向天索雨
連日來南方高溫旱情引發關注,山火頻發、江河水位走低、用電用水緊張……各地高溫歷史紀錄接連被打破,重慶更是連續兩天出現45℃的極端高溫。
為支援重慶抗旱,8月23日中國氣象局調派一架高性能飛機馳援重慶增雨抗旱工作,並派專家進行增雨作業指導,只等降水天氣系統進入重慶境內,向天索雨。
雨從何處來?
雨是從雲中降落的水滴,陸地和海洋表面的水蒸發成水蒸氣,水蒸氣上升到一定高度後遇冷變成小水滴,這些小水滴便組成了雲,它們在雲里互相碰撞合併成大水滴,當它大到空氣托不住的時候就從雲中落下來,形成了雨。因此,要形成降雨,必須滿足三個條件,雲中水汽充沛、上升氣流運動以及足夠多的凝結核或冰核。
人工增雨則是在適當的天氣條件下,通過人工干預的方式,影響雲的微物理過程,從而達到增加地面降水的目的。
人工增雨的方式是通過向雲中撒播催化劑(鹽粉、乾冰或碘化銀等),也可利用聲波、飛秒雷射、帶電粒子等手段,促進水氣凝結、雲滴碰並增長等雲雨轉化過程,形成降水落到地面。
所以,人工增雨不等於人工降雨,催化劑的作用就像是「滷水點豆腐」。只有在自然雲符合增雨作業條件時,人工增雨才能發揮作用。
不是想增就增
高空的雲有冷雲(雲內溫度在0℃以下)和暖雲(雲內溫度在0℃以上)。
對冷雲的人工增雨,傳統方式通常是播撒碘化銀、乾冰等成冰劑或製冷劑,增加雲中冰晶濃度,以彌補雲中冰核的不足,達到降雨或增加雨強的目的。
對暖雲的人工增雨,則通常是向雲中播撒鹽粉等吸濕劑,使雲中迅速形成一批大雲滴,它們能通過碰並過程迅速長大成雨滴,從而使大雲滴不足的自然暖雲增加降雨。
但人工增雨也不是想增就增!
首先,有雲才有雨,但不是所有的雲都有降水潛力。人工增雨的雲需要滿足三個條件,雲層厚度要大於2公里;雲中要水汽充沛;有上升氣流區。一般來說,晴天的積雲和層積雲不易產生降水,而積雨雲(冰水共存的混合雲)則比較有利於雲滴增長為雨滴。
因此,前段時間持續高溫,重慶等多地連日「晴空萬里,沒有一絲雲彩」,自然是不滿足人工增雨條件的。
人工增雨怎麼「增」?
增雨作業方式上,常規的是通過飛機、高炮、火箭、地面燃燒爐等向雲中播撒催化劑。一般而言,地面燃燒爐主要用於交通不便的山區或是較難申請作業空域的地區,作業人員通過燃燒含催化劑的焰條,將人工冰核送入雲中。
飛機作業可以根據不同的雲層條件和需要,攜帶催化劑及其播撒裝置或掛載飛機焰彈發射系統等,在合適的雲層位置進行增雨作業。此外,飛機上還可以裝載探測儀器進行雲微結構的觀測和催化前後雲宏、微觀狀態變化的追蹤監測。
高炮和火箭相對於飛機機動性較差,適合於在固定目標區(如為水庫增水)作業,特別是對飛機飛行安全有威脅的對流雲進行催化作業。
同時,在我國實施人工影響天氣活動,必須嚴格遵守相關法律、法規及規範,遵守嚴格的人工影響天氣作業標準。人工增雨用飛機、火箭和高炮等在增雨作業前,必須先申請作業空域,並嚴格在批准的空域時間內發射人工增雨專用火箭彈、炮彈,以確保作業安全。
影響降水的因素
地理蹊認為:水汽多少的因素中還應該考慮颱風影響的區域,位於颱風雨帶影響區內,一般水氣豐富、降水多。
拓展:降水類型
降水可以分成對流雨、地形雨和鋒面雨三種基本類型。譚老師地理工作室綜合整理
對流雨是由於暖季空氣溫度比較大,離地面較近的大氣層強烈受熱膨脹上升,引起對流,變冷凝結而形成降水。
這類降水常常以暴雨的形式出現,並往往伴有雷電現象,所以對流雨又稱為熱雷雨。
在赤道附近全年以對流雨為主,我國的西南季風區,在夏季的降水也主要是對流雨。
地形雨是溫暖濕潤的空氣在前進過程中遇到了較高的山地阻礙被迫抬升,隨著高度的增大,溫度降低冷卻,達到凝結溫度時,就產生了降水。
由於地形雨的這種形成特點,所以山的迎風坡常常是多雨的,而背風坡因為水汽早已凝結降落,然後在背風坡下沉,溫度升高,所以背風坡降水很少而且乾燥。世界上降水最多的地方基本上與地形雨有關。
