水_文_学_原_理四降水PPT课件

1、 主要内容主要内容 1 2 3 4 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 降水的定义降水的定义 降雨时间变化的表示方法降雨时间变化的表示方法 降雨空间变化的表示方法降雨空间变化的表示方法 降雨要素的综合曲线降雨要素的综合曲线 降雨的基本要素降雨的基本要素 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 大气中的液态水滴或固态冰雪颗粒，在重力作用下，克大气中的液态水滴或固态冰雪颗粒，在重力作用下，克 服空气阻力，从空中降落到地面的现象称为降水。服空气阻力，从空中降落到地面的现象称为降水。 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 降雨量（

2、深）：指一定时段内降落在某一点或某一面积上的总 雨量，用深度表示，以mm计。 降雨历时：降雨从某时刻到另一时刻所经历的时间称为降雨历时； 一次降雨从开始到结束所经历的时间称为次降雨历时，以min,h或d计。 降雨强度：单位时间内的降雨量称为降雨强度，以mm/min或 mm/h计。 降雨面积：降雨笼罩范围的水平投影面积称为降雨面积，以km2 计。 暴雨中心：暴雨集中的较小的局部地区，称为暴雨中心。 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 123456 0 10 20 30 40 50 降降水水量量过过程程图图 降降水水量量（ m mm m） 时时 段段 ：时段降雨量与相应时

3、段之间的关 系图称为时段降雨量柱状图。 时间时间时段降雨时段降雨 13:420 14:0011.5 14:3033.5 15:3431.9 17:001.6 18:102.2 19:000 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 ：从降雨开始至某时刻的降雨量与 该时刻时间之间关系曲线称为降雨量累积过程线。 时间时间时段降雨时段降雨累积降雨累积降雨 13:4200 14:0011.511.5 14:3033.545.0 15:3431.976.9 17:001.678.5 18:102.280.7 19:00080.7 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表

4、示方法 ：降雨强度与相应时间之间的关系曲 线称为降雨强度过程线。 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 几个概念： 雨量站网：一个区域内一般设立有若干个雨量站，其总一个区域内一般设立有若干个雨量站，其总 和称为雨量站网和称为雨量站网。 雨量站网密度：区域面积区域面积/ /雨量站个数雨量站个数 等雨量线绘制 ： 将每个雨量站观测所得的同一时段的时段降雨量或一次降雨将每个雨量站观测所得的同一时段的时段降雨量或一次降雨 的降雨量点绘在各自测站的位置上，然后按降雨量相同的原的降雨量点绘在各自测站的位置上，然后按降雨量相同的原 则连成光滑曲线。则连成光滑曲线。 1 降水要素及其时

5、空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 统计降雨强度过程线中各种不同历时的最大平均雨强。 最大平均雨强与历时的关系即为 。 0 20 40 60 80 012345678 时时 间间 降水量(mm)降水量(mm) 降雨强度与历时曲线降雨强度与历时曲线 时时 间间累积降雨累积降雨时段降雨时段降雨 13:0000 14:0011.511.5 15:0060.048.5 16:0077.017.0 17:0078.51.5 18:0080.72.2 历历 时时累积降雨累积降雨雨雨 强强 148.548.5 265.532.8 377.025.7 478.519.6 580.716.1 680.7

6、13.4 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 在一定历时降雨量的在一定历时降雨量的 等雨量线图上，从暴等雨量线图上，从暴 雨中心开始，分别计雨中心开始，分别计 算每一条等雨量线所算每一条等雨量线所 包围的包围的面积面积及该面积及该面积 的的平均降雨深平均降雨深。点绘。点绘 这两者之间的关系，这两者之间的关系， 所得曲线称为所得曲线称为 。 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 分别对不同历时的等分别对不同历时的等 雨量线图点绘降雨深雨量线图点绘降雨深 与面积关系曲线，得与面积关系曲线，得 到一组以历时为参变到一组以历时为参变 数的降雨深与面积关

7、数的降雨深与面积关 系线。系线。 2 降雨的分类及影响降雨的因素降雨的分类及影响降雨的因素 水汽水汽、上升运动上升运动和和冷却凝结（凝结核）冷却凝结（凝结核） 是形成降水的三个因素。是形成降水的三个因素。 2 降雨的分类及影响降雨的因素降雨的分类及影响降雨的因素 按降雨要素量级分 按降雨动力冷却条件分 对流雨 地形雨 台风雨 气旋雨 2 降雨的分类及影响降雨的因素降雨的分类及影响降雨的因素 气旋雨气旋雨 非锋面雨非锋面雨 锋面雨锋面雨 暖锋雨暖锋雨 冷锋雨冷锋雨 非锋面雨非锋面雨气流向低压区辐合引起气流上升冷却产生降雨。气流向低压区辐合引起气流上升冷却产生降雨。 锋面雨锋面雨冷气团楔入暖气团底

8、部迫使暖气团抬升形成降雨。冷气团楔入暖气团底部迫使暖气团抬升形成降雨。 冷气团冷气团 暖气团暖气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 冷气团冷气团 暖气团暖气团 2 降雨的分类及影响降雨的因素降雨的分类及影响降雨的因素 可形成雷雨的秃积云（云图

9、）可形成雷雨的秃积云（云图） 可形成雷雨的鬃积雨云（云图）可形成雷雨的鬃积雨云（云图） 暴雨突袭水涝成都暴雨突袭水涝成都 成都市成都市南京市南京市北京市北京市 2 降雨的分类及影响降雨的因素降雨的分类及影响降雨的因素 2000年年8月月22日在台湾登陆的台风碧利斯日在台湾登陆的台风碧利斯 20052005年年8 8月月8 8日台风日台风“麦莎麦莎” 台风台风“艾利艾利”影响浙江影响浙江 台风登陆法国台风登陆法国 被冲毁后的板桥水库如今的板桥水库 2 降雨的分类及影响降雨的因素降雨的分类及影响降雨的因素 2 降雨的分类及影响降雨的因素降雨的分类及影响降雨的因素 1. 地理位置的影响地理位置的影响

