对大气可降水量、降水转化率概念的质疑与讨论（4）

张学文，2013/4/7

4.（降水量与输入水量的比值是降水效率吗）+结束语

l       这些年来关于各个高度的空气湿度数据和风速数据比较容易获得，于是人们在研究水分循环问题时，经常针对某区域利用空气比湿数据与风速乘积的随高度的合计值进而去计算每年流入本区域的水汽的总数量Q，然后再以本区域的降水量R拿来作对比。应当说这样做显然丰富了我们对大气水分循环的认识。我们显然不能批判这样做有错误，而应当说对认识水分循环有好处。例如一些计算显示，每年进入我国的水汽总量大约是18万亿吨。

l       人们自然不满足计算出了这个水汽通量的数量级，而是要用它与降水量作对比。例如对中国，其年降水量大约是6万亿吨。于是研究人员宣布，我国每年的降水量大约的水汽输入量（18万亿吨）的1/3，这可以看作是输入的水量所形成的降水效率！（这种论点包括了一个潜在观点：降水都来自外地的输送）

l       这么认识我国的水汽流动情况与降水情况的关系有问题吗？表面上看似乎没有问题。而且每个国家、省区、县都可以这样研究本区域的水分循环和对应的降水效率。

l       注意，这里的研究者就不提“可降水量”所联系的降水效率了，而改为用“水汽的输入量”议论、评论降水的效率了。

l       我的插话是：这样定义的”量”固然可以计算（在很大大面积的区域），但是物理学或者气象学是否可以从理论上证明这个流入量越大其降水量也越大？

l       冷静地考虑一下就看到气象学没有一种理论指出水汽的流入量与降水量必然是正比例的关系。突出的反例是对于降水量很大的岛屿，其水汽的流入量并不大，可它的降水量不少；而且当我们考虑全球问题时，水汽的流入反而变成了零，可全球依然存在降水！

l       其实前面的计算是一种气候学的水分计算。预报员每天面对天气。他们每天看着空中有水汽流入本省区，但是这些水汽都是来去匆匆而不下雨。请注意这时的水汽输送量形成降水的效率竟然是0！要知道，降水是不连续的自然现象，而水汽输送量也好、可降水量也好它们都是连续变量。把它们简单地连起来，可能没有把读者蒙住反而把自己搞糊涂了！

l       其实天气学给我们的认识是降水量不是与水汽输送量成正比例，而是与水汽的输入量与输出量的差成正比例（在蒸发量相对比较小的降水阶段内，即在天气学意义下，而不是气候学意义下）。--这提示，气象学者应当去计算水汽的输入量与输出量的差，现在的计算机那么方便，计算两个量的差，属于小菜一碟！

l       但是，我很少看到有人公布计算结果。这为什么？我猜这里面的核心点是计算结果难以与降水实际很符合，而不能自圆其说的局面很多（故而文章少见）。谁愿意发表有负结果的论文！

l       求输入量与输出量差值，结果令人不满意（联系着理论的不完整以及“差值”的误差太大），于是作者们退而求其次：以输送量议论降水量（反正文章可以发表）。

l       所以讨论水分循环计算水汽输送量可以，但是你不能夸大这个量的重要性，不能拿它与降水量的比值作为进一步推论的立足点。自然你也不能拿它蒙人。

l       遗憾吗？也许。我在想。这些困难告诉我们：关于水分循环的理论，现在依然是气象学中既很重要又水平很低的环节。它期待的是突破，而不是自吹如何神奇或者把要害问题掩盖、淡化。

l       气象学以空气的运动规律的探索为主线，空中水在哪里只能是附带考虑考虑。把空中水立为学科，水分循环就成为它的核心问题，探索水分循环的规律性、内在机制就是要必须攻克的堡垒了。气象学或者空中水文学不仅需要喜欢发表文章的学子，可能更需要准确提出问题（有望解决的科学问题）的学者。

参考网页：

之一：可降水量的单位是含水量乘时间吗  http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-676827.html

之二：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

之三：对大气可降水量、降水转化率概念的质疑与讨论：http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-677435.html