地形降水

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地形降水是中國科技名詞。

世界三大漢語詞典分別是中國大陸的《 漢語大詞典》(共13冊，5.6萬詞條，37萬單詞)、中國台灣的《 中文大辭典 》(共10冊，5萬詞條，40萬單詞)以及日本的《 大漢和辭典 》(共13冊，4.9萬詞條，40萬單詞)。漢字是記錄漢語的文字，它已有六千年左右的歷史，是世界上最古老的文字之一。

目錄

名詞解釋

地形降水（orographic precipitation）在狹義上指受山地地形影響而產生或被增強的局地降水過程，在廣義上包含所有受大氣-地形相互作用影響的降水過程。地形降水最常見的理論模型是中性層結氣流在迎風坡帶來的地形抬升降水，但本質上包括地形抬升降水、地形對流降水和天氣尺度系統移入山地後的降水增強。一些包含地形降水的天氣過程，例如熱帶氣旋登陸沿海山地，會造成的氣象和地質災害。

地形降水的理論解釋在宏觀上主要為氣流過山的天氣動力學模型，在微觀上包括雲物理學中的微物理過程及其與山地氣流的相互作用。地形降水的研究手段包括觀測和數值模擬，其中數值模擬也是對地形降水進行天氣預報的主要途徑。

歷史

地形降水的早期研究可以追溯到1945年L. Bonacina對地形抬升降水的討論。Bonacina通過地形抬升解釋了全球範圍內山地迎風坡和背風坡降水分布的差異，並使用「orographic precipitation」描述該現象，其中「orographic」來自古希臘語的「山地（oros）」一詞。隨後在1947年，Charles K. M. Douglas和J. Glasspoole研究了中性濕氣流的地形抬升，這份研究首次在天氣尺度下討論了地形的降水效應。

地形降水的量化研究得益於氣象觀測手段的進步，在近現代探空和遙感技術的支持下，于山地開展的外場觀測試驗，例如Sierra-Cooperative Project和MAP（Mesoscale Alpine Programme）幫助建立了地形降水的宏觀和微物理理論，也探知了地形對流和其它中小尺度過程。對地形降水在各個時期的階段性綜述可以參見Sawyer (1956) 、Smith (1979) 、Roe (2005) 和Houze (2011)。

分類

地形抬升

地形抬升降水是穩定或中性層結氣流在通過山地迎風坡時受迫上上運動，其內部水汽因絕熱降溫而凝結並形成降水的天氣過程。地形抬升的垂直速度通常在

左右，高於大尺度降水系統內層結氣流的垂直速度，但低於中尺度強對流系統的垂直速度。地形抬升在水平方向通常較為平緩，其平流時間尺度在1小時左右，抬升過程通常伴隨過山波的影響。

地形抬升降水的常見形式

氣流完全通過山地的地形抬升：最常見的情形，中性濕氣流在迎風坡受地形抬升並在山頂附近形成雲系。雲系內的冰晶在上層按凝華和聚合方式生成後進入中下層的液態環境中以結凇方式繼續增長，並在重力作用下落入地面。隨着地形降水過程的持續，雲系的殘餘部分在氣流進入背風坡後在下沉運動和絕熱增溫的影響下開始消散。

被山地完全阻滯的地形抬升：此類情形通常在氣流結穩定、過山速度慢且迎風坡海拔較高時出現。被完全阻擋的氣流，尤其是下方層結的冷空氣會在迎風坡堆積並抬升其上部的過山氣流，相當將山地的影響向上游延伸。該情況出現時，地形抬升降水的空間分布會向上游移動，且由於平流時間尺度的增大，地形抬升降水會得到更充分的發展。

被山地部分阻滯的地形抬升：介於上述兩類地形抬升之間的形式，層結穩定的過山氣流在迎風坡被部分阻擋，但仍可通過山地，未被阻滯的氣流通常速度很快，可以發展為超臨界流體（supercritical flow）並在背風坡即將脫離山地時形成水躍（hydraulic jump）。水躍帶來的層結不穩定能量可能觸發對流。在觀測中，該形式的地形抬升可在背風坡處帶來降水系統的二次增強。

小尺度山地的地形抬升：當山地的海拔較低、有平緩的背風坡或與另一山脈的迎風坡相連時，過山氣流在迎風坡產生的雲系和降水不會在背風坡完全消散，而是在受背風坡下沉氣流的影響下被削弱，但仍然可以產生降水。

由於在氣候尺度上山地可以認為是靜止，因此地形抬升的影響區域也是固定的，在氣候學研究中，地形抬升和雨影效應被用於解釋全球主要山系迎風坡和背風坡的降水氣候態差異，例子包括與喜馬拉雅山關聯的印度（迎風側）和中國西北部（背風側）、與安第斯山脈關聯的亞馬遜盆地（迎風側）和阿塔卡馬沙漠（背風側）。

地形對流

地形對流是對在山地發生或受山地影響的對流性降水的統稱。山地通過各類方式為局地大氣賦予對流有效位能（Convective Available Potential Energy, CAPE），促使後者發生不穩定抬升並形成對流單體。