鋒面雨屬於氣旋雨的一種,當冷空氣與暖空氣相遇時,由於溫暖的暖空氣輕,沿著冷暖空氣的交介面像爬坡一樣滑升,在滑升過程中冷卻,凝結而產生降水。由於冷暖氣團的水平範圍很廣,上升速度緩慢,所以鋒面雨的範圍大,持續時間長。鋒面雨在溫帶地區占有主要地位。
還有一種降水類型課本中沒有提及,那就是颱風雨。颱風雨與對流雨性質比較接近。颱風產生於熱帶海洋,所以颱風中心有大量暖濕空氣。颱風雨是強度極大的降水,而且範圍比對流雨大得多。颱風雨產生於夏秋兩季,有時候會造成較大的災害。
必備基礎知識
1.影響降水的因素
降水量影響因素 | 常考分析語句 |
海陸位置 | 深居內陸,大陸性強,降水少位於沿海,受夏季風影響,降水豐富 |
大氣環流 | 終年受西風帶控制,降水豐富,季節變化小;西風帶控制時間長,降水多終年受赤道低氣壓帶控制,降水豐富,季節變化小夏季受副熱帶高氣壓帶控制,降水少;冬季受西風帶控制,降水多夏季受東南季風、西南季風影響,降水豐富;冬季受冬季風(西北季風,東北季風)影響,降水少受信風影響,降水少;沿海地區,信風的迎風坡,降水豐富 |
地形 | 迎風坡,降水多,背風坡,降水少高大地形阻擋水汽進入,降水少赤道附近地勢高的地區,對流減弱,降水少 |
洋流 | 暖流增濕,降水較多寒流減濕,降水較少 |
植被 | 植被覆蓋率高(低),降水多(少) |
水文 | 水域廣,降水多,反之少 |
人類活動 | 城市濕島、雨島效應,多上升氣流,降水多植被破壞,地面缺乏保護,氣候乾旱興修水庫,降水增多圍湖造田,降水減少 |
2.降水形成條件
降水形成的條件 | 常考分析語句 |
充足的水汽 | 臨海;雨季;多河湖水域 |
降溫條件 | 逆溫;寒流降溫;夜間降溫幅度大(山上冷空氣沿坡下沉,氣溫日較差大等) |
凝結核 | 工業排放粉塵多 |
相對封閉的地形 | 地表相對封閉,風力較弱,水汽不易擴散,多雨 |
3.分布規律
赤道地區降水多;兩極地區降水少;中緯度地區沿海降水多,內陸降水少,南北回歸線附近的大陸東岸降水多,西岸和內陸降水少。
連結拓展
夏季風對我國降水的影響
(1)夏季,副熱帶高壓被大陸上的熱低壓切斷,僅保留在海洋上。此時,我國東部地區受到來自海洋的暖濕氣流的影響,形成豐沛的降水。
圖解我國雨季進程。張永策劃 劉佳製作
(2)正常年份,5月份副高位置大約在北緯15°~20°,雨帶在華南;6月份副高北進到北緯20°左右,雨帶推移到長江中下游地區,並在此擺動一個月左右,形成「梅雨」天氣;7~8月份,副高進一步北進到北緯25°~30°,雨帶隨之北進到華北、東北地區;9月,副高南退,雨帶亦隨之南移,北方雨季結束;10月份,雨帶退出大陸。
(3)夏季風強弱帶來的影響:夏季風勢力強,則鋒面運行快,我國易出現北澇南旱;夏季風勢力弱,則鋒面運行慢,我國易出現北旱南澇。
分析成因分析方法:
(1)降水多少的成因分析方法
多 雨 | 少 雨 |
氣流上升 | 氣流下沉 |
低壓中心,低氣壓帶控制 | 高壓中心,高氣壓帶控制 |
低壓槽控制 | 高壓脊控制 |
鋒面控制 | 單一氣團控制 |
地形迎風坡 | 地形背風坡 |
迎岸風 | 離岸風 |
暖流沿岸 | 寒流沿岸 |
夏季風影響 | 冬季風影響 |
赤道地區 | 兩極地區 |
沿海地區 | 內陸地區 |
(2)降水差異的成因分析方法
高考中經常給出兩地的降水統計圖表、兩地降水具有差異等材料來命題,分析此類題目時可根據兩地距離分析降水差異。
若兩地位於位置較遠的南、北方向,則一般從大氣環流角度去分析。
例如:赤道地區降水多,兩極地區降水少。副熱帶地區大陸西岸降水少,40°~60°大陸西岸降水多。
若兩地位於位置較遠的東、西方向,則一般從海陸位置角度去分析。
例如:我國東南沿海降水多,西北內陸降水少。
若兩地位於緯度大致相當的大陸兩岸,則一般從洋流角度去分析。
例如:副熱帶地區的大陸東岸降水多,西岸降水少,除了與大氣環流有關外,也與寒暖流有關。
