对此补充如下提示

1.  在我们过去的研究中已经指出大气中大气压力为不同数值的空气占有的百分比是相同的，即全球各地的大气压力本身就是呈（概率论中）均匀分布的。对此请参考《熵气象学》（1992，气象出版社，张学文，马力著）一书的30-33页。

2.  我们前面的博客中知道各地的当地大气压力与大气密度是正比例关系。而且不同地点。不同月份其比例系数比较接近。

3.  回顾概率论中关于随机变量的单值函数的概率分布知识，自然得出全球不同大气密度的分布与不同大气压力分布都是服从均匀分布的结论。把这个话换一个说法就是（在已经知道大气密度的最小值=0，最大值=1.4kg/m³ 的条件下）全球大气中密度均匀分布在0到1.4 kg/m³的的范围内（见前面的图）。

4.  《熵气象学》一书总结了全球大气中很多气象变量的概率分布。全球空气的温度服从均匀分布也是它的一个调查分析结论、大气压力服从均匀分布是其结论。现在再补一个大气密度也是均匀分布的结论。

这样我们就把个别地点空气柱内的大气密度的分布知识，扩展为全球大气密度的概率分布知识。