空中水的平均游程概念

张学文

空中水的平均游程概念

张学文，223 11 02

闲话：过去我觉得发现一个公式，就是科学成绩，就可以发一篇文章。后来我认识到如果你能够提出一个科学名词（定量概念），则这其价值可能比发现一个公式的意义更大。

--------

最近无意中感到我们应当进一步提炼有关空中水的特征值与特征函数，以多方位认识大气中的水汽的活动特点。而“空中水汽的平均行程是多少”就是一个值得分析的节点（水分循环特征量）。

是的，空中水汽存在水分循环现象。它从地球某处的下垫面蒸发进入空中，再以降水的形式返回下垫面。过去我们知道（理性的分析出分析出）这个过程大约需要9天的时间（全球平均）。在这个概念站住脚以后，显然我们还可以进一步分析分析水汽在9天中平均移动了多少公里，是有意义的。这增加了我们对水分循环的定量认识，细化了其物理图像。

下面是我对这个新变量（概念）的初步分析：

1. 基于我在熵气象学一书中的分析，知道大气在空中的平均运行速度是8.1米/秒（全球）。它是考虑水汽平均运行速度的参考值。

2. 考虑到水汽的平均存在高度比空气低（更靠近地面），所以水汽的平均运行速度要比空气小。我初步取全球平均意义下的水汽运行速度是4米/秒（这个环节的考虑后面另外补充说明）。

3. 按此分析，则全球空中水汽一天中的总行程的平均值应当是：346公里

4. 考虑到水汽不是从蒸发地点直奔降水地点，所以以上的行程中不是地球上的蒸发地点到降水地点的最短距离（大弧）。我以此值的70%为蒸发到降水点的最短距离。则把346乘以0.7，而得到242km/天。即水汽平均而言从蒸发到变成降水的过程中，其水汽的运行速度是每天242公里。

5. 考虑水分循环的时间平均是9天，则以9乘以242，就得到地球的空中水在水分循环中平均的行程是2180公里。或者简单地说是2200公里。或者说降水的水汽平均来自2200公里远处蒸发的水分。

6. 注意这个数大约是地球一个经圈的长度的5.5% 。这从一个侧面说明降水的水汽来源仅在降水地点的不远的距离（2200）公里的圈子以内！这个认识显然丰富了我们对水分循环特征的认识。

好了，空中水的平均游程，我们初步估计是2200公里。

参考博客

https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-699329.html  http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-35897.html

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自张学文科学网博客。
链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1408430.html