降水是自然界中发生的雨、雪、露、霜、霰、雹等现象的统称。其中以雨、雪为主,就我国而言更以降雨最为重要。
降水是水循环过程的最基本环节,又是水量平衡方程中的基本参数。降水是地表径流的本源,亦是地下水的主要补给来源。降水在空间分布上的不均匀与时间变化上的不稳定性又是引起洪、涝、旱灾的直接原因。所以在水文与水资源学的研究和实际工作中,都十分重视降水的分析与计算。
降水(总)量
降水总量是指一定时段内降落在某一面积上的总水量。一天内的降水总量称日降水量,一次降水总量称次降水量。单位以毫米计。
降水历时与降水时间
前者指一场降水自始至终所经历的时间,后者指对应于某一降水而言,其时间长短通常是人为划定的,在此时段内并非意味着连续降水。
降水强度
降水强度简称雨强,指单位时间内的降水量,以毫米/分或毫米/时计。在实际工作中,常根据雨强进行分级。
降水面积
即降水所笼罩的面积,以平方千米计。
为了充分反映降水的空间分布与时间变化规律,常用降水过程线、降水累积曲线、等降水量线以及降水特性综合曲线表示。
降水过程线是指以一定时段(时、日、月或年)为单位所表示的降水量在时间上的变化过程,可用曲线或直线图表示。它是分析流域产流、汇流与洪水的最基本资料。此曲线图只包含降水强度、降水时间,而不包含降水面积。此外,如果用较长时间为单位。由于时段内降水可能时断时续,因此过程线往往不能反映降水的真实过程。(www.daowen.com)
降水是受地理位置、大气环流、天气系统条件等因素综合影响的产物,由于地理位置和大气环流对降水的影响与本文关系偏远,因此这里主要介绍地形、森林、水体等条件以及人类活动对降水的影响。
地形主要通过气流的屏障作用与抬升作用对降水的强度与时空分布发生影响。这在我国表现得十分强烈。许多丘陵山区的迎风坡常成为降水日数多、降水量大的地区,而背向的一侧则成为雨影区。1963年8月海河流域邢台地区的特大暴雨,其南区就是沿着太行山东麓迎风侧南北向延伸,呈带状分布,轴向与太行山走向一致,即是典型实例。
地形对降水的影响程度决定于地面坡向、气流方向以及地表高程的变化。山地降雨随高程的增加而递增。但是,这种地形的抬升增雨并非是无限制的,当气流被抬升到一定高度后,雨量达最大值。此后雨量就不再随地表高程的增加而继续增大,甚至反而减少。峨眉山、黄山的降水就呈此规律,在最大降水量出现高度之下,降水随高程增加而递增,超过此高程,降水反而减少。
森林对降水的影响极为复杂,至今还存在着各种不同的看法。例如,法国学者F.哥里任斯基根据对美国东北部大流域的研究得出结论,大流域上森林覆盖率增加10%,年降水量将增加3%。根据前苏联学者在林区与无林地区的对比观测,森林不仅能保持水土,而且直接增大降水量,例如,在马里波尔平原林区上空所凝聚的水平降水,平均可达年降水量的13%。
另外一些学者认为森林对降水的影响不大。例如K.汤普林认为,森林不会影响大尺度的气候,只能通过森林中的树高和林冠对气流的摩阻作用,起到微尺度的气候影响,它最多可使降水增加1%~3%,H.L.彭曼收集了亚、非、欧和北美洲地区14处森林多年实验资料,经分析也认为森林没有明显的增加降水的作用。
第三种观点认为,森林不仅不能增加降水,还可能减少降水。例如,我国著名的气象学者赵九章认为,森林能抑制林区日间地面温度升高,削弱对流,从而可能使降水量减少。另据实际观测,茂密的森林全年截留的水量,可占当地降水量的10%~20%,这些截留水,主要供雨后的蒸发。例如,美国西部俄勒冈地区生长美国松的地区,林冠截留的水量可达年降水量的24%。这些截留水从流域水循环、水平衡的角度来看,是水量损失,应从降水总量中扣除。
以上三种观点都有一定的根据,亦各有局限性。而且即使是实测资料,也往往要受到地区的典型性、测试条件、测试精度等的影响。总体来说,森林对降水的影响肯定存在,至于影响的程度,是增加或是减少,还有待进一步研究。并且与森林面积、林冠的厚度、密度、树种、树龄以及地区气象因子、降水本身的强度、历时等特性有关。
至于水体对降水的影响,陆地上的江河、湖泊、水库等水域对降水量的影响,主要是由于水面上方的热力学、动力学条件与陆面上存在差异而引起的。
“雷雨不过江”这句天气谚语,形象地说明了水域对降水的影响。这是由于大水体附近空气对流作用,受到水面风速增大、气流辐散等因素的干扰而被阻,从而影响到当地热雷雨的形成与发展。
人类对降水的影响一般都是通过改变下垫面条件而间接影响降水,例如,植树造林,或大规模砍伐森林、修建水库、灌溉农田、围湖造田、疏干沼泽等,其影响的后果有的是减少降水量,有的增大降水量。
在人工直接控制降水方面,例如人工行云播雨,或者驱散雷雨云,消除雷雹等,虽然这些方法早已得到了实际的运用,但迄今只能对局部地区的降水产生影响,而且由于耗资过多,一般较少进行。
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