科学新名词：降水量（蒸发量）的气压当量

张学文，2023 元旦

各位新年好！

2023岁末（昨天）我发1博客 https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1415952.html  ，说明降水使得大气中的物质（水汽）减少了，所以大气压力应当减少一点。反之，下垫面水分蒸发变成空中水，就等于增加了大气中的物质，于是大气压力应当加大一点。

这应当是中学物理可以讲明白的问题。

但是过去的气象学从来没有点到这个认识。今天感到既然这个认识思路没有大问题。我们不妨为此再引入两个科学新名词：

降水的气压当量与蒸发的气压当量。

所谓降水的气压当量就是多少毫米的降水使得当地的大气压力减少了多少。

所谓蒸发的气压当量就是下垫面把了多少毫米的水分（蒸发量）补给了大气以后，大气压力的对应增加增加值是多少。

我们把水汽进（蒸发）、出（降水）大气层引起的大气质量变化称为降水量（蒸发量）的气压当量。

显然降水的气压当量值与蒸发的气压当量值的绝对值相等而降水对应的是其负值（空气压力减少），蒸发对应气压增加。

这个值是究竟是多少呢？

多年很少做计算的我的粗估算如下：

1000百帕的大气压力（海平面附近的大气压力值）对应10米厚的水的压力，或者说在海平面附近1万毫米厚度的水层的压力与1个大气压（1000百帕）相等。所以

当地10毫米的水分蒸发量对应当地大气压力增加1百帕。或者说

10毫米的空中水吞吐，对应1百帕的大气压力的变化。

即1百帕的气压变化对应10毫米的水汽吞吐量。

这就是蒸发量、降水量对应的气压当量了。

以上的估算很粗。下面的估算又进了一点：

在引力场中，物质（如空气、水汽）给予下垫面的压力应当与物质（空气+水汽）的数量以及地球对它的引力是正比例关系。写成为一般公式应当是

P=mg

这里的p的压力，g 是重力加速度，m是单位面积上的物质的量。把这个公式去微分得

dp=gdm

这个公式体现了单位面积上的压力变化与单位面积上的质量变化的关系。写为差分公式是

Δp=gdΔh

这里的Δp表示大气压力的变化，g是重力加速度，d是物质（现在是水）的密度，h是物质的厚度。---这个公式说明物质形成（引起）的压力（水汽引起的压力）的变化与物质的厚度Δh之间需要乘以g，d。即乘以重力加速度与水分的密度。因为水分（降水）的密度是1，而重力加速度是9.8，这提示我们10毫米的降水（或者蒸发）引起的大气压力的变化不是1百帕而是0.98百帕。这样前面的估算小与偏差。

更严谨的计算，我暂且没有推演它（欢迎大家补充，简化我的含糊啰嗦的说明）

这样我们就为空中水科学补入了两个概念：

降水量对应的大气压力减少当量：10毫米降水使得大气压力减少0.98百帕

蒸发对应的大气压力的增加当量：10毫米蒸发使得大气压力减少0.98百帕

所以某海域如果是大太阳，一天蒸发了30毫米厚的海水，这可以引起此海域的大气压力增加3百帕（高压增强）。

某区域出现100毫米的大降水，则空气的压力需要减少10百帕（大气压加深）。