空中水资源量增加了5倍？--气象学里存在”水汽悖论”？！之-6-

张学文，2015/5/11-14

谁不为自己的财富突然变大而高兴。根据我们前面的分析，地球大气中的水汽的数量，过去被严重低估了。现在看来它的全球总量不是1.3×10¹⁶kg，而是7.6×10¹⁶kg。地球拥有的空中水资源量增加了5倍？

而这个话的含义是在我们的新认识中，每个地方的空中水汽的数量都是原有值乘以6,即增加了5倍。

具体地说某地方的地面水汽压力如果是e（百帕)，那么根据公式(2),http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-886432.html   就有

m_v=e/g

重力加速度g是9.81米/sec²，水汽压力以百帕e计算时，则就是1平方米面积上的水汽千克数m_v为

m_v (千克/平方米)=10.2e（百帕)  （13）

例如某地水汽压力是10百帕，那么单位面积上的水汽质量就是102千克/平方米。

考虑到液体水的密度是1000公斤/立方米，所以水汽质量折合为液态水的深度h（厚度），自然有

h==10.2e（百帕)  （14）

这里的h 是厚度，以毫米计，即空中水满足静力学关系，它对应的液体水厚度。它与我们经常用的降水量以毫米计的单位就完全一致了。这样也便于与降水量作对比。

我国气象部门一般把50毫米的降水量称为“大雨”（新疆是以24毫米为大雨），显然10百帕的空中水对应(含有)2个“大雨”的水量。

在这种认识下(认为空中水汽满足静力学关系)，我们可以从水汽压力直接计算空中水对应的液体水厚度(空中水汽数量)。根据我国194个气象站的月平均水汽压力的数据（檀成龙给我的），求得我国平均的水汽压力是11百帕（我们对全球的水汽压力平均值取为14.8百帕）。

表4  中国各月的水汽压力与按照公式（14）计算的空中水厚度

（折合为液体水以后的厚度，根据194个气象站的水汽资料，檀成龙提供）

我国的平均年降水量大约是650毫米,而空中水汽的平均值是112毫米。换句话说，在这种认识下，空中水每年更新6次就足以维持年降水的要求了。

把空中水汽的含水量厚度乘以本县、本省、本国的面积就是该区域的空中水汽对应的液体水总体积，按照液体水密度可以换算为该地区具有若干亿吨的空中水。

在这种认识下，我国在任何季节出现大暴雨，其降水量一般都小于其空中的水汽数量。这大约是过去用探空计算的值的6倍。

附带指出,我们过去曾经提出过从地面水汽压力计算整个空中水数量w（经常称为可降水量）的经验公式(可降水量与地面水汽压力的关系，气象，2004,30（2）：8-11）

W=1.74e   (15)

它是系数乘以6，就是公式（14）。即公式（15）是老的计算方法的被低估的水汽含量（学术界认可的）。