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对大气可降水量、降水转化率概念的质疑与讨论(3)
张学文,2013/4/6
(3)降水量与可降水量的比值的准确含义-水分循环次数
l 如果某地方的年平均降水量是R=1000毫米/年,而空气的年平均含水量,即大气可降水量是P=25毫米。则R/P=40/年。即这个比值=40/年。它显然不宜直接称为降水效率。那么它是什么含义?
l 略作分析就认识到“40/年”的物理含义是在空中的含水量仅为25mm的情况下,要实现了年降水量为1000毫米/年,就需要对空中水补充40次(回)!即“40/年”代表一年水分循环40次。
l 换句话说,一年是365天,要补充40次空中水以抵消降水,以40除365天,就得到9.125天。它是什么?它显然是空中水需要每9.125天补充一次,才可以维持每年有1000毫米的降水量,而且空中水依然那么多(没有丢失)。
l 空中水需要9天多补充一次,这正是水分循环中一再提到的全球大气的水分循环的平均情况。确实。科学工作者指出空中水大约9天循环一次正是通过把全球的年平均降水量1000与全球的平均大气持水量(可降水量=25mm)的这种换算而获得的。要知道1000毫米的年降水量/年,25毫米的可降水量正是全球的年降水量的平均值和全球大气的空中水的平均值。所以我们举1000mm,25mm这种数据为例,无形中把读者引到全球的平均情况的分析中去了。
l 于是我们明白对(降水量/可降水量),R/P,略作变换,变成P/R,就获得了水分循环一次所需要的时间长度。
l 所以我们的正面认识是R/P,即当地的降水量与可降水量的比值,表示对应当地,该时期(年、季、月…)的水分循环次数,而P/R则表示水分循环一次需要的时间。
l 而上面的计算可以针对全球,也可以针对当地、或者某一个区域。
下面的表就是我在刘国纬的水文循环的大气过程一书表3.2(67页)和205页的降水量数据基础上计算的当地空中水一年的循环次数表。只要你有对应区域(甚至单点)的降水量和可降水量数据,大家都可以做这个计算。表中最后一行是全球的平均情况。
下表中的降水量取自刘国纬书205页,其他数据是其67页的表中或者张学文计算的。
全球各大洲的年平均降水量、大气含水量以及本区的水分循环平均次数
区域(仅指大陆) | 降水量R | 可降水量P | 一年(365天) 循环次数N | 水分在当地循环 一次需要的天数T |
对应单位或者公式 | (mm/a) | (mm) | N=R/P | T=365/N |
欧洲 | 769 | 14.7 | 52.31293 | 6.977243 |
亚洲 | 631 | 21.2 | 29.76415 | 12.26307 |
非洲 | 725 | 28.7 | 25.26132 | 14.44897 |
北美洲 | 805 | 16.4 | 49.08537 | 7.436025 |
南美洲 | 1597 | 29.5 | 54.13559 | 6.742329 |
大洋洲 | 456 | 24.1 | 18.92116 | 19.29057 |
南极洲 | 177 | 1.5 | 118 | 3.09322 |
全球(含海洋) | 1000 | 25 | 40 | 9.125 |
l 所以,在我看来,某些作者固然计算、讨论了降水量/可降水量的值,但是却误解了它,这不仅引出了不妥当的结论,而且把它包括的重要物理意义给掩盖,忽略了。
l 关于可降水与降水量的讨论到此为止,后面要转入另外一个关注点:水汽输送量与降水量的比例的物理意义问题。
此前的论题:
(1) 可降水量的单位是含水量乘时间吗:http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-676827.html
(2) 降水量与可降水量的比值是降水效率吗http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-677085.html
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