如何选定雨量(线)等级

horizontal rule

张学文

1999,3公布于张学文个人主页2007,4修订个别字句

  1. 问题

雨量图在电视上的气象节目 、地图册中的气候图和气象水文工作中常常用到。这种图是在一张地理底图上绘出不同值的等雨量线。它用一组线条在图上的布局很容易看出那些地方的雨大或者雨小。

但是这种雨量图有 明显缺点,雨大的地方线条很密,而雨量小的地方线条又很稀疏。有的雨量图为了克服以上不良效果就人为地在图的某些部分加一些雨量线或者减一些雨量线。我见过一张中国年雨量图竟然人工改了七组线。这种做法使等雨量线的疏密程度已经没有客观意义了。

为什么会出现这个问题?问题出在气象人员习惯于按10203040这种等差级数(所有的等值线的差值都是相同的)分析雨量等值线。而没有想到对于降水问题这种方法恰好难以把问题美观地表现出来。人穿了不合体的衣服别扭,用不恰当的一组雨量线表示雨量分布也是别扭。

摆到我们面前的问题是如何选定一组更适合的雨量线,使它绘出的雨量图科学实用又美观。

2.按等比级数安排等雨量线好

新疆气象台从70年代以来就对雨量的大小用等比级数分级。依这种分级方法也可以决定一套雨量线,用它绘制的雨量图就没有上述问题,而且雨量图也比较美观。我们在这种实践的基础上作了理论概括,写了“用等级表示降水量的大小”一文登在《气象》杂志151234-3643页上(作者:张学文、尹道声)。这里把该文制的表介绍于下

  一组降水量与其等级的对应关系表(依等比级数,但是起点和比例都可以再调整)

参考名称

降水量(mm

降水等级n

降水量(mm

降水等级n

微量

2.5

1

3.5

1.5

小量

5

2

7.1

2.5

中量

10

3

14

3.5

大量

20

4

28.3

4.5

暴雨

40

5

56.6

5.5

大暴雨

80

6

113

6.5

特大暴雨

160

7

226

7.5

 

320

8

453

8.5

 

640

9

905

9.5

 

1280

10

1810

10.5

 

2560

11

3620

11.5

 

5120

12

7241

12.5

 

10240

13

14482

13.5

这个表可以用于一次天气过程的雨量地理分布分析也可以用于分析月雨量或者年降水量。用这一套等雨量线画出来的雨量图在雨量小的部分等雨量线不稀疏 ,在雨量大的地方不密集。其雨量分布表现的明确、不需要人工再添加其他的等雨量线(辅助线),雨量图的外观也美观不少。

这个表给出的雨量等级 n 是用等级表示雨量。其取值还考虑了与地震的等级的一致性。例如6级地震比较严重,同样6级降水也比较严重。这种对应对于群众和政府管理人员都有好处。他们只要记住6级灾害是重灾而不必为气象与地震记两种不同的标准浪费记忆力了。

3.等比级数雨量线公式

上面的表是怎么得到的呢?它是用下面的等比级数公式,配合特定的r1b 值而计算出来的一组等比级数。其一般公式是

rn=r1×bn-1 其中n=1,2,3,413

让上面公式中r1=2.5mmb=2 ,雨量等级n=12…13 就得到了上表的前一部分。让雨量等级n 1.52.53.513.5 这些个值就得到表的后一部分。

4.建议两项

一是根据新疆气象部门的经验、我们的文章和这里的介绍,建议在电视上用的气象雨量图上、在各种地图册里的雨量图上、在气象水文部门分析的各种雨量图上都使用这里推荐的按等比级数分级(决定的一套雨量等值线)的公式或者是这里给的表。它会使雨量图科学实用美观。

另一条是气象、水文、地震等与自然灾害有关的部门共同制定一种相对灾害标准用于不同的灾害中。它都用等级表示灾害,而且相同等级危害程度也类似。这方便了群众和行政管理人员(例如在一切灾害中5级都是比较强的灾害,6级都是大灾等等)。