气象学中是否有宏观规律，方程（1）？

张学文2022 01 30

大人物说提出问题比解决问题更重要。当然提错了问题也可能有副作用！

这里我胡乱提个问题，也可能提的本来就不妥当。

这里提出气象现象是否要提炼宏观规律性的问题。

例子1 云的规律性的尺度

气象学用显微镜观察雨滴，云滴，雪花的结构，计算其质量的大小。这种研究应当属于对云，降水的微观长度的研究。有人把目视的云以其外形分了10类，这应当属于，另外一个尺度的云的分析了。而有了气象卫星，我们可以看到上千公里范围的云的分布特征，而这方面的分析就应当算宏观尺度的分析了。

例子2 气象中的基本方程的尺度

气象状态是由空气形成的。空气是气体物质。它们都服从关于气体的状态方程，牛顿的运动方程，质量守恒方程等等。而理论家则把这些方程写为单位质量物质（空气）的规律性。气象的宏观特征是由这些单位质量的空气的分析计算而汇总的结果。不妨认为这些气象学的经典理论公式都是针对空气微团的（而不是面对气象对象总体的）。

例子3 冷高压，台风，等等的尺度

气象学中的冷高压可以有数千公里长，台风的尺度也是数百公里。冷高压，台风，西风带，梅雨，等等显然都是气象学意义下的宏观尺度的现象。太阳一照，让半个地球成为白天，这显然也是宏观尺度的气象现象。而比较可惜的是，气象学对这些宏观气象对象的规律性的定量理论公式是比较少的，难以直接引用的。

以上三个例子说明，气象理论的分析用力角度与气象现象的尺度是存在明显的尺度差别的。或者说

提炼有关宏观尺度气象现象的理论、方程的工作似乎是一个空白。而（但是）现有的小尺度的理论方程反而成了理所当然的唯一的气象理论代表作。或者说气象学仅存在如何把物理学的用于单位质量大气的基本公式如何用好问题，不存在寻找宏观气象现象单独存在的理论公式。

是这样吗？

这种认识可能妨碍了我们寻找宏观气象规律性的念头。其实想一想，我们未尝不能具有关于大气总体性的，宏观的规律性知识。

下面是初步想到的例子

1.        全球地面大气压力的平均值应当是一个常数。这显然是一个宏观的气象规律。它依靠大气质量守恒，大气在太空中的封闭性（空气也不进入土壤，水体）

2.        全球每天的降水量应当是个常数（尽管其降水地点每天差别寒冬）。一天不降水，空中水的数量就增加11%。这也是面对总体的推论。

3.        任何时刻地球总有50%的面积是夜间。而太阳能最强的区域则是向西移动的，每天移动360度！（经度）

4.        大气虽然时刻在变化，运动，但是气体空气的位能（吉布斯自由能？）运动总是处于其力所能及的最小值。

5.        全球大气状态所对应的信息熵（我称为大气的复杂程度，一些人称为大气的热力学总熵）应当最大。

6.        要列举的例子应当很有很多…如晴天面积、云天面积，雨区面积，暴雨面积占有的比例应当基本不变等等等等

也许我们应当把大气基本方程的直接应用暂时放在一边（不是扔掉），而是让它折射为（变换为）关于大气群体的规律（定量的）。