关于空中水的几个悬题（1）

张学文2011/11/12

1.       空中究竟有多少水汽?现在的数据是从探空资料计算出来的。一般认为它折合（平均）为25毫米厚的水层。但是在《空中水文学初探》等处，我提出是目前公认值的6倍。即空中水汽是6个水分子的聚合体，其分子量是108，它们依然是理想气体。水汽的铅直分布符合分子量=108的理想气体的静力学关系，而严重偏离分子量=18的理想气体的静力学关系。尽管新理论符合，水汽铅直分布的事实，但是此事等待更多的实验验证。而如果新论点成立，我们关于空中水的利用等等的环节都需要理论修订。

2.        “外来水分在降水中占的权重”问题。我不认为这是一个错误的问题，但是我认为人们讨论这个问题是忽略了一个重要环节：论域的面积。如果你讨论的是1平方公里的面积，可以说百分之百的降水是外来水分形成的。如果是指全地球面积，则这个比例是0，即没有地球以外的水汽来地球形成降水。所以不考虑论域面积谈这个问题，没有意义。

3.       低层（包括蒸发）水汽对降水的贡献是否比高层水汽要大的问题：以前没有想过这个问题，檀成龙提出了这个问题，他认为低层水汽贡献大，我认为这个看法合理。我过去的计算中隐含了各种水汽对降水的贡献相同的假设。目前定量计算低层水汽对降水具体贡献是困难的。

4.       无效的水汽通量问题：需要承认大部分时间的水汽通量对本地降水仅是匆匆过客而无贡献，只有少数时间的水汽流入与降水有关。这是天气学实践，也是降水仅发生在一年中的大约1/10的日子里的必然逻辑分析结论。笼统地计算水汽的年流通量，认为每份水汽都对降水有贡献的认识是不正确的。把这个物理量的意义过分夸大，会误导我们对水分环流的准确认识。

5.       水汽通量的差额=降水量（蒸发）？这是前面问题的一种延伸。现在水汽资料容易搞到，水汽通量计算也是小菜一碟。可一个论域面积的水汽通量的差（输入-输出），照理应当与降水量、蒸发量、径流的形成量、散失量（含地下水）互相平衡。如果不一致，你就自相矛盾。1篇自相矛盾的文章可以发表是献丑还是献艺？确实，如果某论域的水汽的流入大于流出，该期间它发生了大降水？而有的计算指出某干旱地区的空中水流出大于流入，难道沙漠变成了空中水？如果文章作者自己依然不理解这层关系这就…了。所以在数据十分丰富的今天，我们不能盲目计算，起码需要自圆其说吧。我认为空中水科学应当把此类问题提出来。