[科普中国]-地方性降水

背景

降水是指空气中的水汽冷凝并降落到地表的现象，它包括两部分，一是大气中水汽直接在地面或地物表面及低空的凝结物，如霜、露、雾和雾淞，又称为水平降水；另一部分是由空中降落到地面上的水汽凝结物，如雨、雪、霰雹和雨淞等，又称为垂直降水。

影响因素主要体现在热力条件和水汽条件两个方 面，以及由海陆热力条件差异引发的中、小尺度辐合流场。

热力 条件海陆热力性质及传递方式根本不同，表现在海面温度变化，较陆地温度变化平缓且具有滞后性。

当极地干冷空气到达暖海面以后，必然会有热量、水汽向大气输入。通过感热通量表达式可以看出，海气间感热交换量情形海气温差、风速成正比。低层大气的增、温增湿，导致大气层结呈不稳定状态，是冬季 山东半岛产生冷流降雪的主要成因 。

当冷空气越过渤海海面进入半岛内陆后，内陆冷下垫面的作用，使低层大气层结趋于稳定，同时水汽来源被切断，因此，山东半岛的冷流降雪自北而南迅速减弱 。

水汽条件黄渤海广阔的海面是山东半岛降水的重要水汽源地。冬季 冷流降雪的水汽来自渤海海面。夏季西北气流条件下产生降水，其水汽也主要来自渤海海面。1

森林与地方性降水森林对垂直降水的影响，目前仍是争论的问题。但从森林气候环境和形成降水的物理过程看，森林对降水形成还是有利的。

首先，森林高达十几米甚至几十米,气流由平坦的田野通过森林或林网地区时，气流的流线常被抬高几百米甚至千米以上。气流的这种系统性抬升有利于云和降水的形成。在前苏联欧洲部分，这一作用可使降水量增加5%～10%。

其次，森林地区湿度大，气流系统抬升,使林冠上部空气中的水汽含量增加，降低了凝结高度,有利于形成云和降水。

另外，植物体上广泛存在冰核活性细菌。如阔叶林内有一种棘生鞭毛菌，在-1.3℃的过冷水中具有成冰核性能。大气中凝结核虽多，但冻结核较少，当这类细菌随上升气流进入过冷云层时，可促使过冷水滴冻结下降。因此，在森林地区引进这类细菌，使之大量繁殖，可促进地方性降水增加。

通过对比观测，森林地区比附近无林区年降水量增加10%～30%。森林覆盖率越大，增加降水愈多，愈明显。2

冬季冷流降雪冬季冷流降雪是山东半岛最常见的地方性降水天气。冷流降雪的特定天气条件一是必须在西北气流控制下，二是有强冷空气南下影响山东半岛。

冬季冷流主要指当高空冷槽过境后，山东半岛以西地区的天气迅速转晴。而山东半岛，尤其是半岛北部沿海地区，随着强劲的西北风，大片、大片结构松散，颜色灰白的低云，不断地从渤海海面上涌来，造成持续性降雪或间隔不一的阵性降雪。由于这一特点，山东半岛冬季降水日数比内陆明显偏多。

冷流降雪时空分布有如下特点无论是降雪日数，还是降雪强度，自北而南明显递减。据气象资料统计，位于半岛北海岸的威海比南部的海阳平均降雪日数多天，平均降雪量多，其主要差异是由冷流降雪造成的。冷流降雪从月至次年月均可出现。主要集中在月中旬至月下旬1

地方云与降水云是气象观测的重要项目之一，是大气中的小水滴、过冷却水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体；其底部不接触地面，并有一定厚度。 各种云的形成和演变，是大气中错综复杂的物理过程的具体表现，也是预示未来天气变化的重要征兆。如群众根据云的形状、出现时间、所在方位和地理位置等进行长期观测后总结出如“ 夏天八、九点钟有黄色馒头云，天下大雨”等一系列对降水具有指示意义的观察经验。这种“黄色馒头云”对降水的指示意义，当观测到“黄色馒头云”时，预示未来24h内或48h内将会出现降水，而且出现中雨以上量级降水的可能性很大，未来48h的过程降水量出现大雨的可能性也较大，对全州中雨以上量级降水预报具有很好的指示意义。临夏州本站出现“黄色馒头云”能够预示全州将出现区域性降水过程，对全州区域性降水和久旱逢雨的转折性天气预报均具有很好的指示意义。3

测定(1)测量工具：雨量器

是用于测量一段时间内累积降水量的仪器。常见的雨量器外壳是金属圆筒，分上下两节，上节是一个口径为20厘米的盛水漏斗，为防止雨水溅失，保持容器口面积和形状，筒口用坚硬铜质做成内直外斜的刀刃状；下节筒内放一个储水瓶用来收集雨水。测量时，将雨水倒入特制的雨量杯内读出降水量毫米数。降雪季节将储水瓶取出，换上不带漏斗的筒口，雪花可直接收集在雨量筒内，待雪融化后再读数，也可将雪称出重量后根据筒口面积换算成毫米数。

（2）测量方法：一般每天上午8时，20时各一次，把一天，一月或一年的降水量相加，就分别时这个地方的日降水量，月降水量或年降水量。

计算方法降水量是用在不透水的平面上所形成的水层来计量的，单位为毫米。常用雨量器、自记雨量计，近年来也用遥测法来进行测量。固体降水量，是指固体降水融化后水层的深度值。中国日降水量时制采用北京标准时，并以20时为日分界。在水文研究中，降水过程的观测用自记雨量计，雨量器则主要用于定时分段观测。由雨量站测得的雨量值，只代表某一点或较小范围内的降水情况，称点雨量。在水文学中常利用点雨量推算整个流域或某特定水文区的平均降雨量(又称面雨量)。计算流域平均降水量的方法很多，比较简便的有加权平均法和等值线法等。

加权平均法（垂直平方法或泰森多边形法）常用于流域平均降水量的计算。具体方法是在流域图上将各雨量站用直线连成一些三角网，对各边作垂直平分线，连结构成一些多边形,每个多边形内都含有一个雨量站，假设每个站的雨量可以代表该多边形面积内的平均降水量，则全流域上降水量的平均值(塣)为：式中i为雨量站的雨量，单位为毫米；i为该雨量站所在多边形的面积,单位为平方公里；为所计算的流域总面积，单位为平方公里。 各测点控制面积与总面积的比值，称各雨量站的权重，故塣即加权平均降水量。