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中国各地平均降水量与地面水汽压比值的研究 檀成龙① 檀佳② ①珠海市公安局，519070；②珠海供电局，519000 内容摘要：对中国194个国际地面交换站1971～2000年平均降水量与地面水汽压比值（简称雨汽比值）的研究发现：雨汽比值的变化趋势是青藏区＞湿润区＞半湿区＞半干区＞＞干旱区；年平均水汽压≥8.5 hPa 是年平均降水量≥400 mm的充分不必要条件，年平均水汽压8.5 hPa附近雨汽比值突变。排除20个青藏站高海拔的干扰影响，剩余174个国际交换站雨汽比值的一般变化趋势是随着地面水汽压和平均降水量的增加，雨汽比值先快速增加、成倍增加，后缓慢增加，雨汽比值与地面水汽压显著正相关、与平均降水量高度正相关。气候数据的年内变化能印证雨汽比值的一般变化趋势，大部分站逐月雨汽比值与地面水汽压、与逐月降水量都是显著正相关；部分站的相关程度极好；雨汽比值背离一般变化趋势是其它因素干扰影响的结果。水汽更新频率(降水量与空中水汽含量比值)与雨汽比值的研究成果能相互印证。 关键词：平均降水量 地面水汽压 雨汽比值 区域特征 一般变化趋势 引言 对中国陆地121个探空站1971～2000年平均降水量和空中水汽含量的研究发现：⑴多年平均降水量与空中水汽含量之间的拟合公式为P=44.385(W-2.66)，R2=0.8293；年平均水汽含量≥13mm是年平均降水量≥400mm的充分不必要条件[1]。⑵湿润、半湿和半干区水汽更新频率（降水量与空中水汽含量比值）的差距较小，青藏区水汽更新频率很高，沙漠广泛分布的干旱区水汽更新频率很低；越湿润的地方水汽更新频率越高，越干旱的地方水汽更新频率越低，自然降水具有马太效应的特性；年平均水汽含量13mm附近水汽更新频率突变，当水汽含量逐步增大到13mm以上时，水汽更新频率大幅增加；水汽更新频率的一般变化趋势是随着空中水汽含量和平均降水量的增加，水汽更新频率先快速增加、成倍增加，后缓慢增加[2]。 据研究[3]，空中水汽含量与地面水汽压近似正比例关系，拟合公式为W＝1.74e，R2=0.9842。那么对中国平均降水量与地面水汽压进行研究，能够发现一些什么呢？ 地面水汽压和空中水汽含量都是测量空中水汽的量化指标。地面水汽压一般气象站就能测量，空中水汽含量要由探空站才能测量，地面水汽压的测量难度比空中水汽含量的测量难度小得多；一般气象站比探空站的数量大得多，地面水汽压的测量数据比空中水汽含量的测量数据多得多。所以，对平均降水量与地面水汽压的研究，比平均降水量与空中水汽含量的研究更有意义。又因为地面水汽压的数据比较丰富，能采用不同的数据集对研究结果进行复核验证。 论文[4]对中国平均降水量和地面水汽压之间的关联性进行了研究，本文是它的姊妹篇，与降水量与空中水汽含量比值的研究[2] 类似，本文对两者之比进行研究。 1资料和方法 不含港澳台，中国地面国际交换站共194个。本文年平均降水量、年平均地面水汽压、累年各月降水量、累年各月地面水汽压分别来自《中国地面国际交换站气候标准值年值数据集（1971－2000年）》和《中国地面国际交换站气候标准值月值数据集（1971－2000年）》。 为便于不同时间段的比较，水汽更新频率[2]定义为研究期限内日平均降水量与空中水汽平均含量之比。与此类似，降水量与地面水汽压的比值简称雨汽比值PVR，定义为研究期限内(如全年、夏季等) 日平均降水量与平均水汽压之比，所以公式是： PVR= P÷n÷e (1) 式中， e为研究期限内平均水汽压，单位hPa；P为研究期限内累积降水量，n为研究期限日数，P除以n是日平均降水量，单位mm/d。雨汽比值PVR单位是mm/d·hPa。 3中国各地雨汽比值的区域对比 以海拔2600m为界，把中国194个国际交换站划分为高海拔的青藏站和一般站，一般站又按年降水量200、400、800mm为界划分为干旱、半干、半湿、湿润4类站。据此可做出图1。由图1和对应电子表可知： ⑴湿润区71个站，地面水汽压的变化范围很大，平均雨汽比值0.214mm/d·hPa。 ⑵半湿区54个站，地面水汽压的变化范围较大，平均雨汽比值0.167 mm/d·hPa。半湿区与湿润区相比，雨汽比值稍稍下移。 ⑶半干区24个站，平均地面水汽压6.4 hPa，平均雨汽比值0.141 mm/d·hPa。半干区地面水汽压的变化范围较小。半干区与半湿区相比，雨汽比值整体下移了一些。 ⑷干旱区25个站，平均地面水汽压6.2 hPa，平均雨汽比值仅0.045 mm/d·hPa，所有站雨汽比值都≤0.1 mm/d·hPa。干旱区与半干区相比，雨汽比值整体大幅下移，干旱区雨汽比值过低，不到半干区的1/3。 ⑸青藏区20个站，地面水汽压都不大，年平均地面水汽压＜4.5 hP