水-文-学-原-理(四降水)课件

第四章第四章 降降 水水第四章 降 水主要内容主要内容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1降雨类型及其影响因素降雨类型及其影响因素降雨类型及其影响因素降雨类型及其影响因素2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3降雨资料的检验降雨资料的检验降雨资料的检验降雨资料的检验4主要内容降水要素及其时空变化表示方法1降雨类型及其影响因素21 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的定义降雨时间变化的表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1 1 降水的定义：降水的定义：降水的定义：降水的定义：大气中的液态水滴或固态冰雪颗粒，在重力作用下，克服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。空气阻力，从空中降落到地面的现象称为降水。雨雨雨雨雪雪雪雪露露露露雹雹雹雹霜霜霜霜1 降水要素及其时空变化表示方法1 降水的定义：雨雪露雹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2 2 降雨的基本要素降雨的基本要素降雨的基本要素降雨的基本要素降雨量（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2 降雨的基本要素降雨量（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3 3 降雨时间变化的表示降雨时间变化的表示降雨时间变化的表示降雨时间变化的表示(1)(1)时段降雨量柱状图时段降雨量柱状图：时段降雨量与相应时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13:42014:0011.514:3033.515:3431.917:001.618:102.219:0001 降水要素及其时空变化表示方法3 降雨时间变化的表示(11 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3 3 降雨时间变化的表示降雨时间变化的表示降雨时间变化的表示降雨时间变化的表示(2)(2)降雨量累积过程线降雨量累积过程线：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13:420014:0011.511.514:3033.545.015:3431.976.917:001.678.518:102.280.719:00080.71 降水要素及其时空变化表示方法3 降雨时间变化的表示(21 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3 3 降雨时间变化的表示降雨时间变化的表示降雨时间变化的表示降雨时间变化的表示(3)(3)降雨强度过程线降雨强度过程线：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3 降雨时间变化的表示(31 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4 4 降雨空间变化的表示降雨空间变化的表示降雨空间变化的表示降雨空间变化的表示几个概念：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 降水要素及其时空变化表示方法4 降雨空间变化的表示几个水-文-学-原-理(四降水)课件水-文-学-原-理(四降水)课件a a 等雨量线的做法类似于地形图等高线的做法。等雨量线的做法类似于地形图等高线的做法。等雨量线的做法类似于地形图等高线的做法。等雨量线的做法类似于地形图等高线的做法。b b 等雨量线所表示的降水分布与实际降水分布的等雨量线所表示的降水分布与实际降水分布的等雨量线所表示的降水分布与实际降水分布的等雨量线所表示的降水分布与实际降水分布的符合程度取决于：符合程度取决于：符合程度取决于：符合程度取决于：(1)(1)雨量站位置雨量站位置雨量站位置雨量站位置(2)(2)雨量站数目雨量站数目雨量站数目雨量站数目a 等雨量线的做法类似于地形图等高线的做法。雨量站位置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。5 5降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线1111降雨强度与历时曲线降雨强度与历时曲线降雨强度与历时曲线降雨强度与历时曲线1 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时时 间间累积降雨累积降雨时段降雨时段降雨13:000014:0011.511.515:0060.048.516:0077.017.017:0078.51.518:0080.72.2历历 时时累积降雨累积降雨雨雨 强强148.548.5265.532.8377.025.7478.519.6580.716.1680.713.4例例例例1 1时 间累积降雨时段降雨13:000014:0011.5111 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5 5降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线2222降雨深与面积关系曲线降雨深与面积关系曲线降雨深与面积关系曲线降雨深与面积关系曲线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5降雨要素综合曲线2降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5 5降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线3333降雨深与面积和历时关系曲线降雨深与面积和历时关系曲线降雨深与面积和历时关系曲线降雨深与面积和历时关系曲线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数的降雨深与面积关系线。系线。1 降水要素及其时空变化表示方法5降雨要素综合曲线3降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。1 1 降水成因降水成因降水成因降水成因2 降雨的分类及影响降雨的因素水汽、上升运动和冷却凝结（凝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 2 降雨分类降雨分类降雨分类降雨分类2 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：气旋雨：气旋雨：气旋或低气压过境带来的降雨称为气旋雨。气旋或低气压过境带来的降雨称为气旋雨。气旋或低气压过境带来的降雨称为气旋雨。气旋或低气压过境带来的降雨称为气旋雨。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。