7.4第7章第4节大气的平均温度、压力是多少—气象统计学私探（39）

张学文，2020,11,11

       我们在前面已经简要地讨论了全球的大气压力，大气的温度为不同数值的情况占据了全球大气的总质量的百分比（分布）问题。并且初步获得的结论是它们符合统计学中的均匀分布（概率密度分布函数）。这里的地球大气中的气温、气压都是具有上界与下限的。气温、气压的具体数值不仅都在对应的上下界内而且不同温度、压力数值占有的空气质量是相同的。

       如果问你某地的平均气温是多少，你可以不难获得（从气象书籍，或者气象网站上）平均气温的数据。如果有人问全球空气的平均温度是多少？或者空气的平均压力是多少，你如何理解这个问题的含义，又如何回答呢？

       显然，你不能说这个问题问的错误，但是气象图书、网站上不提供这种问题的答案。应当说气象统计学应当回答这种基础问题。现在我们根据最近两节的对气温气压分布的分析。讨论这两个问题的答案。

       前面两节的初步结论是地球大气的气压、气温都是均匀分布。而根据概率论知识，均匀分布的随机变量的平均值就是其上下限的平均值。

       例如对于大气压力而言，其最小值就是大气压力为零，而其最大值应当出现在大气的最下层（即地面附近）。而我们知道在海平面上大气压力的平均值大约是1013百帕。据此，把0与1013取平均，我们获得506.5百帕，这个506.5百帕就是地球大气的平均压力了。

       确实大气压力的平均值不能用海平面上的压力来代表，也不能用50公里高空的大气压力为代表，而在知道大气压力是均匀分布以后，我们轻易的明确用0与1013取平均才是地球大气的平均压力。

       气象部门多年来分析中层大气的情况，所谓中层，就是500百帕等压面上的气象状况。而500百帕等压面与我们这里获得的506.5百帕是差别很小的。于是不妨说：

全球大气的平均压力就是500百帕。它大约位于5.5公里的高空。

   关于全球气温的平均值问题，我们根据上界已经知道的大气气温的下界是201°K,大气气温的上界是298°K，根据大气气温基本服从均匀分布，所以把它们的平均值250°K，看作是地球上的全部空气的温度的平均值。换算为摄氏温度，就是零下23℃（-23℃）。

结论地球全部大气的平均压力大约是500百帕，平均温度是零下23度。