形成空中水汽新理论的机会来了--”水汽悖论”？！之-10-

张学文,2015/5/31

天空为什么降水，这是多年来的难题。经典物理对水汽相变提供的理论不足以说明空中的云和降水现象的很多方面，而且一些认识自相矛盾。我们这里在揭露了一些水汽矛盾现象以后引出了空中水汽可能是n个水分子的团簇（H₂0）_n组成的认识（n=6,或者平均值是6），这解释了一些矛盾。在上一讲http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-893446.html  还把水分子团簇对水汽凝结、蒸发所需要的热量吞吐作了提示性的讨论。

其实认为水汽是6个水分子构成的团簇粒子的看法仅是与水汽在空中分布现象比较和谐、自洽。但是这也可以容忍空中水汽是n=4-25 等多种水分子团簇（H₂0）_n的共同存在。也可以容忍n为不同值的水分子团簇的互相转化。

如果我们容忍这种观点，那么我们关于云和降水现象的解释的物理思路就开阔了很多？！

例如我们可以设想在阳光照射下地面的水分蒸发进入空中时，可能是单个的水分子。但是这种单分子水汽比空气轻，它们就类似氢气球那样，而努力向上钻（上升运动）。但是当它们向上运动时遇到了温度低的空气，这就可能使它们变成为水分子的2聚体，或者3,4，…6聚体。而一旦变成水分子聚合体，它就比空气重，而从空中下沉（下沉运动）。结果可能是上升的单分子水汽与下沉的多分子的聚合体在某个高度上汇集而形成了层云。（地球上为什么存在那么多的下边界、上边界清楚的层云，是过去的水汽理论难以说明的）

杨鹏的研究“大气环境中的水分子团簇分布和H⁺（H₂O）_n  (n=4-16)离子的解离”论文（2009年，67卷，2031-2037），提示不同的电场对水分子的各种聚合体的比例有影响，难道这不是理解大气电场对水汽变化的一种思路吗？雷和雨的密切关系早就提示我们电场对降水的影响。

承认空中水汽可以以分子团簇形式存在、承认空中的各种水分子团簇都可以存在、承认不同的温度、电场条件对水分子团簇的变化有影响，显然为理论工作者解释云与降水现象提供了理论创新空间，即提出气象学意义、空中水文学意义的新理论。

如何在空中水汽、云、雨现象的启发下，在分子团簇的新知识的提示下，提出合适的空中水汽、云、降水的新理论的机会已经摆到了面前，具有跨学科知识的学人，应当看到这是一个建立新理论的机会。

形成空中水汽新理论的机会来了。

你具有水分子团簇的丰富知识，具有气象学的知识就可能开发出对空中水科学的新理论认识。