林之光研究员谈降水历时等等

张学文，2016/10/6

今天林之光研究员来电话说他针对我关于雨时的博客，发了一个文章。见于2016年9月2日气象报。

下面是我从网上获得的该文。也顺便感谢林研究员的热心和认真。

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研究降水时数问题的启示

林之光

日期 : 20160902
期号 : 3986
版号 : 03
版名 : 科技
副题 :
副题 : ——兼答张学文研究员的博客评论
作者 : 林之光
标题 : 研究降水时数问题的启示

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      日前，我收到了原新疆维吾尔自治区气象科学研究所所长张学文研究员的一封回信，回信内容主要是他的两篇博客论文、评论以及肯定我过去提出的“降水时数”概念，同时编进了另几位博主的相关评论，他们都认为“降水时数”概念具有“独立的气候学意义”，也很有现实意义。

       我撰写过一篇题为《我国降水时数的时空分布》的论文，初发在《地理学报》 1983年第4期，修改后收入我的专著。过去，在我国气象观测和气候学研究中，对降水的持续时间只有降水日数这一个指标。而这个指标极其粗略：凡日降水量达到0.1毫米及以上，都记作一个降水日数，而不管这一天里降水是1分钟还是24小时。因为，仅用降水日数指标来代表降水持续时间，会给科学研究带来错误的结论。

       例如，云南德钦县和思茅区的年均降水日数相近，分别为165.7天和165.3天，但两地年均降水时数分别为2237小时和909小时；河南许昌市和云南瑞丽市的年均降水时数相近，分别为822小时和833小时，但各地年均降水日数分别为87.3天和164.3天。这是因为影响两地的降水天气系统不同：低压气旋系统多的地区雨日少而雨时多，午后局地性雷阵雨多的地区则雨日多而雨时少。

       用两个不同的降水持续时间指标，可能得出的干湿气候年变化类型相反。比如，我国许多山区的中上部和迎风坡，冬季降水时数不少，但雨量和雨日极少（因为日雨量不到0.1毫米而不能记雨日）。按雨量和雨日指标，这些山区的冬季是干季，但实际上因雨时很多，当地多阴湿天气。比如，11月至次年2月，新疆喀什的月平均雨量只有3.2毫米，月平均雨日仅1.8天，属于干季。但该地月平均雨时多达60小时，即每天两小时，人体感觉该地是冬湿夏干的气候。这从相对湿度年变化可以得到证明：喀什冬季月平均相对湿度为62%至72%，而夏季仅为38%至45%。再如，乌鲁木齐的雨量年变化是冬少夏多型，降水日数是全年均匀型，但降水时数是鲜明的冬多夏少型：冬季月平均降水时数188小时，夏季只有62小时左右。因此，乌鲁木齐的相对湿度年变化是冬高夏低型，冬季平均湿度在80%以上，夏季只有38%至42%。

       在山区垂直方向上，也有类似的情况。例如，我研究过武夷山北部黄岗山地区南北两坡的降水情况，降水量和降水日数都是从山麓至山顶（2100米）一直增加，且山顶降水量几乎是山麓的2倍，但在1822米（北坡）和1648米（南坡）高度的降水时数最多（其上下降水时数都少）。这意味着如果山更高，降水量和降水日数也会出现最大降水高度，但这仅从目前降水量和降水日数垂直分布情况是不可能推断出来的。

       造成我国缺乏降水时数研究的原因并非是我国没有降水时数的观测和记载，而是没有要求进行统计并上报。如此，中国气象局整编出版的任何气象资料中就都没有降水时数这个项目。当然，要说明的是，我国很早就在许多台站配备了自计雨量计，能记录到降水时数。但它和普通雨量筒一样，不能感知毛毛雨，所记降水时间也是达到一定强度以上降雨的时数，无法全面体现对气候干湿的影响。因此，我论文中所用全国分布的352个站的降水时数，都是从原始气象报表中摘抄统计出来的，工作量很大。

