计算水汽通量的终极心得及问题！

泰达巴神

最近在计算单层和整层水汽通量，开始时也和大家一样遇到各种问题。但是在看了论坛里大家发的各种帖子后，大部分问题都已经解决，但还存在一个致命问题！


我在说我的问题前，先以我的理解总结一些计算水汽通量的要点：关键是换算好各个变量的单位！！！
对于计算单层水汽通量（以u分量为例）：Fu = 1/g*q*u；
天原书P636页最下面给出的水汽通量一般单位为：g/(s*hPa*cm)
在计算过程中，我们只要保证u单位是m/s，q单位是g/kg，那么计算出来的单位就和天原书上相同。
经计算，夏季青藏高原地区500hPa平均水汽通量量级为个位数，单位为g/(s*hPa*cm)（图1）


有的地方也会把水汽通量单位定为：kg/(s*hPa*cm)，这时只需将q/1000，即可得到该单位。

这部分的gs文件就不给出了，公式很简单，直接乘就好。


重点来了，我的问题出在了计算整层水汽通量上
图2 给出了整层水汽通量的计算公式，经过查阅文献，整层水汽通量单位多采用 kg/(m*s)
参考文献：李江林, 李照荣, 杨建才,等. 近10年夏季西北地区水汽空间分布和时间变化分析[J]. 高原气象, 2012, 31.
任保华, 郑建秋, 杜建伟. 一种基于整层水汽通量的南海夏季风爆发指数[J]. 气候与环境研究, 2007, 04期(4):503-514.
为大家查阅方便，列出了两篇中文文献
但问题来了，图2中各项我用来计算的数据的单位为（g~m/s^2; u~m/s; q~kg/kg; p~hPa）
这里hPa=100*Pa=100*N/m^2=100*kg*m/(s^2*m^2)=100*kg/(m*s^2)
红色部分相乘，得到的整层水汽通量单位为：100*kg/(m*s)，与标准单位相差100倍
先不急着统一成相同单位，我们就按照红色单位的资料计算地表到300hPa整层水汽通量，结果为图3
图3 为1961-2012年5月地表到300hPa整层水汽通量，量级为300，单位为100*kg/(m*s)
图4 引自前文列出的文献2，从图注可知其研究的时间段与我选取的大致相同，同时，两张图也大致相同。
问题来了！！！
可以看到图4中的量级也是300，但单位却是kg/(m*s)，和我的整整相差100倍！！！
换句话说，同样是图中300的箭头，所代表的单位却不一样。若把我计算的结果统一成文献中的单位，那么量级就变成了30000！！！
写了这么多，可能很啰嗦，但是希望吧里的大神帮我看看到底是怎么回事？
附上计算整层水汽通量的gs文件

'reinit'
'sdfopen D:\data\NCEP\ncep1\shum.mon.mean.nc'
'sdfopen D:\data\NCEP\ncep1\uwnd_ncep1.nc'
'sdfopen D:\data\NCEP\ncep1\vwnd_ncep1.nc'
'sdfopen D:\data\NCEP\ncep1\pres.mon.mean.nc'
'set map 1 1 3'
'set grads off'
'set grid off'
'set lon 30 150'
'set lat -30 50'
'set t 161'
'set z 1 8'
'define uave=ave(uwnd.2,t+0,t=781,12)'
'define vave=ave(vwnd.3,t+0,t=781,12)'
'define shumave=ave(shum.1,t+0,t=781,12)/1000'
'uq=uave*shumave'
'vq=vave*shumave'
'set dfile 4'
'set z 1'
'ps = pres.4'
'set dfile 2'
'set z 1'
'define uqm = vint(ps,uq,300)'
'define vqm = vint(ps,vq,300)'
'set gxout vector'
*'set arrscl 0.5 300'
'd uqm;vqm'
'printim d:/1.png white'
;

希望大家共同进步！！！

一水天下

回答个问题还要扣五个金币。。以后就直接贴出来吧。。
看了下你的脚本，既然你说q的单位是kg/kg，那为什么uq=uave*shumave还要除以1000？就算是转换成g/kg也应该是*1000啊
并且要注意的是，grads的vint函数在计算垂直积分的时候是默认有个*100，即将hPa转换成pa，并且已经除了g
因此，把你的脚本中/1000删掉，最后结果量级应该为1e5，单位是(g/kg)*(m/s)*pa/(m/s2)=g/(m*s)，换算成kg/(m*s)量级就是1e2，与文献中一致
http://grads.iges.org/grads/gadoc/gradfuncvint.html

river

图2中各项的单位为（g~m/s^2; u~m/s; q~kg/kg; p~hPa）
这句话是什么意思？那只是一个公式，它的单位难道不是由计算时带进去的资料的单位决定吗？

泰达巴神

river 发表于 2015-10-27 20:54
图2中各项的单位为（g~m/s^2; u~m/s; q~kg/kg; p~hPa）
这句话是什么意思？那只是一个公式，它的单位难道 ...

我指的就是我用来计算的数据的单位是括号中的单位，可能表达的不是很清楚

泰达巴神

一水天下 发表于 2015-10-27 21:11
回答个问题还要扣五个金币。。以后就直接贴出来吧。。
看了下你的脚本，既然你说q的单位是kg/kg，那为什么 ...

你好，我不知道为什么会扣你的金币啊？怎么设置成不扣金币？
我的原始资料q是g/kg，为了转成kg/kg才除以1000的。
这样的话我是不是要在vint这一步除以100，抵消vint自动乘以的100？
感谢回复！

一水天下

泰达巴神 发表于 2015-10-27 21:43
你好，我不知道为什么会扣你的金币啊？怎么设置成不扣金币？
我的原始资料q是g/kg，为了转成kg/kg才除以 ...

附件都要金币。。以后有问题就直接把脚本贴出来好了。。
如果你已经转换成kg/kg，那最后的单位就已经是kg/（ms）了
grads把你的气压自动识别成hPa，算的时候*100，如果你的原始气压为pa，那结果就需要除以100

泰达巴神

一水天下 发表于 2015-10-27 22:03
附件都要金币。。以后有问题就直接把脚本贴出来好了。。
如果你已经转换成kg/kg，那最后的单位就已经是k ...

我的数据位势高度是hPa，q是g/kg，转成了kg/kg，这样算出来的单位应该是100*kg/(m*s)，我感觉是不是vint为了让最终结果直接为kg/(m*s)，就在函数中除以了100？
代码我贴出来了，但是不换行是为什么...怎么才能贴成带框框的那种代码格式，可以点一下就复制的那种。

一水天下

泰达巴神 发表于 2015-10-27 22:14
我的数据位势高度是hPa，q是g/kg，转成了kg/kg，这样算出来的单位应该是100*kg/(m*s)，我感觉是不是vint ...

可以这么理解，既然用了vint函数，你的hpa就要当成pa的单位带入计算

892034114

不错的课件！

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