水 文 学 原 理(四降水)

第四章

降 水

主要内容1 2 3 4 降水要素及其时空变化表示方法 降雨类型及其影响因素 区域(流域)平均降雨量计算方法 区域(流域) 降雨资料的检验

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§1 降水要素及其时空变化表示方法降水的定义 降雨的基本要素 降雨时间变化的表示方法 降雨空间变化的表示方法 降雨要素的综合曲线

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§1 降水要素及其时空变化表示方法1 降水的定义： 降水的定义：

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大气中的液态水滴或固态冰雪颗粒，在重力作用下， 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。

雪 雨 露

雹 霜

§1 降水要素及其时空变化表示方法2 降雨的基本要素

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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。 min,h d

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3 降雨时间变化的表示

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(1)时段降雨量柱状图：时段降雨量与相应时段之间的关 (1)时段降雨量柱状图系图称为时段降雨量柱状图。

降水量( mm) 降水量( mm)

时间 13:42 14:00 14:30 15:34 17:00 18:10 19:00

时段降雨 0 11.5 33.5 31.9 1.6 2.2 0

50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6

降水量过程图

时 段

§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

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(2)降雨量累积过程线：从降雨开始至某时刻的降雨量与 (2)降雨量累积过程线该时刻时间之间关系曲线称为降雨量累积过程线。

时间 13:42 14:00 14:30 15:34 17:00 18:10 19:00

时段降雨 0 11.5 33.5 31.9 1.6 2.2 0

累积降雨 0 11.5 45.0 76.9 78.5 80.7 80.7

120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0

降水量 ( mm ) 降水量( mm)

累积降水量过程线

12 13 14 15 16 17 18 19 时间

§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

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(3)降雨强度过程线：降雨强度与相应时间之间的关系曲 (3)降雨强度过程线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4 降雨空间变化的表示

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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， 和称为雨量站网。 雨量站网密度：区域面积/雨量站个数 区域面积/ 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 的降雨量点绘在各自测站的位置上， 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。

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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。 b 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：(1)雨量站位置 (1)雨量站位置 (2)雨量站数目 (2)雨量站数目

§1 降水要素及其时空变化表示方法5 降雨要素综合曲线——1 ——1降雨强度与历时曲线

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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~ 。

80 降水量 ( mm ) 降水量( mm) 60 40 20 0 0 1

降雨强度与历时曲线

例1

2

3

4 5 时 间

6

7

8

时 间 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

累积降雨 0 11.5 60.0 77.0 78.5 80.7

时段降雨 0 11.5 48.5 17.0 1.5 2.2

历 时 1 2 3 4 5 6

累积降雨 48.5 65.5 77.0 78.5 80.7 80.7

雨 强 48.5 32.8 25.7 19.6 16.1 13.4

§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 ——2降雨深与面积关系曲线

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在一定历时降雨量的 等雨量线图上， 等雨量线图上，从暴 雨中心开始， 雨中心开始，分别计 算每一条等雨量线所 面积及该面积 包围的面积 包围的面积及该面积 平均降雨深。 的平均降雨深。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——3 ——3降雨深与面积和历时关系曲线

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分别对不同历时的等 雨量线图点绘降雨深 与面积关系曲线， 与面积关系曲线，得 到一组以历时为参变 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1 降水成因

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水汽、上升运动和冷却凝结(凝结核) 水汽、上升运动和冷却凝结(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2 降雨分类

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按降雨要素量级分

对流雨 地形雨

按降雨动力冷却条件分

台风雨 气旋雨

§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来的降雨称为气旋雨。 气旋雨： 气旋或低气压过境带来的降雨称为气旋雨。

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非锋面雨 气旋雨 锋面雨 暖锋雨 冷锋雨

非锋面雨—气流向低压区辐合引起气流上升冷却产生降雨。 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—冷气团楔入暖气团底部迫使暖气团抬升形成降雨。 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

暖气团 暖气团 暖气团 暖气团 暖气团 冷气团 暖气团 暖气团暖气团 暖气团 冷气团 暖气团 暖气团 冷气团 冷气团冷气团 冷气团 暖气团 暖气团暖气团 冷气团 冷气团 冷气团 暖气团 冷气团 冷气团 暖气团 冷气团 冷气团 冷气团 冷气团 冷气团

特点：落区大 特点：落区小 雨强大 雨强小 历时短 历时长

暖锋雨 冷锋雨

§2 降雨的分类及影响降雨的因素对流雨： 对流雨：

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地面受热升温， 地面受热升温，下层空气膨 胀上升和上层空气形成对流 运动。 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。

特点： 特点：

多发生在夏季午后，强 多发生在夏季午后， 度大、面积小、历时短。 度大、面积小、历时短。

可形成雷雨的秃积云(云图) 可形成雷雨的秃积云(云图) 南京市 可形成雷雨的鬃积雨云(云图) 可形成雷雨的鬃积雨云(云图) 成都市 北京市暴雨突袭水涝成都

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