若兩地位置較近,且降水差異較大,則一般從地形(迎、背風坡)角度去分析。
例如:澳大利亞大分水嶺兩側,南美安第斯山南段東西兩側。
典型題例
閱讀材料,完成下列各題。
材料一 下圖為伊犁河谷被譽為「中國天府」、「西域濕島」。
材料二 下圖為新疆局部地區年降水量圖(單位:毫米),伊犁河谷地區地形分布示意圖。
簡要分析伊犁河谷地成為「西域濕島」的原因。
參考答案 伊犁河谷屬於向西(呈喇叭口形)敞開的地形;來自大西洋的暖濕氣流容易聚集,受地形抬升,形成地形雨;夏季氣溫高,高山冰雪融水量大;河谷地區,彙集了山地降雨和高山冰雪融水,地表水比較豐富,成為「西域濕島」。
(2018·山東聊城一模)閱讀圖文材料,完成下列要求。(22分)
自古以來,雅安便有「雨城」「華西雨屏」之稱。圖甲示意四川盆地西部地區年降水量,圖乙示意雅安月降水量和月降水日數分布。
圖甲 圖乙
分析雅安有「雨城」之稱的原因。(8分)
參考答案 西側是青藏高原,東側是四川盆地,常受高原下沉氣流和盆地暖濕氣流影響;喇叭形的地形構造,造成暖濕氣流只能進不能出;夏季受偏南暖濕氣流影響大。
影響降水的因素
真題展示
閱讀圖文資料,回答下列問題:
如圖所示區域的沿海地區年降水量約50毫米,東部山地雪線高度在4 480~5 000米之間。自20世紀90年代,該地區開始種植蘆筍(生長期耗水量較大),並發展成為世界上最大的蘆筍出口區。
分析圖示沿海地區氣候乾旱的原因。
方法指導
氣候乾旱=降水少+蒸發旺盛。降水可從大氣環流、天氣系統、下墊面(地形、海陸、洋流)等角度篩選。讀圖可知,圖示沿海地區位於14°S附近緯度低終年高溫蒸發旺盛;14°S附近大陸西岸遠離副熱帶高氣壓帶,受東南信風控制信風離岸,背風坡,難以形成降水;該地區西岸為寒流減濕作用顯著。
答案:位於熱帶,全年氣溫高,蒸發旺盛;(受東部山脈阻擋)處於東南信風的山地背風坡,不利於降水;(勢力強大的)沿海寒流的減濕作用強。
建立模板
影響降水的因素
因素 | 對降水的影響 | |
大氣環流 | 海風降水多,陸風降水少;西風降水多,信風降水少;低氣壓帶降水多,高氣壓帶降水少 | |
天氣系統 | 氣旋、低壓槽、鋒面控制,氣流上升,降水多;反氣旋、高壓脊控制,氣流下沉,降水少 | |
下墊面 | 海陸位置 | 一般而言,近海地區降水多,內陸地區降水少;迎岸風降水多,離岸風降水少 |
地形 | 暖濕氣流迎風坡降水多,背風坡降水少;最大降水量出現在山腰處 | |
洋流 | 暖流增濕,寒流減濕 | |
地面性質 | 植被茂密、水域面積大,水汽充足,降水多 | |
人類活動 | 城市雨島效應(上升氣流旺盛,凝結核充足);興修水利、人工造林可增大降水 |
提升訓練
(2015·天津卷,14節選)讀圖文材料,回答下列問題:
T島所在國家為發展中國家。該島東北部年降水量大於2 000毫米。
結合圖中所示信息,說明T島東北部年降水量豐富的三條原因。
解題思路:影響降水的主要因素有大氣環流、下墊面、洋流及人類活動等。提取圖中經緯度、海陸分布、地形、洋流等信息分析該島東北部年降水量豐富的原因。讀圖可知,T島緯度較低,且處於東北信風帶,太陽直射點北移時,受赤道低氣壓帶影響,降水較多;大部分時間受東北信風影響,島嶼東北部為迎風坡,多地形雨;而且T島東北側海域有暖流經過,對大氣有增溫、增濕的作用,有利於降水的形成。
答案:受赤道低氣壓帶影響;為來自海洋的東北信風的迎風坡,多地形雨;受暖流影響,大氣增溫、增濕。綜合自百度文庫、地理蹊、中國天氣、中國氣象、如此這般學地理等
註:本文由譚老師地理工作室綜合自各地理公眾號等,一併致謝!若引用不當可以隨時文末留言聯繫註明來源或刪除,歡迎大家標註來源轉載、文末點擊分享、收藏、點贊、在看就是我們更新的動力!點擊閱讀原文,獲取更多產品。期待同學們每天在已閱文章下方留言「打卡」。