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内雨权重函数与我国情况--降水的水汽来源分析（2.2）: 热度 2 zhangxw 2015-7-24 12:37; 内雨权重函数与我国情况 -- 降水的水汽来源分析（ 2.2 ）张学文， 2015-7-22 -24 在本系列的（ 2.1 ） http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-907297.html 中，我们把论域面积引入了地球上的蒸发 - 降水关系问题。发现它确实是分析水分循环关系的重要着眼点，并且初步获得了用表、曲线表达内部蒸发在降水总量中的比例与论域面积的一般关系。本博客则进一步巩固前面的成绩，并且深化前面的成果。 1. 我们把任何一个区域的年降水量中由于本地蒸发所提供的降水量在总量中占有的百分比，称为内雨权重 c （气候平均意义下）。 2. 这里的论域面积固然泛指降水区域和蒸发区域的面积。但是它与地理学中的某个国家面积是很多岛屿的面积的总和是不同的。它应当理解为是地球表面一整块圆帽的面积（北极圈以北，就是它的一个特例）。 3. 根据立体几何知识，此园帽的面积对地球中心张着一个立体角α，则此论域的面积就是α R 2 。而 R 是地球半径。显然在 α =4 π时，论域面积 S 就是全球总面积 S =4 π R 2 。所以 S = α R 2 4. 我们认为内雨权重 c 是论域面积 S 的函数。写为通式就是 c = f ( S ) 。这样我们就用一个公式表达了内部降水的比例是论域面积的函数的认识。 5. 显然 c= f ( α R 2 ) ，即内雨权重 c 是论域面积对应的立体角的函数。而 f 代表某一确定的函数关系（尽管我们对它了解不够）。 6. 当 S 近于 0 时，由于空气、水汽的流动性，其降水中本地蒸发所占有的比例 c =0 ，而当面积是全球时 S=4 π R 2 ， c=100%, 即全部降水的水汽来自地球水汽的蒸发。这样我们不仅确定了这个函数的最小值 =0和最大值 =100% 而且知道它出现于自变量（论域面积）为 0 和 5.1 亿平方公里时。 7. 显然，随着论域面积 S 的增加内部降水的比例 c 只可能增加，所以 c 是论域面积的单调上升函数，并且其最大值一定（也只能）出现在 S= 全球面积的端点处。 8. 在前面的博客 http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-907297.html 中，我们虽然没有给出内雨权重 - 面积的解析公式，但是已经用两条曲线给出了对它给出了初步估计。不妨认为这两条曲线给出了内雨权重的上下界。 9. 下面是补充修订了的对应的表：内雨权重 c 与论域面积 S 的函数（上下界）区域平方公里面积的对数内雨权重下界% 内雨权重上界% 1 0 0 0 10 1 0 0 100 2 0 0 1000 3 0 0 10000 4 0 1 北京 16000 4.20412 0.1 2 浙江 100000 5 1 10 四川 485000 5.685742 10 20 1000000 6 18 27 新疆 1650000 6.217484 25 33 中国 9600000 6.982271 49 54 10000000 7 50 55 亚洲 44000000 7.643453 74 78 50000000 7.69897 75 80 100000000 8 90 91 太平洋 181340000 8.258494 94 95 200000000 8.30103 95 96 400000000 8.60206 99 99 全球 510000000 8.70757 100 100 10. 下面是以上数据在两个坐标系中的曲线图（第1个图的横坐标是论域面积的对数坐标，另外一个图是没有对论域面积取对数的线性坐标-正比例）。 11. 12. 本博客就写到此吧。其他问题以后讨论。; 个人分类: 水分循环17|3030 次阅读|9 个评论

水分内循环权重公式：欢迎否定、使用或者证明: 热度 2 zhangxw 2013-2-26 16:06; 水分内循环权重公式：欢迎否定、使用或者证明张学文 ,2013/2/26 注明：本公式是 2013.2.26 由张学文第一次提出，如有引用请尊重原创性以及它首先在博客中公布，作者有进一步修订权。一、问题 : 1. 地球上任何一个区域的年平均雨量都是大于零的。理论家要分析本区域所蒸发的水分（多年平均值）在形成本区域的年平均降水量中占有的比例是多少的问题。但是这个问题依靠动力气象学（理论气象的特称）是难以回答的，而依靠实验来解决也是困难的。 2. 有一些热心的大自然改造者，他们认定，例如把外地的水分引入干旱地区（如新疆），以促进当地的大量水分蒸发，就可以显著地改变当地的降水量。说这是改造沙漠的新思路。这样的设想是否合理？ 3. 有一些自然保护者，根据某地区出现了干旱，而怀疑这是附近修建了大型水库（如三峡水库）从而改变了当地的降水特点。结果是怪罪修水库是祸，这妥当吗？ 4. 我国正在进行南水北调，这使上 100 亿吨 / 年的水分异地蒸发，问水分蒸发地点的改动是否影响当地的内部水分在降水中占的比例？ 5. 也许您还可以提出一些有关问题 … 二、理论假设的重要意义： 1. 在没有权威观测、实验数据的情况下，理论思维就很有价值。而理论思维的一种重要活动方式就是提出假设，然后设法证明它或者否定它，从而推进理论进步，以致定量化。不是哲学家说“大胆假设，小心求证”吗，所以即便提出的理论是错误的，它也是我们在理论认识上的一个里程碑。所以在我们对某事完全无知时，不要害怕理论。理论总是帮助我们排除了一些无关因素、为进一步的定量推论摆上了一块垫脚石 … 2. 对于定量的猜想，它会使过去的一批概念混乱的陈述变成可以定量检验的数量关系。所以定量的理论假设，尤其具有重要意义。三、水分内循环权重的猜想公式（张学文公式）：设地球的表面积为 S ，地球的年蒸发量为 E ；地球上某区域的面积是 s ，其年平均蒸发量是 e 。本区域的多年平均降水量中，那么本地的多年平均蒸发量占有的权重（比例）， f，服从下面的公式： f = se/SE 例 1 ：当 s=S ，即论域等于全球面积时，则 e=E , 于是 f =1 ，即就全球而论降水量全部来自地球下垫面的蒸发（而不是地球以外送来的水分）例 2 ：当 s 接近于 0 的小区域，即论域很小时，其 s/S 也很小，则本地蒸发占有的比例很小。例 3 ：当 e =0 时， f =0 ，即本地无蒸发，它自然对降水无贡献。四、其他其他问题明天再讨论吧; 个人分类: 水分循环17|3776 次阅读|16 个评论

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