“蒸发区”概念与水汽在空中的转移问题

张学文，2011/12/9

“蒸发区”是气象名词吗?没有听说过。但是想来我们需要“蒸发区”这个词汇和概念。

天气学里有“雨区”的概念。它就是指某时刻（如今天早晨8时）地球上（或者天气图上）正在降水的区域。雨区总是仅占地球总面积的一小部分。

现在我们依然按刻板的气象学理论分析：下雨的雨区应当是空气湿度很大的地区，尤其是降水强度大的地区，其空气的相对湿度应当是百分之百！按照气象学和物理学理论，相对湿度百分之百的地方，空气再不容纳更多的水分，所以那里应当没有地面的蒸发过程。即强降水区域是无蒸发的地区。

根据这个分析，地球上降水强度大的地区当地当时是没有蒸发过程的。显然，没有降水或者降水很弱的地区，恰好存在蒸发现象的地区。

在承认地面或多或少地存在水分的基础上，我们定义地球上没有降水或者降水很弱的地区为蒸发区。这应当是符合逻辑的。

蒸发本来就是一个难以测量的量，你提出“蒸发区”概念有什么意义？下面就是我对蒸发区的初步分析了：

1.       地球表层空气的相对湿度没有达到100%的地区都是蒸发区。一般理解，除了当时降水强度比较大或者浓雾笼罩的地区都属于蒸发区。蒸发区存在着地面水分向空中蒸发的物理过程，而非蒸发区当时不存在这个蒸发过程。

2.       一般认为，地球上任意时刻，降水区域（正在下雨的“雨区”）占地球总面积的8%-16%。根据上面的分析，地球上任一时刻存在蒸发现象的蒸发区占的面积，大约是地球总面积的95%到88%，尽管在这个分析中我们把蒸发量非常小的沙漠区也归入蒸发区。

3.       晴朗的夏天，泼到水泥地面的水很快在太阳的照射下蒸发了。而天气图上的高压区、海洋上的所谓副热带高压区都是蒸发现象进行得比较激烈的地区。可以说地面的水分主要是在高气压控制的晴好天气从洋面、地面蒸发到空中的。

4.       副热带高压区占据了地球的最大的面积，这个区域没有降水而有强盛的蒸发。这也提示我们从高压区蒸发的水汽需要转移到低压区、气旋区、台风区…以供那里的降水需要。对空中水而言，地面天气图上的高压区是水汽的源，而地面天气图上的低压区、气旋区、台风区，则是空中水的输出端。

5.       气象学高度重视了空气运动对水分的携带作用，并且总是用风速乘比湿去计算这些空气对水汽的输送量。但是空气主要是沿等压线而移动（所谓地转风）。这种沿等压线的移动空气不能把水汽从高压区转移到低压区域去。所以我们需要承认跨越等压线的非地转运动（空气的、水汽的），才是水汽在空中运动中需要分析的环节。这个话的言外之意就是仅分析风速乘比湿这个量是不足以体现水分的转移的。

6.       地球在任何时刻都存在蒸发现象显著的“蒸发区”和降水现象显著的“降水区”。“蒸发区”总是在地面天气图的高压区，“降水区”总是在低压区内。空中水的平衡必然要求空中水从高压区（蒸发区）转移到低压区（降水区）。而过去气象学通常进行的风速乘空气比湿求得的水汽通量，并不能很好地反映这种水汽的转移过程。