2.水汽通量散度水汽通量散度是指单位时间汇入单位体积或从该体积辐散出的水汽量,单位为克每百帕平方厘米秒。它和水汽通量一样,也是一个向量,因此,水汽通量散度的定义与计算公式,完全可以仿照水平散度给出,即:
式中,(qvnΔL)i/q表示通过长度为ΔLi边上的水汽通量;vn表示与该边正交的风速分量。
表示由于水平运动而引起单位时间内单位体积中水汽的
任一地点的水汽通量散度,均可由风和温度资料计算出来,并可绘成等值线图。用以表示广大范围内的水汽通量散度场。散度为正的地区表示水汽自该地区的四周辐散,称该地区为水汽源,在这种情况下降水比较少;反之散度为负的地区,表示四周有水汽向该地区汇集,称该地区为水汽汇,降水比较多。例如,我国大陆东半部水汽总输送场中,其主要水汽耦合区与主要降水区的分布就存在良好的对应关系。黄土高原与华北平原常年为水汽源,东南沿海地区为主要水汽耦合区,所以前者降水远少于后者。
(二)影响水汽输送的主要因素
影响水汽含量与水汽输送的因素很多,主要因素如下。
1.大气环流的影响如前所述水汽输送形式有两种,其中环流输送处于主导地位。这是和大气环流决定着全球流场和风速场有关。而流场和风速场直接影响全球水汽的分布变化,以及水汽输送的路径和强度。因此大气环流的任何改变,必然通过流场和风速场的改变而影响到水汽输送的方向、路径和强度。
2.地理纬度的影响地理纬度的影响主要表现为影响辐射平衡值,影响气温、水温的纬向分布,进而影响蒸发以及空中水汽含量的纬向分布,基本规律是水汽含量随纬度的增高而减少。
3.海陆分布的影响海洋是水汽的主要源地,因而距海远近直接影响空中水汽含量的多少,这也正是我国东南沿海暖湿多雨,愈向西北内陆腹地伸展,水循环愈弱、降水愈少的原因。
4.海拔高度与地形屏障作用的影响这一影响包括两方面:其一是随着地表海拔高度的增加,近地层湿空气层逐步变薄,水汽含量相应减少,这也是青藏高原上雨量较少的重要原因;其次是那些垂直于气流运行方向的山脉,常常成为阻隔暖湿气流运移的屏障,迫使迎风坡成为多雨区,背风坡绝热升温,湿度降低,水汽含量减少,成为雨影区。
(三)我国水汽输送基本特点
关于我国水汽输送,刘国纬和崔一峰通过选用全国122个探空站及国外27个探空站的资料,并以1983年为典型年进行了比较系统的分析、计算与研究,得出了如下的基本结论。
第一,存在三个基本的水汽来源,三条输出入路径,并有明显的季节变化。三个来源是极地气团的西北水汽流、南海水汽流及孟加拉湾水汽流。西北水汽流自西北方向入境,于东南方向出境,大致呈纬向分布,冬季直达长江,夏季退居黄河以北;南海气流自广东、福建沿海登陆北上,至长江中下游地区偏转,并由长江口附近出境,夏季可深入华北平原,冬季退缩到北纬25°以南地区,水汽流呈明显的经向分布,由于水汽含量丰沛,所以输送通量值大;而孟加拉湾水汽流通常自北部湾入境,流向广西、云南,继而折向东北方向,并在贵阳-长沙一线与南海水汽流汇合,而后亦进入长江中下游地区,然后出海,全年中春季强盛,冬季限于华南沿海。
第二,水汽输送既有大气平均环流引起的平均输送,又有移动性涡动输送,其中平均输送方向基本上与风场相一致。而涡动输送方向大体上与湿度梯度方向相一致,即从湿度大的地区指向湿度小的地区。涡动输送的这一特点对于把东南沿海地区上空丰沛的水汽向内陆腹地输送,具有重要作用。
第三,地理位置、海陆分布与地貌上总体格局,制约了全国水汽输送的基本态势。青藏高原雄踞西南,决定了我国水汽输送场形成南北两支水汽流,北纬30°以北地区盛行纬向水汽输送;30°以南具有明显的经向输送。而秦岭-淮河一线成为我国南北气流的经常汇合的地区,是水汽流辐合带;海陆的分布制约了我国上空湿度场的配置,并呈现由东南向西北递减的趋势,进而影响我国降水的地区分布。