（張學(xué)文注：此文2008刊于百科知識(shí),，最近中國氣象報(bào)記者與我商量要登它（2014.8.28中國氣象報(bào)刊出）,，我認(rèn)可了,。它是否被我貼在科學(xué)網(wǎng)記不清了。現(xiàn)在自我剽竊貼于此）

地是實(shí)的,，天是空的,，這是人們的一般印象?？墒恰翱铡钡奶炀尤挥杏?、雪以至冰雹這些實(shí)實(shí)在在的東西落地，確實(shí)讓人覺得有些不可思議,。天上的雨,、雪、雹是從哪里來的,，它們何以年年有,？

這個(gè)問題的答案是“天并不空”。地球地層以上還包著空氣,。而這些雨,、雪和冰雹都是空氣里看不見的水汽轉(zhuǎn)化來的。降雨,、降雪,、冰雹關(guān)系著我們的生活、環(huán)境乃至是否缺水,。如若我們要想了解,、預(yù)報(bào)、影響“雨雪”的來源,、運(yùn)動(dòng),、變化規(guī)律，自然需要探求空中水的奧秘,。

空中水概念

物質(zhì)常以固體,、液體、氣體三種狀態(tài)存在,，H2O這種物質(zhì)，就是指固態(tài)的冰,、液態(tài)的水和氣態(tài)的水汽（水蒸氣）,。水汽經(jīng)常是人眼看不見的，它在空中與空氣混合在一起,，在水平方向,，它基本上隨著空氣一起運(yùn)動(dòng)。

空中水主要是指混合在空氣中的水汽（氣態(tài)）,。另外,，懸浮在空中的大量小水滴、小冰晶組成的云，雖然是顆粒狀態(tài)的液態(tài)水和固態(tài)水,，但它們也屬于空中水,。尚沒有落到地面的雨滴、雪花,、冰雹是更大的顆粒狀的液態(tài)或固態(tài)水,，也被歸入空中水這個(gè)概念中。所以,，空中水包括了混合在空氣中的水汽和懸浮于空中的離散的顆粒水,。

空中究竟有多少水？據(jù)測(cè)算,，全世界的空中的水汽大約有13萬億噸,。而我們眼睛看到的云的總含水量?jī)H是看不見的水汽含水量的1/140，難怪一般計(jì)算空中水時(shí)都把云忽略不計(jì),。氣態(tài)的水汽固然比云里的水要多很多,，但是把它們平鋪到地球各地所形成的水層的厚度卻只有25毫米。我們知道,，大氣的壓力大約與10米厚的水層相當(dāng),，所以空中水僅占空氣總質(zhì)量的2.5‰

。這個(gè)比例雖然很小,，但它絕不是微不足道的,。

“勤奮”的空中水

空中水僅占大氣總質(zhì)量的2.5‰，可卻是大氣里最活躍的成分,?？罩兴拇嬖谑刮覀兏械搅恕皾駶?rùn)”，它也用五彩繽紛的云裝點(diǎn)了藍(lán)天,。更為重要的是,，空中水還為地球帶來了大量的雨、雪（有的云是水汽變成雨,、雪的中間環(huán)節(jié)）,，并滋養(yǎng)了世間萬物。

地球的每個(gè)地方幾乎都有雨雪,。根據(jù)各地的降水資料測(cè)算,，地球的多年平均降水量大約是1000毫米，即平均而言,，每年從天上掉下來的雨雪可使地球表層平均積水達(dá)到1米深,。根據(jù)物質(zhì)不滅定律，這1米深的降水,，自然來自于空中水的轉(zhuǎn)化,?？墒歉鶕?jù)我們?cè)谇懊娴慕榻B，空中水平鋪在地表,，平均厚度只有25毫米,。這25毫米的大氣含水量如何才能維持每年1000毫米的降水量呢？

按照一般規(guī)律,，2.5萬元的積蓄不可能買一套時(shí)價(jià)100萬元的房子,。我們?nèi)绾谓忉屵@么少的空中水卻提供了每年1000毫米的降水量？

答案就在于空中水十分“勤奮”,?？罩兴⒉皇枪铝⒌乃w，它積極參與了地球表層的水分循環(huán),。盡管每年因降水要從空中水里析出1000毫米的水分,，但空中水可以依靠地球表層（海洋、冰面,、陸地等）的水分蒸發(fā)而得到對(duì)應(yīng)數(shù)量的補(bǔ)充,。正是蒸發(fā)量與降水量的這種動(dòng)態(tài)平衡才使得空氣里始終維持著厚度為25毫米左右的水汽。用1000除以25等于40,，這說明每年空中水要補(bǔ)充,、循環(huán)、更新40次,。一年是365天,，一年更新40次，即空中水大約9天更新一次,。