2 降雨的分类及影响降雨的因素气旋雨：气旋或低气压过境带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暖锋雨暖锋雨暖锋雨暖锋雨特点：落区大特点：落区大特点：落区大特点：落区大 雨强小雨强小雨强小雨强小 历时长历时长历时长历时长冷锋雨冷锋雨冷锋雨冷锋雨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特点：落区小特点：落区小特点：落区小特点：落区小 雨强大雨强大雨强大雨强大 历时短历时短历时短历时短冷气团暖气团暖气团冷气团暖气团冷气团暖气团冷气团暖气团冷气团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对流雨：对流雨：对流雨：对流雨：地面受热升温，下层空气膨地面受热升温，下层空气膨地面受热升温，下层空气膨地面受热升温，下层空气膨胀上升和上层空气形成对流胀上升和上层空气形成对流胀上升和上层空气形成对流胀上升和上层空气形成对流运动。下层暖湿空气上升到运动。下层暖湿空气上升到运动。下层暖湿空气上升到运动。下层暖湿空气上升到高空遇冷凝结形成降雨。高空遇冷凝结形成降雨。高空遇冷凝结形成降雨。高空遇冷凝结形成降雨。可形成雷雨的秃积云（云图）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）特点：特点：特点：特点：多发生在夏季午后，强多发生在夏季午后，强多发生在夏季午后，强多发生在夏季午后，强度大、面积小、历时短。度大、面积小、历时短。度大、面积小、历时短。度大、面积小、历时短。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对流雨：可形成雷雨的秃积云（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特点：特点：特点：特点：降雨不均，暴雨强度极降雨不均，暴雨强度极降雨不均，暴雨强度极降雨不均，暴雨强度极大，历时较短。大，历时较短。大，历时较短。大，历时较短。台风雨：台风雨：台风雨：台风雨：热带海洋上的风暴登陆热带海洋上的风暴登陆热带海洋上的风暴登陆热带海洋上的风暴登陆大陆所引起的降雨称为大陆所引起的降雨称为大陆所引起的降雨称为大陆所引起的降雨称为台风雨。台风雨。台风雨。台风雨。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2 降雨的分类及影响降雨的因素特点：台风雨：2000年8月被冲毁后的板桥水库如今的板桥水库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特点：特点：特点：特点：降雨不均，暴雨强度极降雨不均，暴雨强度极降雨不均，暴雨强度极降雨不均，暴雨强度极大，历时较短。大，历时较短。大，历时较短。大，历时较短。地形雨：地形雨：地形雨：地形雨：由于地形的抬升作用导由于地形的抬升作用导由于地形的抬升作用导由于地形的抬升作用导致的降雨称为地形雨。致的降雨称为地形雨。致的降雨称为地形雨。致的降雨称为地形雨。2 降雨的分类及影响降雨的因素特点：地形雨：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3 3 影响降雨的因素影响降雨的因素影响降雨的因素影响降雨的因素 1.地理位置的影响地理位置的影响 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2 降雨的分类及影响降雨的因素3 影响降雨的因素 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算术平均法泰森多边形法等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1、算术平均法、算术平均法适用条件：适用条件：流域内雨量站分布均匀，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：3 区域（流域）平均降雨量计算方法1、算术平均法适用条件：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2、泰森、泰森(Thiessen)多边形法多边形法(垂直平分法，加权平均法垂直平分法，加权平均法垂直平分法，加权平均法垂直平分法，加权平均法 )适用条件：雨量站分布不均 计算公式：缺点：1）没有考虑地形影响，假定雨量呈线性变化；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。泰森多边形绘制方法：3 区域（流域）平均降雨量计算方法2水-文-学-原-理(四降水)课件计算步骤：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：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3、等雨量线法、等雨量线法适用条件：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。计算步骤：计算公式：3 区域（流域）平均降雨量计算方法等雨量线法等雨量线法实例实例等雨量线法实例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4 4、距离平方倒数法、距离平方倒数法、距离平方倒数法、距离平方倒数法3 区域（流域）平均降雨量计算方法4、距离平方倒数法4 降雨资料的检验降雨资料的检验一、降雨资料的一致性鉴别一、降雨资料的一致性鉴别如分析如分析 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 降雨资料的检验一、降雨资料的一致性鉴别如分析 降4 降雨资料的检验降雨资料的检验二、非一致降水资料的改正二、非一致降水资料的改正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年的年的累积雨量累积雨量BC85年年AKBKC说明自说明自1985年起，年起，站逐站逐年测到的降水量比原来观年测到的降水量比原来观测条件下观测到的降水量测条件下观测到的降水量减小了减小了KC/KB倍，为保倍，为保持降水量资料的一致性，持降水量资料的一致性，可将可将85年前观测的雨量按年前观测的雨量按KC/KB的系数进行改正。的系数进行改正。4 降雨资料的检验二、非一致降水资料的改正站累积年降水量(v降水的定义降水的定义v降雨的基本要素：降雨量（深）、降雨历时、降雨降雨的基本要素：降雨量（深）、降雨历时、降雨强度、降雨面积、暴雨中心强度、降雨面积、暴雨中心v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线v降雨强度历时关系曲线降雨强度历时关系曲线v等雨量线绘制等雨量线绘制v降雨要素综合曲线降雨要素综合曲线v形成降水的几个要素形成降水的几个要素v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）v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）v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 顾顾降水的定义回 顾H H U谢谢观看！2020谢谢观看！