途經山川，降水變化幾何？

地形刻畫下的我國雨量分布

地形對我國的降水分布有著十分重要的貢獻。如果將中國的降水量分布圖與地形圖結合在一起看，就會發現一個非常有趣的現象。

我國的陸地地勢從西向東，分為三大階梯。第一階梯主要包括青藏高原等，平均海拔在4000米以上；第二階梯包括內蒙古高原、黃土高原和云貴高原等，海拔在2000米至3000米；第三階梯包括大興安嶺、太行山、巫山一線以東以及云貴高原以東，平均海拔在500米以下。

中國的400毫米等降水量線由年平均累計降水量為400毫米的點連接而成，北起大興安嶺西坡，南至雅魯藏布江河谷。

這條400毫米等降水量線北段與我國第二階梯和第三階梯的分界線基本重合，南段與第一階梯和第二階梯的分界線基本重合。

在400毫米等降水量線的東南方向，從太平洋、印度洋遠道而來的濕潤季風在穿越廣闊的第三階梯后逐漸失去力量，猶如強弩之末，難以翻越橫亙在眼前的大興安嶺-呂梁山-巴顏喀拉山-唐古拉山-喜馬拉雅山一線山脈。在400毫米等降水量線的西北方向，從西伯利亞來的冷空氣不斷南侵，在穿過西北內陸后順勢而下，與一路北進的太平洋及印度洋季風匯合，給第三階梯大部分地區帶來降水。

引發強降水的典型地形

從天氣學的角度看，地形對降水分布有著重要影響。能夠導致強降水的地形特征有很多種，其中最經典的便是山脈迎風坡、喇叭口以及峽谷等地形特征。

迎風坡地形——

暖濕氣流在遇到山脈阻擋時，會隨著地形被迫抬升而降溫，易成云致雨。但是強降水的產生，不僅是地形在起作用，還需要有適當的天氣系統形勢配合。在迎風坡前產生長時間強降水需要穩定持續的暖濕氣流供應水汽和能量，7月底至8月初，京津冀地區的強降水過程就滿足了這樣的條件，臺風“杜蘇芮”攜帶大量水汽深入華北、黃淮地區，在強大的副熱帶高壓和大陸高壓形成的高壓壩影響下，臺風殘余低壓系統移動緩慢，低壓北側的東風、東南風低空急流維持了3天左右，京津冀地區西側的太行山脈與富含水汽的偏東風幾乎正向相交，暖濕氣流受地形阻擋抬升，最終在山前地區形成長歷時的極端降水過程。

喇叭口地形——

喇叭口地形三面環山，暖濕氣流從喇叭口流入后，形成地形強迫性輻合，在喇叭口內側形成強降水。比如“雨城”雅安，其多雨氣候的成因就有地形的作用。雅安位于四川盆地西南部，它的西面是二郎山、西北方是夾金山、東北部為邛崍山、南部有大相嶺，只有東面一個出口，暖濕氣流從東側流入后，在喇叭口內側強迫抬升，很容易形成降水過程。此次京津冀地區的極端降水中心的形成，也與這種喇叭口地形密切相關，北京門頭溝的極端強降水點以及河北邢臺附近超過1000毫米的極端降水中心附近，都存在中小尺度的喇叭口地形，導致局地出現強降水。

峽谷地形——

峽谷地區可造成氣流的狹管效應，當氣流由開闊地帶流入峽谷時，受到山地地形阻擋，只能取道山口的縫隙，通道變窄使得空氣流動速度加快，風力會驟然增大，形成急流。當峽谷急流比較強時，在合適的降水天氣系統配合下，就會產生強降水。在2020年長江中下游地區的極端梅雨期間，安徽大別山和黃山之間的峽谷地區經常出現強降水過程。

7月底至8月初，京津冀地區極端強降水成因示意圖

問道地形降水預報

針對地形影響下的降雨預報，中央氣象臺首席預報員陳濤說，目前來看，地形降水預報有一定的難度，預報結果往往存在比較明顯的偏差。

究其原因，首先，由于地形特征對邊界層動力、熱力過程具有復雜影響，對于地形高度、坡度以及下墊面類型等物理參數如何影響降雨物理機制還有待進一步深入認識，數值模式對于精細地形的物理參數化過程分析模擬能力還需要進一步提高。

同時，數值模式的時空分辨率有限，制約了地形降水預報能力。目前，預報業務中使用的數值模式水平空間分辨率最高在1公里至3公里左右，而中小尺度地形變化在三維空間內往往以百米級變化為單位，二者在精細程度上具有較大差異，但實際上這些精細的中小尺度地形往往對降水發展過程起著關鍵作用。

