湖南省柘溪水库库区空中过境水资源分析Ⅱ柘溪水库空中水汽量及水汽收支特征分析.pdf

·566· 第十四届全国云降水物理和人工影响天气科学会议(上册) 湖南省柘溪水库库区空中过境水资源分析Ⅱ： 柘溪水库空中水汽量及水汽收支特征分析 唐林 王治平 丁岳强 高用刚 张中波 (湖南省人工影响天气办公室，长沙，410007) 摘要：根据湖南省境内怀化和长沙2个探空站的1994～2003年1～12月每日两个时段(北京时间 08时、20时)的资料，对柘溪水库库区及流域大气中的垂直气柱水汽量进行了计算与分析。结果表明，柘 溪水库集雨面积境内全年年乎均水汽量值为3．629·am～。各种天气形势下水汽量不一样，台风外围和 台风低压系统影响下，水汽量值相对较大，分别为5．97和6．019·am～。大气垂直气柱水汽量交换次数平 均为3．04次／月，更新率为9．92天。每年通过柘溪库区及集水流域边界输入区域境内的水汽量为 5419．53亿m3，从柘溪库区及集水流域边界输出的水汽量为5184．66亿m3，柘溪库区及集水流域上空平 均每年净输入的水汽量为234．87亿rfl3。 关键词：水汽量水汽交换水汽收支 引言 大气中气体状态的水汽是水分在大气中主要的存在方式，通常，单位面积空气柱中含有的总的水 汽的数量称为该气柱的水汽含量，大气水汽含量的单位可以是g·am一。根据天气学方法，以湖南省 料，对柘溪水库库区及流域大气中的垂直气柱水汽量进行了计算与分析。 1 空中水汽量的计算 由于水汽主要集中在对流层下部，所以一般只从地面计算到300hPa或200hPa即可。在具体计 算时，通常采用大气分层的办法。 因此，从地面到高空分成5层(地面至850hPa、850 300hPa)分别计算柘溪库区及流域境内范围的大气中的垂直气柱水汽量。大气中的垂直气柱各层的 水汽量W。，是根据式(1)来对各层的比湿q(p)分别进行计算的： 1 rp． W。=一三}‘q(p)dp (1) J g P0 式(1)中：g为重力加速度；夕。与P。为地面及大气顶高度z处的气压值。利用怀化和长沙2个探空站 各层气柱水汽量，然后利用梯形面积叠加求和方法计算整层大气垂直气柱内的水汽量。式(1)中的q 与e值分别由式(2)、(3)计算得出： q一621．98e／p (2) e—A．10铡 (3) 整层大气的水汽含量采用各层计算值通过梯形面积叠加求和得到，而计算两规定层间气柱水汽量 (2)、(3)变换得出]计算得到： n汁，=学(Pi--P_×≮嚣铲 (4) S6一天气、气候、水资源 ·567· 时，在计算时还与天气系统(低槽、副热带高压、东风波、台风低压、台风外围)一并结合计算，得出湖南 省柘溪水库库区及流域空中水汽量，见表1和表2。 裹1湖南柘溪水库库区及流域大气中气柱水汽量月变化 (单位：g·cm_2) 表2湖南柘溪水库库区及流域不同天气系统下的大气中气柱水汽■ (g·cml) 2 空中水汽量变化特征 2．1水汽量时间变化 由表1可以看出，湖南省柘溪水库库区及流域1994～2003年1～12月全年年平均水汽量值为 出现在7月；极小值为1．459·cm～，出现在2月。 2．2不同天气系统影晌下空中水汽量值变化 不同的天气形势下的大气水汽量是不一样的，根据1994--2003年23次主要降水过程的分析，其 中西风大槽9次，北涡南槽6次，南支槽4次，东风波1次，台风外围1次，台风低压1次，副热带高压 系统南退影响1次。 结果表明，台风外围和台风低压系统影响下，水汽量值相对较大，分别为5．979·cm_