第十章节工程水文学可能最大降水资料
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7.45td
e=6.1110235td (hPa)
若大气中水汽压为e=12.3hPa,则可推得当时的露点为10℃。 露点时反映水汽含量的物理量。
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
水汽压e、比湿q、露点td三者有如下关系:
q=622
e
3800
10
7.45td 235td
(g / kg)
pp
于其单位面积上所承受的大气柱的重量,单位以百帕(hPa) 或毫米汞柱(mmHg)表示。
在 标 准 状 态 下 , 海 平 面 气 压 为 760mmHg , 或 相 当 于 1013.25hPa,称为一个大气压。
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
1hPa 103 dyn / cm2 3 mmHg 1mmHg 4 hPa 4
年限 (N年)
设 计 洪 水 标 准T (重 现 期)
5
10
20
50
100
200
1
20
10
5.0
2.0
1.0
0.5
2
36
19
9.7
4.0
2.0
1.0
3
48.8 27.1 14.3
5.9
3.0
1.5
5
67.2 41.0 22.6
9.6
4.9
2.5
10
89.3 65.1 40.1 18.3
9.6
4.9
20
气温的绝热变化
如果一个封闭的系统在变化过程中不与外界发生热量交换, 这种变化过程称为绝热过程。空气在和外界没有热量交换的 情况下体积膨胀或压缩称为空气的绝热变化。
干 空 气 绝 热 上 升 或 下 降 100m 时 , 其 温 度 降 低 或 增 高 1℃,这称为干空气绝热直减率,用rd表示,rd=1℃/100m。
q 湿空气质量(wm)= 湿空气密度()
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
(6)露点td。保持气压及水汽含量不变,降温使水汽刚好达 到饱和时的温度称为露点温度,简称露点。(在气压一定时, 露点的高低只与空气中水汽含量有关,水汽越多露点越高) 气温等于露点时的饱和水汽压,就是当时实际大气的水汽压, 即:
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
(4)相对湿度f。大气中实际水汽压e与当时温度下的饱和 水汽压es之比称为相对湿度。
f= e es
显然,当空气饱和时,f=100%。 (5)比湿q。在一团湿空气中,水汽质量与该团空气总质量 之比称为比湿q,单位g/g或g/kg,即:
水汽质量(m ) 水汽密度(a)
有一定限度的,如果空气中的含量达到这个限度,空气就呈 饱和状态,这时的空气称为饱和空气,饱和空气中的水汽压 称为饱和水汽压es。
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
由理论分析和实验证明,饱和水汽压es与温度t的关系如
下:
7.45 t
es 6.1110235t (hPa)
即气温越高,饱和水汽压越大,空气中能容纳的水汽量 越多;气温越低空气中能容纳的水汽将越少。
可能最大洪水PMF计算分为两大步骤:第一步是由地 区的PMP求得设计流域的PMP;第二步是研究设计流域 PMP的时空分布,即推求设计流域的可能最大洪水。
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
气象要素
表示大气中物理现象的物理量称为气象要素,如气温、 气压、湿度、风、降水量、蒸发等。
1.气压P 气压指大气压强。静止大气中某一高度上的气压值,等
饱和空气直减率用rm表示。
水汽凝结后,若凝结的水滴、冰晶留在气块中,虽气块作垂直 运动,称之为湿绝热过程。若有一部分或全部作为降水脱离气块 降落到地面,称之为饱和假绝热过程。
98.8
87.8
64.2
33.2
18.2
9.5
30
99.9 95.8 78.5 45.4 26.0 14.0
60
99.8 95.4 70.2 45.3 26.0
100
99.4 86.7 63.4 39.4
200
98.2 86.6 63.3
500
1.0
99.3 91.8
1000
99.3
1000
0.1 0.2 0.3 0.5 1.0 2.0 3.0 5.8 9.5 18.1 39.4 63.2
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
可能最大降水(简称PMP ):Probable Maximum Precipitation相应最大洪水的降水量。
可能最大洪水(简称PMF): Probable Maximum Flood.