要知道,，地球表層的空氣在數(shù)萬年中總是在空中呆著，唯有空中的水汽卻平均每9天就與地表水“換一次崗”,。沒有空中水的這份勤奮,，地球就沒有那么多的雨雪，也沒有那么多的蒸發(fā)以及那么豐富的自然景觀,。

活躍的空中水還是大氣能量和溫度的積極調(diào)節(jié)者,。空中水汽對(duì)太陽能的吸收以及對(duì)長(zhǎng)波輻射的作用,，影響著對(duì)流層空氣的溫度分布,，而云對(duì)烈日的遮蔽會(huì)直接影響到達(dá)地球的太陽輻射量。

空中水對(duì)地球表層能量活動(dòng)的影響程度遠(yuǎn)高于它在大氣中所占的比例,。理解空中水的存在、運(yùn)動(dòng),、變化和作用是廣義水文學(xué)的重要內(nèi)容,，如果我們把關(guān)于河流,、湖泊的知識(shí)稱為陸地水文學(xué)，那么關(guān)于大氣中的水分的知識(shí)就是空中水文學(xué)了,。

開發(fā)空中水

人們?cè)谥鸩秸J(rèn)識(shí)空中水的同時(shí)也不斷提出了一些新奇的設(shè)想,，例如，能否根據(jù)空中水的情況預(yù)報(bào)降水,？能否改變空中水的運(yùn)行路徑,，從而改變雨水的分布？能否耕云播雨,？

按照專家的設(shè)想,，空中的含水量越大，形成的降水量也應(yīng)該越大,。人們沿著這個(gè)思路分析歷史上空中的最大含水量,，從而估測(cè)出當(dāng)?shù)氐淖畲蟊┯曛怠５抢碚撆c實(shí)踐都說明,，降水量與含水量的關(guān)系遠(yuǎn)沒有這么簡(jiǎn)單,。

最近幾十年，由于GPS（地球定位系統(tǒng)）可以隨時(shí)反算出各地的空中含水量,，于是利用這種空中水情報(bào)幫助暴雨預(yù)報(bào)的研究工作逐步在各地展開,。

眾所周知，空氣的流動(dòng)必然會(huì)帶動(dòng)著空氣里的水汽一起流動(dòng),，要想利用本地的空中水,，不僅要知道空氣中原有多少水，還要計(jì)算出流經(jīng)本地的空中水量,，于是專家又計(jì)算了水汽的流量,。

以我國為例，根據(jù)空中各層的風(fēng)速和含水量,，專家計(jì)算出每年大約有18萬億噸的水汽流經(jīng)我國,，其中有1萬多億噸的水汽流經(jīng)我國新疆，可見水汽的流量還是相當(dāng)大的,。這么巨大的水汽量對(duì)降水似乎非常有利,。于是有些人大膽提出，炸開喜馬拉雅山,，以便把印度洋的濕空氣引入我國西北,，從而改變那里的干旱狀況。

但是,，理論分析不能得出水汽的流量大,、降水量必然大的結(jié)論，因?yàn)榻邓颗c水汽的流入量,、流出量差值的關(guān)系更為密切,。所以,，開山引水汽對(duì)雨水的分布的影響遠(yuǎn)不像臆想的那么簡(jiǎn)單。

空中的水汽在變成雨水之前先是變成了可以降水的云,。當(dāng)存在著適宜的條件時(shí),，通過人工作業(yè)，在云中播撒一些催化劑,、從而使降水量增加的試驗(yàn),，早在60年前就取得了初步成功。多年來,，這項(xiàng)工作在不同的國家進(jìn)行著,。在我國，該項(xiàng)工作被稱為“人工影響天氣”,。盡管現(xiàn)在已經(jīng)有了衛(wèi)星云圖,、測(cè)雨雷達(dá)、飛機(jī),、高炮的配合,，但是要區(qū)分哪些雨是自然降落的，哪些雨是人工作業(yè)的成績(jī),，依然是個(gè)難題,。

空中水、降水和蒸發(fā)是在大氣的影響下互相聯(lián)系的三個(gè)環(huán)節(jié),。在關(guān)注空中水,、降水的同時(shí)，我們也關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)蒸發(fā)的影響,。近幾十年來,，我們?cè)诒狈綌r截了相當(dāng)數(shù)量的入海的河水用于灌溉和城市生活，黃河幾乎斷流就是其反應(yīng),。我們?cè)谒锬竞由嫌我喔仁蛊湎掠蔚牧_布泊消失,，這些人類活動(dòng)促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，也使每年有數(shù)百億立方米的水分異地蒸發(fā),。這樣大量的水分的異地蒸發(fā)對(duì)空中水的補(bǔ)充和降水的影響肯定是存在的,。