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答将大和博主:关于“可降水量”一词

已有 1633 次阅读 2022-11-22 17:47 |个人分类:气象|系统分类:科普集锦

答将大和博主:关于“可降水量”一词

张学文,2022 11 22

今天看到蒋大和博主 https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=609047 的一个问题

请教:气象学中的可降水量究竟是怎样定义的?一些文章的解释和说法是,地面向上空气柱全部水汽的质量。这样的话,空气柱里面的液态水(云、雾、雨)和固态水(雪花和冰晶)不算在内?

 

就此谈谈我的认识

1.     气象学与水文学中的可降水量一词,按照字面的含义就是空中所有的水分如果都变成为降水,那么它们相当于多少降水。更具体一点就是当地的空中水(包括气体状态的水汽与云里的水分)全部凝结变成为当地的降水,其降水的厚度是多少?这个理解与您的:空气柱里面的液态水(云、雾、雨)和固态水(雪花和冰晶)大体上是一致的。

2.     但是空气中的气体状态的水汽的测量在每个气象站都每天进行,而云中的液体、固体状态的水分则没有常规观测,而且与气态水比起来它们小很多。所以可降水量的数值其实就是当地空气柱中的气体状态的水量的数量。

3.     另外鉴于空气中的气态水主要集中在对流层,一般统计的可降水量就是对流层中的各个气层中气体状态的水分的总量。其单位则简化为对应的液体水的厚度。这样它的单位就与降水量的单位统一了。这也利用把它与降水量做对比。

4.     即便是对流层中的各层的气体状态的水分也不是每个气象站都可以观测计算的,它仅在有探空观测的气象站可以开展观测,然后再计算它。这计算也是分层进行水汽密度乘以厚度,再汇总为当地的当时的对流层可降水量(不同地点、不同时间它的值都在变)。

5.     我国的可以计算可降水量的气象站站点不足200个(探空气象站)。而我国的一般气象站远不止1万个(含自动气象站)。所以可以求得可降水量的地点不算多。

6.     大量的测算结果是可降水量的数量值大致折合为1-60毫米。即即便我们有本领把对流层的水汽全部挤干变成降水,它形成的降水厚度在1-60毫米的范围内(1-60公斤/平方米)。

7.     各地不同时刻的空气柱中的可降水量是变化的,计算它要依靠有探空观测数据。这都很不方便。对于没有探空的地区如何估量其可降水量?这更是问题。

8.     本世纪初我做过一个统计:发现地面观测的水汽压力与可降水量的关系很好。结果获得一个简单又统计质量比较高的公式。它就是w=1.74e。即地面的水汽压力e(以百帕为单位)乘以1.74就是空气中的可降水量w的数值(以毫米为单位即折合的水层厚度)。

9.     有了这个公式,任何一个地面气象站的水汽压力数据立刻就可以折算为空气中的总含水量。这为空中水(可降水量分析)分析提供了很多的方便。

10.  此文章可能是我发表的最短的科技文章,但它也是我发表的文章中被引用次数最多的文章。它发表于我国的“气象杂志,文章名称:可降水量与水汽压力的关系,2004年20卷2期9-11页。(我退休6年后)




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