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南北半球850百帕一月份的比湿值与纬度的统一函数关系,不错!
张学文 2022 03 27
在https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1330984.html 中我们给出北半球1月850百帕等压面(大约离海平面1.5公里)上比湿对数值与纬度的余弦的关系不错。而这也提出了南半球的情况如何的问题。那里也是这种关系?
我们注意到北半球1月恰好是南半球的夏季,还希望南半球与北半球的这种关系是否可以用一个统一的公式表达的问题。经过分析的结论是:
我们确实可以用统一的一个公式表达南北半球,850百帕等压面上的比湿q 与纬度φ的关系。我们求得的公式如下
log(q)= 2.3391cos(φ)- 1.3094
此公式的R平放值是:R2 = 0.9682 ,比北半球的值略低一点(0.9936)。其对应的图如下
其有关统计的表如下
纬度(南纬以负值表示) | cos(纬度-4)的值 | 比湿值(1月) | 比湿对数 |
60 | 0.438372 | 0.5 | -0.30103 |
50 | 0.587786 | 1 | 0 |
40 | 0.71934 | 2.5 | 0.39794 |
30 | 0.829038 | 4 | 0.60206 |
20 | 0.913546 | 7.5 | 0.875061 |
10 | 0.970296 | 10 | 1 |
0 | 0.997564 | 12 | 1.079181 |
-10 | 0.994522 | 12 | 1.079181 |
-20 | 0.961262 | 8 | 0.90309 |
-30 | 0.898794 | 5 | 0.69897 |
-40 | 0.809017 | 3 | 0.477121 |
-50 | 0.694659 | 1.8 | 0.255273 |
-60 | 0.559194 | 1.5 | 0.176091 |
这里特别需要说明的是在求纬度余弦时,对纬度做了订正。订正值是4度。即所以的纬度值都减去了4度以后再参加计算。
为什么这样做?
我们知道1月日光是偏向南半球的。其在冬至日(12月)太阳能偏南23.5度。这导致全球最热的地点不在赤道而是在南半球,随之,比湿的最大值也偏与南半球。但是太阳偏南22.5度,比湿的最大值就没有偏南到这种程度。这里4度实际是体现了1月比湿最大值不在赤道上,而是偏于南半球。但是它仅偏南了4度的水平。所以此图可以把南半球与北半球的比湿统一分析、用公式表达,而且公式中体现比湿所在纬度偏南程度4度。是合理的,是比前面的公式更体现了客观的统一的规律性。附带说一句,为什么是4度,这是通过与更大,更小的偏移量的对比中获得的误差最小的公式(具体计算过程粗略)。
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