以上三种观点都有一定的根据,亦各有局限性。而且即使是实测资料,也往往要受到地区的典型性、测试条件、测试精度等的影响。总体来说,森林对降水的影响肯定存在,至于影响的程度,是增加或是减少,还有待进一步研究。并且与森林面积、林冠的厚度、密度、树种、树龄以及地区气象因子、降水本身的强度、历时等特性有关。
(三)水体的影响
陆地上的江河、湖泊、水库等水域对降水量的影响,主要是由于水面上方的热力学、动力学条件与陆面上存在差别而引起的。
“雷雨不过江”这句天气谚语,形象地说明了水域对降水的影响。这是由于大水体附近空气对流作用,受到水面风速增大,气流辐散等因素的干扰而被阻,从而影响到当地热雷雨的形成与发展。
根据观测,水域对降水的影响,总体来说是减少降水量,但因季节而有差异。例如,夏季在太湖、巢湖及长江沿岸地带,存在程度不同的少雨区,以南京到扬中平原之间的长江沿岸较为典型,夏季降水量比周围地区少50—60毫米,但冬季则比周围略有增加,增加值不超过10毫米,所以从全年来说还是减少了降水量。又如,新安江水库建成后,库区北部的年降水量明显减少,最大可减少100毫米/年,估计库区中心可能减少150毫米,占全年降水量的11%左右。
但在迎风的库岸地带,当气流自水面吹向陆地时,因地面阻力大,风速减小,加以热力条件不同,容易造成上升运动,促使降水增加。
(四)人类活动的影响
人类对降水的影响一般都是通过改变下垫面条件而间接影响降水,例如,植树造林、或大规模砍伐森林、修建水库、灌溉农田、围湖造田、疏干沼泽等,其影响的后果有的是减少降水量,有的增大降水量,影响机理如前所述。
在人工直接控制降水方面,例如,使用飞机、火箭直接行云播雨,或者反之驱散雷雨云,消除雷雹等,虽然这些方法早已得到了实际的运用,但迄今由于耗资过多,只能对局部地区的降水产生影响。
需要着重指出的是,城市对降水的影响。这种影响主要表现为城市的增雨作用,例如,南京市区年降水量比郊区多22.6毫米,而且增加了大雨的机遇,雷暴和降雪的日子亦较多。其具体影响的程度、增雨量的大小,则视城市的规模、工厂的多少、当地气候湿润的程度等情况而定。
四、可能最大降水
(一)基本概念和研究意义
所谓可能最大降水(PMP)或可能最大暴雨(PMS),系指在现代的地理环境和气候条件下,特定的区域在特定的时段内,可能发生的最大降水量(或暴雨)。由此可见,可能最大降水,含有降水上限的意义,亦即该地的降水量只可能达到,不可能超越这数值。但它有一个基本约束条件,即规定适用“现代的地理环境及气候条件”。对于未来时代,那要看今后地理环境和气候的变迁程度而定。从总体上说,地理环境的明显变化,一般以世纪为单位,所以可能最大降水量具有相对的稳定性。
可能最大降水的提出,主要是顺应水利工程建设的安全需要,因为由可能最大降水及其时空分布,通过流域产流和汇流计算,可推算出相应的洪水,称为可能最大洪水(PMF)。以修建水库工程为例,修建目的是为了兴利,但修建后,水库大坝等工程自身又存在安全问题,一旦水库失控,将会造成重大损失,乃至引起社会的震动。所以合理的选定防洪标准具有重大意义。然而以往的水库工程,尤其是中小型水库,常常选用一种较短重现期的洪水作为工程设计的标准。例如,以百年一遇、二百年一遇的洪水为标准。但这种以短重现期洪水来设计水库大坝,本身要承担一定的风险,例如,上述设计,洪水为百年一遇,在工程寿命百年或二百年内,其危机率分别为63.4%和86.6%;此外还要受到实测资料以及历史洪水调查资料的局限。人们所掌握的历史洪水不一定反映实际真实,更不能反映今后可能发生的超历史洪水。1975年8月发生于河南林庄的大暴雨,远远地超越了当地防洪设计标准,造成板桥、石漫滩两座大型水库以及竹沟等中型水库相继漫坝、垮坝。这是应该记取的教训。所以从暴雨洪水的成因机制方面来研究和确定当地可能产生的最大暴雨量,并以此推求出最大可能洪水作为工程设计的依据,对水库的安全具有重大的意义。1978年我国水电部颁布的《水利水电工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区)SDJ12-78(试行)》第十三条中明确规定“失事后对下游将造成较大灾害的大型水库,重要的中型水库及特别重要的小型水库的大坝,当采用土石坝时,应以可能最大洪水作为非常运用的标准”。
本文标题:降水(4)
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