空中水的平均铅直游程概念—空中水概念漫议（2）

张学文，2011/7/23

2011年7月19日讨论了空中水的平均水平游程概念，现在再讨论“空中水的平均铅直游程”概念。

1.       空中水的铅直游程：下垫面的水分（水分子）蒸发进入大气以后到它再次返回地面（变成降水落地）的这个阶段所达到的最大高度。

2.       例如某海岛(海拔高度=0)上的水分蒸发进入大气。它从地面缓慢上升数日以后突然变成云滴，又被抬升到5公里处变成雨滴而最后落地。那么被抬升到5公里就是这些水分在本次水分循环中达到的最高高度。你平时总是生活在海拔=20米的一个城市，但是最近坐了一次飞机，我们可以说你这次出行所达到的最大高度是13公里。即飞机把你带到了13公里的高度。

3.       地球上处处的水分都可以蒸发进入地球再降落。它们进入大气变成空中水最后再落地，所能抬升的最大高度肯定不相同。但是应当有个平均值。在我们无力观测这个高度的情况下，设法估算其平均值是个合适的思路。我们把一些（有时是某地，甚至是全球水分）水分在一次水分循环中的铅直最大高度的平均值，称为空中水的平均铅直（与水平方向的问题对应）游程。

4.       由于水汽直接从空中下沉进入下垫面的过程在当今的气象学中基本是被忽略的，所以空中水返回地面的过程都被认为是通过雨滴、雪花、冰雹这些降水物的形态而落地的。所以空中水的铅直游程包括水汽、云、雨雪等降水物在空中的最大高度。即单独分析水汽存在的高度是不能获得答案的。

5.      我们已经知道空中水汽的平均存在高度大约是1.5-2公里。而水汽变成雨滴、雪花，在落地前还要上升一些高度。我估计其最大值的平均在3公里的水平。所以平均地说空中水的平均铅直游程是5公里。在热带、在强对流天气中，这个值可以大于10公里，在寒冷地区，这个值可以小于2公里。

6.      领域清楚的知识体系，必需有一些自己特有的概念、模型、规律…空中水的平均水平游程和平均铅直游程就是我们的一些初步推荐。它们不是排它的。尽管目前用实验手段获得这些数据还比较困难。但是只要它们可以帮助我们描述空中水的运动特点，我们就可以让这些概念存在。