雪深、雨量、年降水量、总降水量...

张学文

雪深、雨量、年降水量、总降水量...
张学文，20171230

古代就有计量长度、质量（重量）、时间的单位，如一尺，一斤，一天。但是如何计量雨水的多少？这显然是个难题。古人发明测量雨水多少的器具确实不简单。现在我们从雪深开始讨论雪深、雨量、年降水量、总降水量等等有关问题。

最近乌鲁木齐一场大雪，雪厚30多厘米。这提示我们雪的多少可以直接用积在平地的雪的厚度来代表。是的，气象站就负责测量当地的积雪厚度的测量。这简单明确。但是人们问一场雨如何测量它的多少？新雪的厚度与一场雨的雨水多少又是如何比较呢？

有了现代科学概念，这些问题都不难解决了。是的，现代对雨量多少的计量，就吸收了对积雪厚度的测量思路。即气象站提供的降水量就是露天平口直筒容器中雨水形成的积水深度。20毫米的降水就是说当地的平地降水深度是2厘米厚。而它应当与用的容器的大小无关（当然气象站有标准雨量桶）。

看来雪深，雨深都可以用对应的雪，雨的厚度（长度）单位去计量。那么雨水的深度与雪的深度是否是一回事？我们只能说测量雨，雪的“深度，厚度”是妥当的，但是相同深度的雨水所含义的水分显然比雪多很多。100毫米深的降水，就等于每1平方米平地获得了100公斤的水分（雨水的密度就是水的密度）。而雪的密度要小很多。

雪的密度是多少？一般测量对比的结果是它大致仅是水的密度的1/10，即10公分深的积雪大致与1公分深的雨水的质量相当。但是不同温度下的雪花的密度并不相同，温度越低，雪的密度越小。乌鲁木齐最近30多厘米深的大雪化成为水以后，仅有26.5毫米的水深。而气象站对降雪的报告一律以降雪化为雨水的深度为计量单位。即一次降雪其气象站提供的降雪量与这些雪化成为水所对应的水深是同一个数值。气象部门这样做这显然是为了便于比较各地的降水（雨、雪）量。

还有一点我们需要注意：不同地点的降水量，降雪量的差别很大。一个省区的降水总量是这个省区的平均降水量（降水的平均厚度，这显然还有一套对面积求降水量平均值的技术，这里就不谈了）再乘以本省区的面积。降水厚度乘以面积就是水的体积。有多少立方米的降水（或者亿立方米）。这就是所谓的总降水量。显然降水总量的单位已经不再是深度，而是液体水的体积了。其常用单位则是亿立方米。

显然，如果讨论的不是某一次雨，雪的数量，而是指年降水量，那么年雨量、年雪量、年降水量的单位就是深度/时间。如我国的年降水量大约是630毫米/年，630mm/a。

我们知道水的密度是每吨1立方米，所以降水总量是10亿立方米，也就是10亿吨降水。

气象部门没有兴趣把降水量折算为本区域的降水的立方米的值。但是降水量折算为某流域的立方米值就容易与河水流量做对比而用于防洪、河流水量控制。

于是气象部门经常以降水量（毫米）讨论问题，而水利、水文部门则经常以立方米、亿立方米讨论洪水、河水。

小结：雨、雪的密度固然不同，但是我们对它们的计量都是折合为水的深度以后统一计量的。在讨论年降水量，月降水量等场合，降水量的单位实际是深度/时间。而在讨论某面积（一个县、地区，省份，国家…）上的雨量时，其降水量的单位就是立方米（降水量乘以面积）。由于水的密度是1立方米/吨，所以在数值上以立方米表示的面积总降水量与以吨表示的面积总降水量是相同的。如果降水量是指年平均，月平均等限定的时间的降水量，那么降水量的单位中包括时间单位的负一次方这个量纲。

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