2.2 地形对暴雨的影响
地形对气流垂直运动和降雨的影响很大。当一个降雨天气系统移近山丘区时,往往使对流加剧,降雨增强,或者使系统内的雨量分布很不均匀,降雨历时也大为延长。这些作用统称为地形对降雨的增幅作用。山地对降雨的增幅作用很大,有时候一次暴雨过程在山丘区迎风坡造成的降雨量可以是平原地区的十几倍,而在背风区则明显减少。山地迎风坡不仅使暴雨频次增加,而且往往也是暴雨中心的所在地。
地形对暴雨的影响可以归纳为以下几个方面。
2.2.1 地形强迫抬升造成的影响
地形起伏对暖湿气流产生强迫抬升和辐合作用,往往引发暴雨过程。当暖湿气流背景风向与山地走向交角较大时,暖湿气流爬升,加剧对流,降雨增强,形成迎风坡降雨中心。地形坡度愈陡,地面风速愈强,气流上升速度愈大。当气流与地形坡度正交时,一方面抬升,另一方面在某些有利条件下(如喇叭口地形、圈椅式地形)会产生辐合。这种强迫抬升与辐合作用不仅使上升运动加强,更重要的是使已有的上升运动得以持续和发展。有些著名的特大暴雨就发生在喇叭口地形的迎风坡。
在地形坡度不太大的山丘区,地形强迫抬升作用虽然较小,但如果流动到山坡的底层空气相当潮湿,这种下湿上干的气层略被抬升立即变为不稳定状态,迅速释放大量不稳定能量,产生对流,增强降雨。
2.2.2 地形对中尺度天气系统的影响
一些直接产生暴雨的中尺度系统移入地形复杂的丘陵和山区时,往往减速停滞,从而局部总雨量增加。在一些有利的地形区域,尤其是平原与山丘区之间的阶梯过渡地带、河谷、三角洲平原、喇叭口地形等,往往是中尺度天气系统易于发生、发展的地区。
2.2.3 地形屏蔽作用与海拔高度的影响
地形屏障可使水汽入流减少,特别是大地形或者海拔高于1000m的山脉,这种屏蔽作用尤为明显。例如,青藏高原及其北侧,水汽含量甚小,很少有暴雨发生。又如我国赣南盆地,因受南岭山脉、武夷山、雩山、诸广山、大庾岭的屏蔽作用,也是暴雨的低值区。
由于大气中的水汽集中在低层,随高度而迅速减少,所以一般来说降雨量也应随高度而减少。但在同一山丘区,由于迎风坡对潮湿空气的抬升和位势不稳定能量的触发,降雨量随地形海拔高度的升高而增大。但当达到某一高度后,降雨量又要减少,这个高度称为最大降雨带高度。
2.2.4 飘雨
当气流越过山脉时,引起波动,在迎风坡上升,对流云发展,加强降雨;背风坡下沉,抑制云的发展,常使降雨减弱。但紧靠分水岭或山脊附近,由于迎风坡云系内的雨滴被强大的水平气流携带越过封顶,落到背风坡一侧,称为飘雨。风大时,飘雨较为明显,飘雨区的降雨量有时与迎风坡差不多。