地形对降水的影响研究结果

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：地形对降水的影响表现在迎风坡对气流有抬升作用。地形引起的上升速度能够作为中小尺度强对流系统的触发机制，造成不稳定能量释放。以上所述是中小尺度地形对降水量的影响，下面将论述大尺度地形对降水量的影响。

从气候和统计分析结果看，大雨的分布有极显著的地域性。许多暴雨区都分布在山脉的迎风坡。降雨中心轴的走向与山脉的走向基本一致。但对每个个例而言，其影响的确切物理机制还不十分清楚。可供参考的观点有以下几种。

（1）地形对降水的影响表现在迎风坡对气流有抬升作用。地形引起的上升速度能够作为中小尺度强对流系统的触发机制，造成不稳定能量释放。此外，漫溢效应也能引起背风坡产生较大的降水量。即在迎风坡产生的雨滴被气流携带越过山峰，降落在背风坡的现象。

（2）边界层中的摩擦作用引起气流上升运动，对中小尺度系统起了触发作用。一些研究者认为：大尺度地形摩擦作用引起的上升运动比地形抬升运动引起的上升运动大。

（3）背风波效应，地形抬升也能引起山地背风侧出现背风波，导致气流上升运动，并形成较大降水。

根据云南省山脉走向和水汽输送方向，从1785个雨量站中选出站点高程250～3000m以上的502站共9261站年资料进行分析（引用资料系列截止于2000年），建立以多年平均降水量和高程关系线65条，从中得出以下规律。

（1）当水汽来源方向与山脉走向一致时，水汽受阻时即沿山体两翼前进，此时山体两翼降水随高程变化也一致，即降水量梯度相同，雨量随高程的增加而增加，到山顶时雨量最大，山脚最小。

（2）当水汽来源方向与山脉走向有夹角时，水汽受阻又不能绕过山体而被迫抬升，翻过山顶后再下沉，则山体两翼降水随高程变化不一。同一山体的迎风坡降水量大于背风坡降水量。随着夹角的增加，差别也随之增大，直至垂直相交时最大；其中山脚降水量差别最大，随高程的增加其差值逐渐减小，到山顶时降水量相同。但其降水量梯度恰恰相反，表现为背风坡大于迎风坡。

（3）若是孤山，水汽受阻时即沿山体四周绕流抬升，则山体四周降水量随高程增加而增大，同高程上的降水量相同，降水量梯度也一样。

图13.1　川鄂皖地区年降水高程关系

（4）全省年降水量的梯度在30～70mm／100m，占75%以上。

另外四川的峨眉山、湖北的绿葱坡、江西的赣江中游和安徽的黄山等都曾观测到降水随高程的增高而增大的结果，如图13.1所示。有些地区如峨眉山和黄山，山顶的降水量有所减小，最大值出现在山剖面的2／3～3／4处。这是由于山顶风速较大，即前面观点中漫溢效应的结果，如果是固体降水，也有可能被气流吹落于背风坡。

降水量随高程增高而增大的规律，属于中小尺度的地形影响，其相对高程差都不是很大，一般在2000m以下。长江的清江流域，高程每增高100m，降水量的增加绿葱坡为60mm（迎风坡）和47mm（背风坡）；但峨眉山高程2000m以下每增高100m降水量增加50mm，高程2000m以上降水量反而有所减小，每增加100m，降水量减小50mm；黄山下部增率为100mm／100m，上部仅增加10mm／100m。赣江中游地区高程在700m以下为70mm／100m，以上为10mm／100m。这些地区降水量增率经验数据，对绘制降水量等值线有十分重要的参考作用。

以上所述是中小尺度地形对降水量的影响，下面将论述大尺度地形对降水量的影响。

降水量的源泉主要来自海洋，就我国长江流域而言其水汽来源主要是孟加拉湾和南海。这些暖湿气流向我国输送时，遇到大尺度的地形阻挡，如喜马拉雅山、横断山脉、南岭等，气流被迫抬升，绝热凝结，不断降雨，使这些大尺度的地形下部形成暴雨区，如藏南暴雨区、云南西南暴雨区，广东北部暴雨区等。但水汽不断向前向高处输送，不断凝结下降，水汽必然越来越少，水汽上升越高，距离越远其所能凝结的降水也愈来愈小。所以对大尺度的地形而言，降水随着地形高程的增加而减少。实际观测数据可以证明，如图13.2是世界上年降水量最多的卡西山与喜马拉雅山地形剖面和降雨量沿程变化，其中位于高程1330m的乞拉朋齐，年降水量达11420mm，雅鲁藏布江（图13.3）、澜沧江怒江（图13.4）和通天河（图13.5）也是如此。

图13.2　世界最大降水量的喜马拉雅山——卡西山地形剖面与沿程降雨量剖面

图13.3　雅鲁藏布江河谷降水量与高程关系

图13.4　岷江宝兴附近及澜沧江怒江降水量与高程的关系

图13.5　通天河河谷高程与年降水量关系

降水量随高程变化的规律比较复杂，地理位置的不同，地形、地势、地貌条件的差异，其变化的量级和定性都可能不同。但概括起来可以分为两类：一是中小尺度的地理因素影响；二是大尺度的地理因素影响，这两种影响降雨量的机理各异。了解这种差别，有助于合理绘制长江上游及西南诸河降水等值线。

地形对降水的影响研究结果

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