任性很大的降水和老实的水汽

张学文,2015/7/15

今年夏季我国东南等地又经历了多次的暴雨的眷顾。不时有一场降水的雨量大于一个月的总雨量的报道。记得马英九刚刚上台时的台湾的一次台风，其雨量竟然达到3000毫米（游泳池的深度）的量级：http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-331935.html   。而干旱的塔里木盆地有的地方可能一次暴雨与年平均降水量差不多。

在遇到干旱的年份，或者来到干旱的吐鲁番盆地，你再盼雨，可老天就是不下雨。

群众听天气预报，核心是预知降水，气象预报员最难预告的也是降水。

我们不妨说，降水是气象上最任性的变量。

天上的雨雪不可能是凭空生成的，它来自空中的水汽。水汽凝结才生成了雨，雪。

气象部门即观测降水也观测空中水汽。

我们问，既然降水任性十足，那么空中水汽是否也是如此？

答曰，不是。

空中水汽是个比较老实的变量，它随时间、地域的变化比较小。

物理学说水汽压力超过（该温度下的）饱和水汽压力，就会发生凝结现象，我们想当然地认为发生暴雨的地方空气中的相对湿度都远远大于饱和的相对湿度。但是气象观测数据中我们几乎看不到全球任何地方出现过水汽压力大于饱和水汽压力的局面。

高空气象观测中一般用温度露点差表达空气的潮湿程度。当空气温度与那里的空气的露点温度相等时，就代表空气以及达到了饱和的程度（相对湿度 100%）。空气温度低于露点温度（即温度露点差为负值）则说明空气已经过饱和了，而应当发生凝结（产生雨滴）。

但是，很遗憾，气象部门几乎是从来没有报道过某地的温度露点差是负值的情况，甚至连等于0的饱和的情况都难得一见。

或者说根据气象部门提供的空中水汽情况，大气总是未饱和，至多是接近饱和的（温度露点差=0）。

我们不妨说，空中水汽是气象领域变化比较小的变量。

鉴于此，就应了我们的题目：任性很大的降水和老实的水汽。

为什么老实的水汽会产生任性很大的降水？

气象学好像没有谈及这个问题。而我总是怀疑我们关于空中水汽的理论存在漏洞。

任何观测仪器都存在最小的误差值，我们不妨把它在气象学意义下的最小单位称为“量子”。

檀成龙分析了平均意义下的降水量与水汽压力存在正相关。“平均”消除了降水的一些任性，在物理上也是合理的，但是鉴于水汽压力的变化程度（任性）没有降水大，水汽压力与降水量的关系自然也不能很高。