另外，降水是一個復雜的物理過程，除了通常所說的地形抬升、成云致雨，有時候地形對于對流的觸發、發生發展也具有較大影響。當前，數值模式預報對中小尺度對流系統的預報能力有限，如果地形影響和對流系統生消發展過程“同臺唱戲”，在各類復雜邊界層物理過程作用下，預報往往偏差較大。

極端降水事件與地形降水過程相關，但極端降水的形成包含很多復雜因素，其中就涉及一些還未完全認識的降水物理過程，比如地形影響下的邊界層物理過程、云微物理過程等，極端降水預報也是當前天氣預報領域的一大難題。

目前，國內外學者十分重視地形降水研究，中央氣象臺也將圍繞地形對降水的影響，持續開展深入研究，更好地“追風逐雨”。

四川雅安喇叭口地形示意圖

地形降水認知誤區

山越高，降水就越強嗎？

不是的。強降雨的產生不一定需要高大的山脈。例如，在華南沿海地區的中小尺度地形海拔可能只有幾百米高，但在季風背景下，由于上岸氣流水汽極為豐富，在中小尺度地形造成的強迫抬升、繞流輻合、山口強迫輻合等機制下，往往導致華南沿海地區產生劇烈的降水。另外，結合我國的地形示意圖也可以發現，西北地區高原海拔很高，從我國南?；驏|部海區輸送的水汽，很難翻越過高的大地形，因此，其降水量遠不及東部平原。

山頂附近是降水量最大的區域嗎？

不一定。降水受地形高度影響，但是并不代表降水一定分布在高海拔的山頂。有時山頂附近的降水量比較大，但有時也可能山腳區域的降水量更大?？傮w而言，強降水往往分布在山地和平原的交界地帶，具體到每一次降水過程，因水汽、氣流等方面的配置條件不同，不同海拔地區的降水強度往往有較大差別。

水汽被山脈擋住，山后就沒有降雨嗎？

不是。具體情況要根據山體高度、氣流強度和水汽含量的配置情況來判斷分析。偏東路徑或偏南路徑的暖濕氣流較強時，有可能翻越大尺度地形后仍然具有足夠的水汽，深入內陸后在鋒面、氣旋等天氣系統配合下形成降雨。（穆俊宇?李倩?王曉凡）

焚風：山脈背風坡的奇特效應

與山脈迎風坡常出現降水不同，在山脈的背風坡常出現焚風效應，往往在同一個山脈，其迎風坡與背風坡是“冰火兩重天”的存在。

焚風，是一種干熱風，是由山地引發的一種局部范圍內的空氣運動形式——過山氣流在背風坡下沉而變得干熱的一種風。

焚風常以陣風形式出現，從山上沿山坡向下吹。一般來說，在中緯度相對高度不低于800米到1000米的任何山地都會出現焚風效應，甚至更低的山地也會產生焚風。比如歐洲的阿爾卑斯山、美洲的落基山都“盛產”焚風，我國的喜馬拉雅山、橫斷山脈等高大山脈的背風坡，也會產生極為強烈的焚風。

焚風常導致農作物干枯，降低產量，使森林和村鎮的火災蔓延并造成損失。其在高山地區還會造成大量融雪，使上游河谷洪水泛濫，甚至還會引發雪崩。如果地形適宜，強勁的焚風還可能造成局部風災，損毀山間房屋、莊稼、樹木等。

早在19世紀，阿爾卑斯山北坡曾發生幾場著名的火災，都是出現在焚風盛行時期。本世紀初，焚風曾在奧地利部分地區形成強烈風暴，襲擊了所有農田和村莊，數百棟民房屋頂被風刮跑或壓垮，許多大樹被連根拔起，電力供應中斷，交通受阻，造成人員傷亡及數百萬歐元經濟損失。

醫學界認為，焚風的干熱特性還會對人體健康造成不利影響。比如，焚風常會導致人們出現疲倦、頭痛、心悸等不適癥狀，需要及時進行干預治療。

當然，焚風效應的影響利弊兼有。其帶來的不僅僅是災害，也會產生有利的影響。在冬季的落基山，積雪深厚，春天，受焚風影響，積雪會很快融化，大地長滿茂盛的青草，為家畜提供草場，因而當地人把焚風稱為“吃雪者”。同時，影響程度較輕的焚風還能適當增加熱量，使玉米和果樹等作物成熟期提前。（路彥）

地形降水案例縱覽

2007年7月?烏魯木齊罕見強降水

2007年7月17日，新疆維吾爾自治區烏魯木齊市出現歷史罕見強降水，小渠子、白楊溝、大西溝等三站日降水量突破有氣象記錄以來極值，強降水引發山洪和泥石流、滑坡等災害。

