- 水文学原理
- 范世香 刁艳芳 刘冀主编
- 1799字
- 2021-10-23 00:29:38
第一节 降水类型
一、按降水成因分类
由气象学可知,降水的形成主要是由于近地面的暖湿气团在各种因素的影响下,迅速升入高空产生动力冷却,当温度降到露点以下时,气团中的水汽便凝结成水滴或冰晶形成云层,云层中的水滴或冰晶随着水汽不断凝结而增多,同时还随着气流的运动,相互碰撞合并而增大,直到它们的重量不能为上升气流托浮时,就可以在重力作用下降到地面形成降水。可见,源源不断的水汽输入是降水的先决条件,气流的上升运动产生动力冷却是形成降水的必要条件。按气流上升运动形成动力冷却的原因,常把降水分成以下4种类型。
1.锋面雨
大气物理性质,如温度、湿度等比较均一的大团空气称为气团,气团向较冷地区移动时,它的温度比周围空气相对较高,称为暖气团;反之,称为冷气团。当冷、暖气团相遇时,两气团接触而形成的交界区域称为锋区或锋面,锋面与地面的交线称为锋线。锋面雨是由于冷暖气团相遇,迫使暖湿空气上升而形成的降雨。它又可分为冷锋雨、暖锋雨、静止锋雨及锢囚锋雨等。
(1)冷锋雨。当冷气团势力比较强盛时,如图4-1(a)所示,因冷空气密度较大,将楔入暖气团的下部,使锋面向暖气团一侧移动,同时还迫使暖湿空气沿锋面上升,发生动力冷却而致雨,称为冷锋雨。一般情况下,冷锋雨强度大、历时短、雨区范围较小。
(2)暖锋雨。若暖气团势力比较强大,推动锋面向冷气团方向移动,暖空气主动沿锋面滑行到冷气团的上方,如图4-1(b)所示,这样形成的降雨称暖锋雨。暖锋雨的锋面比较平缓,暖湿空气上升速度较慢,所以降雨强度较小,但历时长,范围广。
(3)静止锋雨。若冷暖两气团势力相当,锋面在一定地区来回摆动,称为(准)静止锋,如图4-1(c)所示。静止锋雨历时较长,强度较小。
(4)锢囚锋雨。当3种温湿性质不同的气团相遇,如冷锋追上暖锋或两条冷锋相遇,暖湿空气被迫抬升而锢囚在高空,由此产生的降雨称为锢囚锋雨,如图4-1(d)所示。由于锢囚锋是两条移动的锋相遇合并形成,所以它不仅保留了原来锋面的降水特征,而且锢囚后暖空气被抬升到锢囚点以上,上升运动进一步发展,使云层变厚,降水量增加,雨区变大。
图4-1 锋面雨示意
(a)冷锋;(b)暖锋;(c)静止锋;(d)锢囚锋
2.气旋雨
气旋是中心气压低于四周的大气旋涡,在北半球气旋内的空气作逆时针旋转。在发生气旋的地方,由于气流向低压中心辐合而引起大规模的空气上升运动,这样形成的降雨称为气旋雨。非锋面气旋有高空涡旋,称为涡,如西南涡,西北涡等,1963年8月海河流域的特大暴雨就是西南涡连续北上造成的。另外,还有热带气旋,热带气旋按地面中心风速大小可分为热带低压、热带风暴、强热带风暴和台风(风速超过12级),后者所形成的降雨称为台风雨。台风雨一般来势凶猛,一天内降雨量可达数百毫米,极易造成灾害。1975年8月第3号台风在淮河上游降下了历史上罕见的特大暴雨,河南林庄站最大24h降雨1060.3mm,其中最大6h达860.1mm。
气旋雨是我国降水的主要类型,几乎所有比较大的降雨都与它有关,是造成我国暴雨洪水的主要来源。
3.对流雨
在炎热的夏天,由于地面局部受热,下层空气膨胀,密度减小,大气的稳定性降低,与上层密度大的空气形成对流,使下层带有大量水汽的暖空气上升产生动力冷却而凝结致雨,称为对流雨。对流雨多发生的夏季酷热的午后,一般强度大、面积小、历时短,常伴有雷电,故又称为雷阵雨。对流雨对流域洪水影响极大,易形成陡涨陡落的洪水。
4.地形雨
暖湿空气在运行途中,因遇到山岭障碍,被迫沿山坡爬升,发生动力冷却而成云致雨,称为地形雨。地形雨多发生在迎风面的山坡上,背风坡雨量则较少。例如,我国的南岭山地,7月份岭南比岭北的雨量大一倍多,就是因为夏季多东南风,岭南属迎风面。
二、其他分类
实用上,还可按雨量大小、强度及过程特征进行分类,主要有以下3种。
1、暴雨
如果24h雨量超过50 mm或1h雨量超过16mm的降雨称为暴雨,24h雨量超过100mm的降雨称为大暴雨,24h雨量超过200 mm的降雨称为特大暴雨。暴雨主要由于对流作用形成,具有强度大、历时短、覆盖范围小等特点。
2.暴雨型淫雨
暴雨型淫雨的特点是历时较长,往往长达数日,降雨强度变化剧烈,平均雨强较大,个别时段的降雨强度可能很大。这种雨型一般是由冷暖气团交汇所致,常常是造成大面积洪涝灾害的主要原因。
3.淫雨
淫雨是指历时很长、强度较小、降雨时断时续且空气湿度较大的一种雨型,一般也是冷暖气团交锋所致。
另外,气象部门按24h雨量的大小,将降水分为7级,如表4-1所示。
表4-1 降水量等级表