       张学文对空中水汽、地面降水等问题都有深入研究，他建议将“降水时数”改为“降水历时”，我是赞成的。另外，他还引申“降水概率”的概念，从另一个角度反映降水的持续时间问题：全国年平均降水时数约900小时，即我国平均每年有1/10的时间在下雨，或者说有10%的面积在下雨；柴达木冷湖年平均降水时数为87小时，即当地任何时刻的降水概率小于1%；而四川峨眉山年降水时数为4144小时，即当地降水概率为50%。

       张学文认为研究降水时数很有现实意义，其他许多气象要素和天气现象中也都有持续时间的问题，他也因此提出了“暴雨历时”“冰雹历时”“严重雾霾历时”“高温和低温历时”等概念，并在他的博客论文中简单介绍了它们的用途和意义。他认为，持续时间这个问题“并不是（过去）气候学中都认识到的”。

       其实，关于气象要素和天气现象的持续时间问题，气象部门过去也曾经在全国或部分台站开展统计研究。新中国成立之初，气象部门就要求将日照时间的观测和统计数据上报。因为太阳辐射是气候形成的一个主要因素，而日照时间就是太阳辐射的持续时间，因此在气象部门整编的资料中都有日照时间和日照百分率。近些年来，为了发展清洁能源，气象部门专门统计全国各地风速在3至22米/秒的风的持续时间。这是因为风力发电机发出的电压是固定的，风力发电机桨叶的转速也是固定的，风速小于3米/秒达不到固定转速，大于22米/秒的风有毁坏风机的危险。

       再说雷暴。我国有两个多雷暴地区，一个是海南岛和华南沿海，另一个是青藏高原东部。两地雷暴日数相差不是很大，但两地雷暴时数却相差很大：海南岛气温较高，多为长（时）雷暴，而青藏高原气温较低，多为午后短（时）雷暴。两地雷暴日数相近的原因也是因为不管响了几声雷，还是响了几小时雷，都只记一个雷暴日。

       此前，中央气象台曾统计了全国12个站点的冰雹持续时数，因为冰雹是重大灾害性天气，如果冰雹强、持续时间长，会导致其移动路径上的农作物颗粒无收。结果也指出，在我国东部地区，南北方冰雹日数相差不大，但北方冰雹平均持续时间比南方要长。

       目前，我国气象台站需要观测的天气现象有50多个，例如龙卷、极光、沙尘暴等，但只是要求统计日数而不要求统计持续时数。不过，在报表的天气现象栏内，都对持续时数有或详或略的文字记载，这是我国一个“藏在深闺人未识”的丰富的气象信息资源。

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气象学中的一些时间统计单元（日）确实太大了

张学文，2016/10/6

今年由于量子通讯卫星上天，“量子”一词让真懂和假懂的人已经解释得天昏地暗。我这里也来搅一搅浑水。

我把量子理解为某对象的最小单位：光量子是光的最小单位，对此好像理论家认可

另外（这就是我的理解了）负电的最小单位就是一个电子所带的电量

原子是19世纪化学家认可的物质的最小单位，所以原子应当是物质的量子。20世纪进而发现质子、中子，于是物质的量子就是中子、质子、电子…以致更小的…于是多么小 对象可以称为量子是可能变化的。

总之数学家强行把0定义为最小的数，这在物理学上有其不方便之处。物理学认为最小的物是该物质的一个量子，比一个量子更小的该对象（物质）是不可能真的存在的。

好了，以上是半哲学半物理学的妄议，下面转到气象学问题。

结合气候学家林之光对气象统计中的降水日数的挑剔、批评（他认为统计降水日数太粗，应当统计降水的小时数，而不是日数），我们不妨认为过去的气象学在统计某些气象现象时把“一天”看作是统计单元是太大了，结果是很容易扭曲了天气现象究竟占有了多少时间的真相。见：http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1006997.html

换为时髦的“量子”帽子就是气象学在统计天气现象时，以日作为最小单元（量子）是太大了。而合理的做法是改为以小时，分钟，秒数计量。

我提出用降水历时，或者说历时一词，就突出了该气象现象占有了多少时间而不是多少天出现了这个现象。