10、 低纬度地区降水多于高纬度地区，沿海地区降水低纬度地区降水多于高纬度地区，沿海地区降水 多于内陆地区。多于内陆地区。 2. 气旋、台风路径的影响气旋、台风路径的影响 常有气旋、台风过境的地区降水较多。常有气旋、台风过境的地区降水较多。 3. 地形的影响地形的影响 地形主要通过强迫气流抬升使降水量增多。地形主要通过强迫气流抬升使降水量增多。 4. 其它因素的影响其它因素的影响 3 区域（流域）平均降雨量计算方法区域（流域）平均降雨量计算方法 算术平均法 泰森多边形法 等雨量线法 距离平方倒数法 3 区域（流域）平均降雨量计算方法区域（流域）平均降雨量计算方法 适用条件：适用条件：流域内雨量站分布

11、均匀，地形起伏流域内雨量站分布均匀，地形起伏 不大，流域内降雨量分布均匀或变化均匀，测不大，流域内降雨量分布均匀或变化均匀，测 站位置合理且站点较多。站位置合理且站点较多。 计算公式计算公式： n li i p n P 1 泰森多边形绘制方法： 1)按地图上测站的位置连线，构成许多锐角三角形； 2)对每个三角形各边作垂直平分线，再用这些垂直平分 线构成以每个测站为核心的多边形； 3)量取每个多边形的面积fi。 3 区域（流域）平均降雨量计算方法区域（流域）平均降雨量计算方法 适用条件：雨量站分布不均 计算公式： n i ii fP F P 1 1 缺点： 1）没有考虑地形影响，假定雨量呈线性变

12、化； 2）权重系数是固定的，不能反映降雨空间分布复杂多变 的特点。 计算步骤： 1)绘制等雨量线 ； 2)量取每2条相邻等雨量线间的面积； 3)求各相邻等雨量线间的平均雨深，然后再乘以相应的 面积权重，得权雨量 ； 4)将所有的权雨量相加，即得流域平均雨量 。 计算公式： n i i i nn F f p F fpfPfP P 1 2 2 1 1 3 区域（流域）平均降雨量计算方法区域（流域）平均降雨量计算方法 适用条件：足够多的雨量站资料，地形资料 缺点：不同场次降雨，其面积权重是变化的，所以每次降 雨都必须绘制等雨量线图，工作量很大。 等雨量线法等雨量线法实例实例 321 3 2 5105

13、30 2 2 530550 1 2 550580 aaa aaa P 3 区域（流域）平均降雨量计算方区域（流域）平均降雨量计算方 法法 m i i m i ii j d dp x 1 2 1 2 )/1 ( )/( n j j x n p 1 1 4 降雨资料的检验降雨资料的检验 如分析如分析 降水资料的前后一致性降水资料的前后一致性 邻近多站平均累积年降水量邻近多站平均累积年降水量(mm) 站累积年降水量站累积年降水量 (mm) 85年年 4 降雨资料的检验降雨资料的检验 站累积年降水量站累积年降水量 (mm) 邻近多站平均累积年降水量邻近多站平均累积年降水量(mm) 至至95年的年的 累

14、积雨量累积雨量 B C 85年年 A KB KC 说明自说明自1985年起，年起， 站站 逐年测到的降水量比原逐年测到的降水量比原 来观测条件下观测到的来观测条件下观测到的 降水量减小了降水量减小了KC / KB倍，倍， 为保持降水量资料的一为保持降水量资料的一 致性，可将致性，可将85年前观测年前观测 的雨量按的雨量按KC / KB的系数的系数 进行改正。进行改正。 降水的定义降水的定义 降雨的基本要素：降雨量（深）、降雨历时、降降雨的基本要素：降雨量（深）、降雨历时、降 雨强度、降雨面积、暴雨中心雨强度、降雨面积、暴雨中心 时段降雨量柱状图及降雨量累积过程线时段降雨量柱状图及降雨量累积过程

15、线 降雨强度历时关系曲线降雨强度历时关系曲线 等雨量线绘制等雨量线绘制 降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线 形成降水的几个要素形成降水的几个要素 降水不同分类方法（降水不同分类方法（2种，每类降雨的特点）种，每类降雨的特点） 面平均雨量计算方法（面平均雨量计算方法（4种方法适用条件、优缺点、种方法适用条件、优缺点、 具体计算）具体计算） 降雨资料的一致性检验方法降雨资料的一致性检验方法 回回 顾顾 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 降水的定义降水的定义 降雨时间变化的表示方法降雨时间变化的表示方法 降雨空间变化的表示方法降雨空间变化的表示方法 降雨要素的综合曲线降雨要素的综合曲线 降雨的基本要素降雨的基本要素 1 降水要素及其时空变化表示方法降水要素及其时空变化表示方法 统计降雨强度过程线中各种不同历时的最大平均雨强。 最大平均雨强与历时的关系即为 。 2 降雨的分类及影响降雨的因素降雨的分类及影响降雨的因素 水汽水汽、上升运动上升运动和和冷却凝结（凝结核）冷却凝结（凝结核） 是形成降水的三个因素。是形成降水的三个因素。 2 降雨的分类及影响降雨的因素降雨的分类及影响降雨的因素 2000年年8月月22