对降水的水汽来源距离的一个分析

张学文

对降水的水汽来源距离的一个分析

张学文。2026 08 09

地球上没有不下雨（或雪）的地方。这些降水的水分来源显然是海洋与陆地上的水分蒸发。如果细分析，人们自然可以问本地降水的水分中来自多大范围之内的下垫面（海洋，陆地）水分蒸发。

人们对此类问题的最初认识是海洋里有水分，所以降水的水分自然来自海洋。

在这种认识下，形成一个进一步的推论：离海洋近的地方降水量大，远离海洋的地方，自然降水很少。

例如欧亚大陆内部（如中亚/中国的新疆等地）其降水明显地偏少就是例子。

但是这也有反例，例如澳洲大陆应当说离海洋都不算远。可是澳洲大陆的降水量并不高。很多地点的年降水量不足400毫米（全年降水不足40公分深）。

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基于降水问题的重要性，以及人们有理由要求气象学去回答：地球上的降水的水汽平均来自多远处的下垫面（海洋+陆地）上的水分蒸发，或者说：地球表面水分蒸发进入大气层以后就全球平均而论，大约运行多远才变成降水再回落地。

如何回答这个问题？

我觉得这个问题这么分析，就变成简单，合理并且可计算了：

1. 估算出水汽在空中的平均滞留时间的长度（多少天）

2. 估算出水汽的平均运行速度

我的初步估算是

假设全球平均年降水量是1000毫米，而空中水的全球全年平均值是25毫米厚（空中的平均水汽含量）。则在水分平衡的合理要求下，这对应全球平均的空中水每年循环40次（=1000/25）。或者说全球空中水在空中循环一次的平均时间大约是366/40=9.2天

再估算空中水在空中的平均运行速度。我的思路是全层大气的平均运行速度大约是8.13米/秒（根据熵气象学一书中的数据）。而空中水的平均存在高度比空气低很多（90%的空中集中在16公里厚的大气层中，而90%的水汽集中在5公里厚的大气底层中）。所以水汽存在层的空气与水汽的运行速度远低于全层大气的平均风速。我们这里初步取4米/秒为空中的水汽的平均运行速度。这大约折合水汽在空中平均每天运行350公里（参考博客  https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1546509.html  中的表）。所以补充说一句：水汽的水平运行速度可能与空气小有区别，这里我们忽略了这个差别（一般水汽计算都是如此处理的）

这样，9.2天中空中水汽就大约运行了9.2*350=3220公里。

即就全球平均而论，大气中的水汽从蒸发到变成降水再落地，大约运行了3220公里。这个数据显然是个很粗的初步估计。但是它也大致说明：

地球上任何地点的降水的水汽来源应当来自在距离本地3000公里以内的水分蒸发。在冬季水汽的平均高度更低，降水（雪）水汽的来源距离可能更短一些。

参考博客：https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1178093.html

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