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发现真锅淑郎诺奖论文的一个荒唐情况:沿高程递减的相对湿度的天空竟然有云的存在
2022年1月7日,在2021年诺贝尔物理学奖颁布后,我写了一篇“2021年诺贝尔物理学奖获得者真锅淑郎论文错误之一二”的博文。2022年1月26日,又写了一篇“真锅淑郎模型给定相对湿度分布存在的基础热力学问题”的博文,都分析了真锅淑郎气候模型中所给定的沿高程递减的相对湿度存在的问题。结论是该模型既不符合相对湿度的热力学定义,也不符合地球大气系统的实际。
所述内容大致如下:
热力学中,为了表征湿空气接近饱和的程度,相对湿度的定义式为:
h=100%(pw/pws) (1)
式中,pw为湿空气中水蒸汽的分压力;pws是湿空气温度下的饱和水蒸汽压力。
真实大气的相对湿度随时随地都在变化。
然而在真锅淑郎(Manabe)的获奖论文中,却给出了如下相对湿度分布:
h=h0(p/p0-0.02)/0.98 (2)
式中,h0和p0分别为地表相对湿度和大气压力,h0=0.77;p为某高程的大气压力。
根据式(1),相对湿度仅取决于“当地”湿空气的水蒸汽分压力和湿空气温度下的饱和水蒸汽压力,与湿空气压力无关。但是在式(2)中,相对湿度却正比于大气(湿空气)压力,与热力学中相对湿度的定义相冲突。
根据式(2),海拔越高,大气压力p越低,相对湿度越低,亦即空气越干燥,这意味着全球的天空都不可能出现云。然而,尽管在天空中看不到云层并不罕见,但总的来说,40%-60%的地球表面被云层覆盖((Spiridonov and Curic, 2020; Manton, 1983; Houze, 2014),像珠穆朗玛峰这样的冰川终年积雪。珠穆朗玛峰位于低纬度位置,可以接收足够的太阳辐射能。但由于其海拔超过大气0℃温度线,因此其山顶终年积雪。显然,该文给出的相对湿度分布不符合实际,因此不能作为大气热平衡计算的参考状态。
…………
以上分析足以说明真锅淑郎气候模型的错误。
…………
今天,这个问题又被拿出来说,是因为我昨天在其论文中发现了一个非常荒唐的情况,我之前没有细看,它“雷”得我几乎外焦里嫩了!那就是真锅淑郎的实际计算中,在他所做的沿高程递减的相对湿度的假设条件下,本应“异常干燥”的天空,他老人家却明晃晃地列入了“云高”和“云量”参数:

自相矛盾的情况出现,请教各位,这个问题该怎么看?
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GMT+8, 2026-7-15 09:01
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