ERA-Interim 的变量TCW和VIWV可降水量

可降水量(Precipitable water)

气象上有一个名词"可降水量"(Precipitable water),可以用来衡量大气的水含量。
其公式为
\(W=\frac{1}{\rho g} \int_{p_{1}}^{p_{2}} x d p\)
其中\({\rho}\)为空气密度，\({g}\)为重力加速度, \({x}\)是混合比(mixing ratio , 大气中水汽质量与干空气质量的比)
\(W\)表示在两个气压层之间单位面积的垂直气柱中所含的大气总水汽。通常用该水物质完全冷凝,并收集在同一单位横截面积的容器中时所处的 高度 来表示。
另可参考，科学网—可降水量W：空中水文学名词初集（4） - 张学文的博文
科学网—空气湿度的多种表达指标：空中水文学名词（22） - 张学文的博文

TCWV, TCW, 和VIWV

在ERA-Interim再分析资料里面包含了众多变量，但没有一个变量的名字叫做"可降水量"。参考其官方的文档，发现TCWV, TCW,和VIWV这三个变量可能和可降水量有关：

• TCWV (total column of water vapour), 整层气柱水汽总量。This parameter is the total amount of water vapour in a column extending from the surface of the Earth to the top of the atmosphere.(参见https://apps.ecmwf.int/codes/grib/param-db?id=137)。
• TCW (total column of water), 整层气柱水含量。这个参数是水蒸气、液态水、云冰、雨和雪在一个从地球表面延伸到大气层顶部的圆柱中的总和。在ECMWF模型（IFS）的旧版本中，雨和雪没有被考虑在内（参见https://apps.ecmwf.int/codes/grib/param-db?id=136）。注：ERA-Interim中没有考虑雨和雪。
• VIWV (vertical integral of water vapour), 水汽垂直积分。(参见https://apps.ecmwf.int/codes/grib/param-db?id=162055)
  其中，TCWV 与TCW的不同之处在于，在一些老的版本中，TCWV 不考虑水
  TCWV和VIWV, 本质上是相同的，但由不同的软件产生。TCWV由IFS（ECMWF业务预报系统）生成，可用于分析和预测。VIWV是由ERA的后处理软件生成的，对于ERA-Interim，这个变量仅在分析场中有。TCWV和VIWV的单位都是 \({ kg\ m^{-2}}\)。详见：https://confluence.ecmwf.int/pages/viewpage.action?pageId=56667102

关于水汽(Wator vapor)

水汽指的是气态的水，（也叫水蒸气，湿气）以气态形式存在的水物质；大气所有成分中最重要的一种。由于蒸发的“源”和冷凝的“汇”都有很大的不同，因此其数量在空间和时间上有很大的变化，为水文循环提供了积极的动力。大约一半的大气水汽是在2公里高度以下发现的，只有一小部分水汽出现在对流层顶以上。水蒸气不仅是云和雨雪的原材料，而且是能量（潜热）的运输工具和通过吸收和释放辐射调节行星温度的调节器，在热红外（温室效应）中最为重要。给定空气样品中的水蒸气量可以用多种不同的方法测量，包括绝对湿度、混合比、露点、相对湿度、比湿度和蒸气压等概念。

关于蒸气vapor

在低于临界温度的温度下以气态存在的任何物质；也就是说，如果施加足够的压力，气体冷却到足以液化的程度。如果任何蒸气被充分冷却，其最终将达到饱和状态，进一步，如果去除热量，则将冷凝到液相。除了非常接近饱和状态外，蒸气还表现出所有气体的一般特性。然而，从数量上讲，即使在完全远离饱和状态的状态下，蒸气也表现出与理想气体定律的可测量偏差。由于水的临界温度（374°C）远远高于任何大气温度（极高空位置的空气除外），因此在大气中以气态发现的所有水物质都可以适当地称为水气。

临界点(critical point)

物质的液相和气相在最高可能温度下平衡共存的热力学状态。在高于临界温度的温度下，不存在液相。对于水来说，临界点是
\(e_{s}=2.21\ \times 10^{5} \mathrm{mb}\)
\(T=647\ \mathrm{K}\)
\(\alpha=3.10\ \mathrm{gm}\ \mathrm{cm}^{-3}\)
其中\(e_{s}\)是水蒸气的饱和蒸气压，\(T\)是开尔文温度，\(\alpha\)是比容。

气温升高，水的沸点升高；压力升高，水蒸汽的密度增大。同时增大气温和压力，水的密度和水汽的密度相等时，此时的水称为超临界水，此时的温度为临界温度。

最多只能把水加热到水的临界温度Tc=374.15℃，因为水的临界压力Pc=22.129MPa,Tc是最高的饱和水温度，水在Pc下被加热到Tc时会立即气化，成为过热蒸气，当T＞Tc时，不论压力多大都不能使水蒸气液化。    ——引自Hydro的回答 - 知乎