地形降水

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地形降水是中国科技名词。

世界三大汉语词典分别是中国大陆的《 汉语大词典》(共13册，5.6万词条，37万单词)、中国台湾的《 中文大辞典 》(共10册，5万词条，40万单词)以及日本的《 大汉和辞典 》(共13册，4.9万词条，40万单词)。汉字是记录汉语的文字，它已有六千年左右的历史，是世界上最古老的文字之一。

目录

名词解释

地形降水（orographic precipitation）在狭义上指受山地地形影响而产生或被增强的局地降水过程，在广义上包含所有受大气-地形相互作用影响的降水过程。地形降水最常见的理论模型是中性层结气流在迎风坡带来的地形抬升降水，但本质上包括地形抬升降水、地形对流降水和天气尺度系统移入山地后的降水增强。一些包含地形降水的天气过程，例如热带气旋登陆沿海山地，会造成的气象和地质灾害。

地形降水的理论解释在宏观上主要为气流过山的天气动力学模型，在微观上包括云物理学中的微物理过程及其与山地气流的相互作用。地形降水的研究手段包括观测和数值模拟，其中数值模拟也是对地形降水进行天气预报的主要途径。

历史

地形降水的早期研究可以追溯到1945年L. Bonacina对地形抬升降水的讨论。Bonacina通过地形抬升解释了全球范围内山地迎风坡和背风坡降水分布的差异，并使用“orographic precipitation”描述该现象，其中“orographic”来自古希腊语的“山地（oros）”一词。随后在1947年，Charles K. M. Douglas和J. Glasspoole研究了中性湿气流的地形抬升，这份研究首次在天气尺度下讨论了地形的降水效应。

地形降水的量化研究得益于气象观测手段的进步，在近现代探空和遥感技术的支持下，于山地开展的外场观测试验，例如Sierra-Cooperative Project和MAP（Mesoscale Alpine Programme）帮助建立了地形降水的宏观和微物理理论，也探知了地形对流和其它中小尺度过程。对地形降水在各个时期的阶段性综述可以参见Sawyer (1956) 、Smith (1979) 、Roe (2005) 和Houze (2011)。

分类

地形抬升

地形抬升降水是稳定或中性层结气流在通过山地迎风坡时受迫上上运动，其内部水汽因绝热降温而凝结并形成降水的天气过程。地形抬升的垂直速度通常在

左右，高于大尺度降水系统内层结气流的垂直速度，但低于中尺度强对流系统的垂直速度。地形抬升在水平方向通常较为平缓，其平流时间尺度在1小时左右，抬升过程通常伴随过山波的影响。

地形抬升降水的常见形式

气流完全通过山地的地形抬升：最常见的情形，中性湿气流在迎风坡受地形抬升并在山顶附近形成云系。云系内的冰晶在上层按凝华和聚合方式生成后进入中下层的液态环境中以结凇方式继续增长，并在重力作用下落入地面。随着地形降水过程的持续，云系的残余部分在气流进入背风坡后在下沉运动和绝热增温的影响下开始消散。

被山地完全阻滞的地形抬升：此类情形通常在气流结稳定、过山速度慢且迎风坡海拔较高时出现。被完全阻挡的气流，尤其是下方层结的冷空气会在迎风坡堆积并抬升其上部的过山气流，相当将山地的影响向上游延伸。该情况出现时，地形抬升降水的空间分布会向上游移动，且由于平流时间尺度的增大，地形抬升降水会得到更充分的发展。

被山地部分阻滞的地形抬升：介于上述两类地形抬升之间的形式，层结稳定的过山气流在迎风坡被部分阻挡，但仍可通过山地，未被阻滞的气流通常速度很快，可以发展为超临界流体（supercritical flow）并在背风坡即将脱离山地时形成水跃（hydraulic jump）。水跃带来的层结不稳定能量可能触发对流。在观测中，该形式的地形抬升可在背风坡处带来降水系统的二次增强。

小尺度山地的地形抬升：当山地的海拔较低、有平缓的背风坡或与另一山脉的迎风坡相连时，过山气流在迎风坡产生的云系和降水不会在背风坡完全消散，而是在受背风坡下沉气流的影响下被削弱，但仍然可以产生降水。

由于在气候尺度上山地可以认为是静止，因此地形抬升的影响区域也是固定的，在气候学研究中，地形抬升和雨影效应被用于解释全球主要山系迎风坡和背风坡的降水气候态差异，例子包括与喜马拉雅山关联的印度（迎风侧）和中国西北部（背风侧）、与安第斯山脉关联的亚马逊盆地（迎风侧）和阿塔卡马沙漠（背风侧）。

地形对流

地形对流是对在山地发生或受山地影响的对流性降水的统称。山地通过各类方式为局地大气赋予对流有效位能（Convective Available Potential Energy, CAPE），促使后者发生不稳定抬升并形成对流单体。