每天的天氣預報描述中,常常聽到水氣增多(減少),水氣移入(移出)來説明雲量增多(減少)或下雨開始(結束)。其實這樣的描述是不週延的。

要澄清這個重要的觀念,我們先把一個空氣塊(air parcel)分為乾空氣(dry air)和濕空氣(moist air)兩種; 乾空氣中不含水氣(water vapor),濕空氣中可以含有不同程度的水氣。但是在特定氣壓環境下,溫度升高則空氣塊中可含的水氣就愈多;濕度(humidity)則是度量濕空氣中水氣的多寡。所以同溫同壓下濕度愈高則水氣愈多;相對濕度(relative humidity, RH)則是用來描述在特定氣壓及溫度下,濕空氣中的水氣與其最大可含水氣量的比值。當相對濕度達到100%時,這時水氣就會凝結成液態的水滴,氣象學上稱為飽和(saturation),此時再多的水氣進入氣塊也都會被凝結成液態的水!當然如果未飽和的空氣塊遇到了溫度下降(最大可含水氣量減少),相對濕度升高!如果持續降溫那麼終就會使相對濕度達到100%(水氣飽和凝結成液態的水),夏天玻璃杯裝冰水的杯外出汗就是這個道理。在真實大氣中一個空氣塊有可能同時包含了水的液、固和氣態三相,但是我們説氣塊(大氣)中水的含量(water content)通常指的是液態水的那部分!如果把水的含量也視之為一個物理量的話,那麼局部的變化可以由系統演化發展、平流和絶熱與非絶熱過程而來。雲雨的變化在不考慮系統演化時,可以把它想像成水氣達到飽和或變成未飽和的變化!所以水氣(water vapor)增加(濕空氣更濕)只有在等溫等壓環境下可以近似為濕空氣(moist air)增加,它並没有説明溫度變化對相對濕度的影響(等壓環境下水氣增加如果溫度也升高,那麼原來飽和的也可以成為未飽和)!想像一下:實際的大氣(real atmosphere)是由許多個不同水氣含量(water vapor)的濕空氣(moist air)組成的,局部地區水含量不僅相在改變,其量也隨時間不斷在改變。

大氣中雲、霧、雨或任何水的三相變化都涉及飽和這個觀念!考量大氣運動在空間上是三維的,所以溫度和壓力變化再加進來,這時它的變化就比上面説明的更複雜一些;真實大氣中水氣增加(減少)是否同等於飽和程度也増加(減少)?!由於真實的大氣運動中,氣壓是個變量它和温度變化聯結,所以水氣變化不應該等於飽和變化!不過雲(雨、霧⋯)的生成一定是飽和凝結的過程,水氣增加是達到飽和之一的情況!雲多(少)了、雨下(停)了(現象趨於越來越飽和、與現象趨於越來越不飽和)是不是就可以被描述成水氣增多(減少)了?!這個邏輯可以用以下的比喻來說:我們在操場上看到打排球的都是女同學,所以我們説女同學都打排球!這樣對嗎?!

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