水汽通量

水汽輸送通量的概念：水汽輸送通量是表示在單位時間內流經某一單位面積的水汽量。水汽通量有水平輸送通量和垂直輸送通量之分。通常說的水汽輸送主要是指水平方向的水汽輸送。

基本介紹

• 中文名：水汽通量
• 外文名：vapor flux
• 釋義：單位時間通過單位面積的水汽量
• 分類：水平輸送通量和垂直輸送通量之分

定義

水汽通量（vapor flux）即單位時間內通過單位面積所輸送的水汽量。
水汽通量有水平輸送通量和垂直輸送通量之分。通常說的水汽輸送主要是指水平方向的水汽輸送，其大小與空氣密度，比濕有關。另外，在垂直方向上也有水汽交換。 大氣中的水分隨著氣流從一個地區輸送到另一個地區或由低空輸送到高空的現象。
形成暴雨的必要條件之一，是要有足夠多的水分。計算表明，單靠當地已有的水分，是不可能形成暴雨。因此，必須要有水汽源源不斷地輸入，才有利暴雨形成。在作暴雨分析和預報時，一定要考慮水汽輸送的問題。

水汽通量與水汽通量散度

水汽通量與水汽通量散度 通量形成暴雨的必要條件之一，是要有足夠多的水分。這些水分是暴雨區已有的 呢？還是靠外圍流入的呢？計算表明，單靠當地已有的水分，是不可能形成暴雨 的(北京大學地球物理系氣象教研室，1976)。因此，必須要有水汽源源不斷地輸 入暴雨區。這樣，在作暴雨分析和預報時，一定要考慮水汽輸送的問題。水汽通 量與水汽通量散度，就是為了定量描述水汽輸送的方向、大小以及水汽在何處集 中，從而了解形成暴雨的水汽條件而引入的(文寶安，1980)。 由以上說明看出，水汽通量散度最初是為著了解暴雨的條件而引入的，這從 物理上也是容易理解的。 近年來， 國外很多氣象學家(詳見§8.3)將水汽通量散度作為強對流天氣的觸 發因子。

水汽通量

在介紹水汽通量散度之前，應當先介紹水汽通量。 水汽通量，又稱水汽輸送量，其含義是單位時間內流經與速度矢正交的某一 單位截面積的水汽質量。它表示了水汽輸送的強度和方向。水汽通量有水平分量 與鉛直分量兩種，下面分別進行介紹。 1. 水平水汽通量 FH ) 水平水汽通量推導式用圖 一般說的水汽通量，多指水平水汽通量，它是單位時間內流經與氣流方向垂 直的單位截面積的水汽質量。其方向與風向相同，其大小可從中看出。 若 ABCD 是一個與風向正交的平面，則單位時間內流經 ABCD 的水汽質量為 ρq V ?l?Z 。 ρ 為空氣密度， q 為比濕， V 表示風速大小。 1 在天氣分析預報中，鉛直坐標常採用氣壓 p ，這樣，單位時間內流經單位截面積的水汽質量即為： FH = V q g 其單位為 g ? cm ?1hPa ?1 s ?1 。 2. 水汽通量的計算程式編制思路 (8.1.1) 我們知道，比濕( q )是氣壓( p )和露點( Td )的函式。對於同一個等壓面來說， 式 8.1.1 中的 V q g 應是風速( V )與露點的函式，故採用 V 與 Td 為參數，可以編 制出計算 FH 的程式。 鉛直水汽通量( 3. 鉛直水汽通量 Fz ) 一般來說，水汽向上輸送，才能增厚濕層，產生凝結，成雲致雨。因此，當 討論暴雨過程的水汽收支問題時，往往需要計算鉛直水汽通量。 鉛直水汽通量，是指單位時間內流經單位水平面向上輸送的水汽質量。它的 大小與鉛直速度及比濕成正比，表達式為： Fz = ?ω q g (8.1.2) 式中 ω = dp dt ，表示鉛直坐標為 p 時的鉛直速度。當有上升運動時 ω0 。按照鉛直水汽通量的含義，其單位是 g cm ?2 s 1 。

水汽通量散度

含義與表達式 從水汽通量的數值和方向，只能了解暴雨過程的水汽來源，以及這種水汽輸 送和某些天氣系統的關係。至於暴雨究竟出現在何處，雨量有多大等，則與水汽 通量散度的關係更為密切。從數學角度看，水汽通量與風速 V 都屬於向量，且方 向相同。因此，水汽通量散度的表達式、計算方法等，完全可以仿照水平散度得 出。