在復盤此次天氣過程后，氣象專家認為，此次過程與當時天氣系統大的環流形勢和山地地形影響密切相關。2007年7月中旬，西風氣流帶來的水汽和東北方向的水汽被大量輸送進入新疆，在偏南風作用下，水汽翻越天山，與偏東氣流匯合，導致烏魯木齊地區出現暴雨過程。烏魯木齊市是向北開口的喇叭口地形，低層的風為東北風，在云系形成后，不斷向天山山脈迎風坡抬升，最終形成降水。新疆山區降水普遍大于平原，特別是山脈的迎風坡，由于坡地能加強氣流上升運動和對流活動，導致降水時間延長，降水量大。（李志宏 張軍）

2015年8月?雅安區域性暴雨

2015年8月3日至4日，四川省雅安市出現區域性暴雨過程，全市最大降水量達212.3毫米。降水主要集中在青衣江河谷地帶。

雅安位于青藏高原東側陡坡的迎風坡上，同時，青衣江河谷為喇叭口地形，地形與降水強度密切相關。以這場降水為例，從8月3日14時開始，雅安市北部有一些零散的對流云系不斷生成發展，并開始逐漸合并，云頂亮溫低于-32℃的云罩面積逐漸擴大，發展為中尺度對流系統，到當日16時，對流云團進一步發展，受地形抬升和喇叭口輻合共同作用，在雅安市青衣江河谷地帶有局地的中尺度對流系統生成，降水強度大，當日16時至18時，有11個自動站達到暴雨量級。（趙欣 邱雙）

2019年?臺州臺風極端降水事件

2019年第9號臺風“利奇馬”在浙江臺州溫嶺城南登陸，“利奇馬”登陸后穿過臺州、金華、紹興、杭州、湖州等地，一路北上，在浙江滯留達20小時，導致浙江省普降暴雨，浙東沿海地區出現大暴雨，局地出現極端降水。臺州臨海括蒼山站累積雨量達834.3毫米，創當地臺風過程雨量最高紀錄。

臺州位于浙江省東部沿海，西北環山，東瀕東海，地勢西高東低，境內山脈多為西南-東北走向。其中，雁蕩山脈自臺州西南入境，蜿蜒向東，山脈北支括蒼山的主峰海拔1382米，為浙東第一高峰。括蒼山的地形影響作用在此次臺風極端降水過程中扮演了重要角色。一方面，括蒼山恰好橫亙在臺風登陸后的西北行路徑上，通過山脈地形的阻擋，在一定程度上減慢了臺風移速，增加了降水時長；另一方面，臺風環流的東南氣流與括蒼山形成近乎垂直的交角，山脈東側迎風坡的輻合抬升作用顯著，有效增加了降水強度。上述兩方面共同作用，導致此次臺風極端降水事件。（王凱）

????靖西強降水

2019年5月27日，廣西壯族自治區靖西市氣象站舊址24小時降水量達348.7毫米，打破該站建站以來的歷史紀錄。強降水導致靖西市出現洪澇災害，城區嚴重內澇。

靖西位于廣西西部，地處云貴高原東南邊緣，其地形由西北向東南傾斜，呈階梯形態，海拔740米，其南側與越南北部山地接壤。在強降水發生前，偏南風從越南紅河三角洲沿越南北部的南北向山脈北上，與從北部灣西北行的東南風在靖西市交匯，形成一條南北向輻合線，該輻合線是此次強降水主要的觸發維持系統。隨后，邊界層西南風和東南風分別在靖西市西南側及東南側的迎風坡、喇叭口地形處爬升，加強了垂直上升運動的發展和低層水汽輻合。受多種因素綜合作用形成的降水云團，在桂西上空滯留近9個小時，導致強降水過程。（周云霞）

2020年7月?黃山梅雨期強降水

2020年7月5日至7日，時值梅雨期間，安徽黃山地區出現連續性強降水過程。300毫米以上的降水分布在休寧縣南部、祁門、黟縣中部、黃山區南部、黃山風景區、歙縣和徽州區北部，部分地區降水量超過400毫米。從時間和區域范圍看，此次降水過程具有范圍廣、強度大、降水集中等特點。

分析此次降水的成因，從天氣圖上可以看到，我國西北地區有一暖脊，其東北部不斷有低槽生成并向東移動，副熱帶高壓位于海上，其西北部的西南急流從江西指向安徽南部地區，與槽后的西北氣流在長江中下游匯合，形成切變線，維持在安徽南部地區，導致此次強降水發生。對比總降水量與黃山市海拔高度圖，黃山風景區的強降水區域與黃山高海拔地區的形態、走向一致，黃山山脈的降水量明顯高于周邊地區，表明在此次強降水過程中，山脈海拔高度對降水起到增強作用，強降水落區與地形有一定的相關性。（沈緒楊）

（責任編輯：閆泓）