气象.水.熵.复杂性分享 http://blog.sciencenet.cn/u/zhangxw 张学文的文章,涉及气象、水分、熵、统计、复杂性、一般科学等

博文

空气中的水汽状态

已有 1769 次阅读 2022-1-9 10:21 |个人分类:空中水科学|系统分类:科普集锦

空气中的水汽状态

张学文注:昨天无意间在网上看到如下的文字,现在贴此。作者注明来自“摘编自张学文的日志”,我看内容确实与我的认识接近,语言也接近,现在贴此,算科普吧。2022 01 09

分类: 西部梦想

   雨、雪和冰雹都是空气里看不见的水汽转化来的,要想了解、预报、影响“雨雪”的来源、运动、变化规律,自然需要探求空中水分的奥秘


一、空气中水的概念

   

对于空气中的水常以固态的冰、液态的水和气态的水汽(水蒸气)来表现的,即:空气中的水包括了混合在空气中的水汽和悬浮于空中的离散的颗粒水;水汽是人们肉眼看不见的,它在空中与空气混合在一起,在水平方向,它基本上随着空气一起运动。

   空气中究竟有多少水?据测算,全地球的空中的水汽大约有13万亿吨,而我们眼睛看到的云的总含水量仅是看不见的水汽含水量的1/140,因此在一般计算空气中的水时都把云忽略不计。空气中的水集中后平均铺到地球各地所形成的水层厚度只有2.5厘米,即:空气中的水仅占空气总质量的2.5‰ ,这个比例虽然很小,但它的作用在自然界中作用是相当重要的。


二、空气中水的运动

   

空气中水的存在使我们感到了“湿润”,它也用五彩缤纷的云装点了蓝天。更为重要是,空中水还为地球带来了大量的雨、雪(云是水汽变成雨、雪的中间环节),并使地球滋生出了万物。

   根据各地的降水资料测算,地球的多年平均降水量大约是1000毫米,即平均而言,每年从空气中形成的雨、雪可使地球表层平均积水1米深。

   空气中的水分依靠地球表层的水分蒸发而得到对应数量的补充,正是蒸发量与降水量的这种动态平衡才使得空气里始终维持着厚度为25毫米左右的水汽。

   活跃的空气中的水还是大气能量和温度的积极调节者,空中水汽对太阳能的吸收,以及对长波辐射的作用,影响着对流层空气的温度分布,而云对烈日的遮蔽会直接影响到达地球的太阳辐射量。

 

   空气中的水对地球表层能量活动的影响程度远高于它在大气中占的比例。理解空中水的存在、运动、变化和作用是广义的水文学的重要内容。我们把关于河流、湖泊的知识称为陆地水文学,哪么关于大气中的水分的知识就是“空中水文学”了。


三、空气中水的开发

   

    人们在逐步认识空中水的同时也不断提出了一些新奇的设想,例如,能否根据用空中水的情况预报降水?能否改变空中水的运行路径,从而改变雨水的分布?能否耕云播雨?

   按照专家的设想,空中的含水量越大,形成的降水量也应该越大。人们沿着这个思路分析历史上空中的最大含水量,从而估测处当地的最大暴雨值。但是理论与实践都说明,降水量与含水量的关系远没有这么简单。

   众所周知,空气的流动必然会带动着空气里的水汽一起流动,要想利用本地的空中水,不仅要知道空气中原有多少水,还要计算处流经本地的空中水量,于是专家又计算了水汽的流量。

   以我国为例,根据空中各层的风速和含水量,专家计算出每年大约有18万亿吨的水汽流经我国,每年有1万多亿吨的水汽流经新疆,水汽的流量还是相当大的。这么巨大的水汽量对降水似乎是非常有利的,于是有些人大胆提出,炸开喜马拉雅山,以便把印度洋的湿空气引入我国西北,从而改变那里的干旱状况。

   空气中的水主要在离地面6千米以下的气层中流动,6千米以上或更高的空中,风速大而水汽少,靠近地面的地方水汽多但风速小。在地面到高空存在一个水分输送量最大的层面,它的位置在距离地面1500米附近。

   空气中的水汽在变成雨水之前先是变成了可以降水的云,当存在着适宜的条件时,通过人工作业,在云中播撒一些催化剂,从而使降水量有所增加的试验早在60年前就取得初步成功。,

   空中水、降水和蒸发是在大气的影响下互相联系的三个环节,在关注空中水、降水的同时,我们也关注人类活动对蒸发的影响。近年来推进南水北调和北水南调的活动,使每年有数百亿立方米的水分异地蒸发,这样大量的水分的异地蒸发对空中水的补充和降水的影响肯定是存在的。

   开发空中水资源是个改造自然的大题目,对此科研界已经有了不少想法和实践,但是要想取得进展,就需要对空中水和它联系着的降水、蒸发有系统的新认识,这里有大量的问题等待人类逐步弄清楚。




https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1320167.html

上一篇:感谢各位、各国朋友光顾我的博客
下一篇:绿灯应当由谁来管?不应当是我!

7 檀成龙 尤明庆 周少祥 郑永军 杨学祥 宁利中 刘秀梅

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (2 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2022-5-18 14:52

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部