不同历时暴雨量的换算表

张学文 2007-3-8 发表于气象港网站

(2007.6.10补个别文字、空格)

摘要:给出了不同持续时间的暴雨量的关系查算表

关键词:暴雨

l暴雨的历时分配公式

    在汛期的暴雨预告和工程设计上经常要求气象部门提供短时段(12小时、1小时…)的降水量。这就是一场历时为T,雨量为R 的降水在T 时段内的分配问题。其中短时段t的最强降水是多少最为人们关注。

    而气象部门的预告人员的经验主要是过程雨量和24小时雨量方面的知识,动力气象学理论也难处理这种问题。但是文献[1]另辟思路用最大熵原理得出了一个雨量时程方程,它恰好回答了这个问题。其公式是:

    公式含意是一场总量为R,总历时为T 的降水中,降水最强的一段时间t  所形成的降水量r 由公式给出。它固然没有回答降水最大的一段时间是在总历时的哪个部分(最初阶段,中间,最后,或者间断地出现),但是它的确很好地回答了t 这么长的时段中可能出现的最强的降水量是多少。

    大量的降水观测证实这个理论公式适用于各地的各种降水过程。文献[234]曾经给出过使用一些这个公式的方法。新疆气象台在规定24小时的暴雨(大雨等)和12小时暴雨的关系时利用了这个公式。

2不同历时换算的最大雨量表

    过去我国多以24小时下了50毫米(25毫米)的雨为暴雨。现在问这种暴雨对应的12小时、6 小时、以至1小时,30分钟的最大雨量是多少?或者这场雨实际下了4872小时甚至5天其雨量雨是多少?这些问题都可以用上面的暴雨时程公式计算出来。下面就是计算结果。

雨量维持时间

暴雨标准=50毫米/日

暴雨标准=25毫米/日

5天

95.81

47.90

3天

71.48

35.74

2天

59.06

29.53

1天(24小时)

50.00

25.00

18小时

48.29

24.14

12小时

42.33

21.16

6小时

29.83

14.91

3小时

19.25

9.62

1小时

8.70

4.35

30分钟

5.07

2.54

20分钟

3.66

1.83

10分钟

2.07

1.04

5分钟

1.16

0.58

3分钟

0.75

0.37

1分钟

0.29

0.14

    这个表说明,如果一场雨24小时下了50毫米,那么6小时、1小时、3分钟的最大降水量不会超过29.838.70.75毫米。

    一场雨3分钟最强的雨量是0.75,那么它如果延续了1小时、6小时、24小时、3天,其对应的雨量是8.729.835071.48毫米。

    如果我们有一个自动雨量站,观测到3分钟的雨量达到0.75毫米,按照我们现在的认识,它与24小时雨量为50毫米一样,都达到了暴雨标准。把这个关系编为程序,自动雨量站就可以根据短历时(3分钟)的降水量发布这里在下“暴雨”的警报。

3大暴雨、特大暴雨等等的不同历时的标准

    以上结果和理解也可以用到更大或者更小的降水级别上,例如规定24小时100毫米(200)为大暴雨(特大暴雨),那么其他短历时的大暴雨、特大暴雨的标准只要把上面表依雨量做线性放大就可以了。即把表的中间一列的数值乘24分别是大暴雨和特大暴雨的标准。(第3列与第2列就是比例关系)

    只要我们规定好了24小时的大雨、中雨、小雨标准,把上面的表的雨量等比例的缩小,也就得到了其他时间短的大雨、中雨、小雨标准。

参考文献

[1] 张学文,马淑红,马力.从熵原理得出的雨量时程方程. 大气科学,199115卷.6期:1725

[2] 张学文.关于暴雨的实用公式和程序. 气象(北京).1993年,19卷,10期:4851

[3] 张学文.暴雨历时面积深度关系的实用图表.气象.1994年,20卷,5期:2832

[4] 张学文.向短历时换算的暴雨表.新疆气象.199922卷,1期:4-5