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空气与水汽的日平均游程的概念与分析

已有 103809 次阅读 2024-2-16 18:38 |个人分类:空中水科学|系统分类:观点评述

空气与水汽的日平均游程的概念与分析

张学文,2024 02 16

考虑问题的着眼点很重要。着眼点取得好,可能一路顺风,---获得不少知识

 

现在我们就笼统的分析一下空气的日平均游程与空中水汽的日平均游程问题。

 

所谓“空气的日平均游程”,就是地球上的空气平均而言,每天大概移动多少公里。这应当是世界各地、各个高度上的空气的水平移动速度的平均值。对应地“水汽的日平均游程”就是地球上的空气中的水汽平均每天大概移动多少公里。

 

关于空气每天大概移动多少公里问题,可以先分析空气的平均速度。然后用速度乘以24小时,就是空气的日平均游程了。而根据《熵气象学》一书的分析(气象出版社,1992),空气的平均移动速度是8.13 m/sec.1天是86400秒。所以空气 日平均移动距离是86400秒*8.13m/sec,=702公里.即空气每天平均移动702公里。这应当是从地面的弱风到11公里高度上的急流,再搭上30公里高度等等上的各种风速的平均值(依大气密度求平均)。

 对于水汽我们自然也可以做类似的计算。鉴于水汽主要分布于5公里的高度以下,所以我们应当取水汽主要存在区域中的水汽移动速度做统计。如果我们忽略(气象学历来如此)水汽与伴随它应当的空气的速度的差别,则仅分析水汽主要存在区域中的空气平均速度就可以代表水汽的运动速度了。

 是的,由于1.5公里高度上的水汽压力已经比地面附近的水汽压力小了50%,于是我们不妨初步认定1.5公里(气象上是所谓850百帕)高度上的风速就代表了水汽的平均运动速度。

那么860百帕等压面(1.5公里高度)上的空气的平均运动速度是多少呢?

 我吃力的查到我曾经写有一篇题为“风的分布律”的文章(是我发表在新疆气象杂志1983年1期,1-8页 上海自然杂志1984年,734期,317页有其提要)。该文字的图中给出了850百帕上的平均风速是6.6m/s(仅是某日的平均值?)。现在我们不妨初步以此为全球1.5公里高度的水汽的平均值,而这也是全球水汽的平均移动速度。这样我们看到水汽的这个运动速度(6.6m/s)比空气的平均运动速度8.13m/s 要小。它对应的每天的移动距离是570km/a,即空中的水汽大概以每天570公里的速度在运动。

 如此分析空气在空中每天平均游程是702公里,而水汽大概是每天平均游程是570公里。即水汽平均移动速度仅是空气移动速度的81%

另外我们已经知道水汽平均在空中的滞留天数大致是9天。570*9=2340所以平均而言水汽在空中仅移动两千多公里。就变成降水而返回下垫面了。

这个分析再一次提示我们,降水的水汽来源地应当在降水地点的2000公里以内的范围内。这个认识显然对我们认识降水的水汽来源有帮助。或者说这是我们认识水汽运动的一个角度。

水汽平均的日游程--可以作为空中水科学的一个专名词?它是一个分析空中水问题的着眼点?



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