PMP定义:在现代气候条件下,一定面积上,在给定历 时内,可能发生的最大暴雨。
3
一定数量的气压值对应着一定的高度,天气学上常用的等压面的 气压值与其高度如表与图所示:
500hPa
5500m
等压面
海拔 等压面 海拔
(hPa) (m) (hPa) (m)
1000 约为海平面 500 约为5500
850 约为1500 300 约为9000
700
约为300
700hPa
850hPa 1000hPa
【例1】水汽压为75.4hPa,在气压为1018hPa时,比湿为:
q=622 e 622 75.4 =46(g / kg)
p
1018
【例2】已知在850hPa的大气层中,露点温度td=20℃, 则该大气层的比湿为:
q=
3800
7.4520
10 23520
=17.2( g
/
kg )
850
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
湿度:表示空气中水汽含量的物理量称为湿度
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
湿度的几种表示方法: (1)绝对湿度a,单位体积空气所含的水汽质量,称为
绝对湿度,单位为g/m3。 (2)水汽压e。大气中的水汽所产生的压力为水汽压。
单位mmHg或hPa。 (3)饱和水汽压es。一定体积空气中能容纳的水汽量是
3000m 1500m 海平面
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
2.温度t(或T) 空气温度有两种温标:一种是摄氏温标,用t(℃)表示;
另一种 绝对温标,以T(K)表示,T=237+t 3.湿度
空气主要由二氧化碳、氧、氮、惰性气体、水汽等组成。 含有水汽的空气称为湿空气,否则称为干空气。
一般到300-200hPa,(相当于海10000m)高空,水汽含 量接近于零。
第十章 可能最大降水/可 能最大洪水
第十章 可能最大降水/可能最大洪水
第一节 可能最大降水/可能最大洪水 第二节 可能最大的估算方法 第三节 流域PMP计算 第四节 可能最大洪水
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
特定年限内的危机率U(%):U
1 (1
1 )N T
e=6.1110235td (hPa)
若大气中水汽压为e=12.3hPa,则可推得当时的露点为10℃。 露点时反映水汽含量的物理量。
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
水汽压e、比湿q、露点td三者有如下关系:
q=622
e
3800
10
7.45td 235td
(g / kg)
pp
于其单位面积上所承受的大气柱的重量,单位以百帕(hPa) 或毫米汞柱(mmHg)表示。
在 标 准 状 态 下 , 海 平 面 气 压 为 760mmHg , 或 相 当 于 1013.25hPa,称为一个大气压。
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
1hPa 103 dyn / cm2 3 mmHg 1mmHg 4 hPa 4
年限 (N年)
设 计 洪 水 标 准T (重 现 期)
5
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1
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2.0
1.0
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4.0
2.0
1.0
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48.8 27.1 14.3
5.9
3.0
1.5
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67.2 41.0 22.6
9.6
4.9
2.5
10
89.3 65.1 40.1 18.3
9.6
4.9
20
气温的绝热变化
如果一个封闭的系统在变化过程中不与外界发生热量交换, 这种变化过程称为绝热过程。空气在和外界没有热量交换的 情况下体积膨胀或压缩称为空气的绝热变化。
干 空 气 绝 热 上 升 或 下 降 100m 时 , 其 温 度 降 低 或 增 高 1℃,这称为干空气绝热直减率,用rd表示,rd=1℃/100m。
q 湿空气质量(wm)= 湿空气密度()
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
(6)露点td。保持气压及水汽含量不变,降温使水汽刚好达 到饱和时的温度称为露点温度,简称露点。(在气压一定时, 露点的高低只与空气中水汽含量有关,水汽越多露点越高) 气温等于露点时的饱和水汽压,就是当时实际大气的水汽压, 即:
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
(4)相对湿度f。大气中实际水汽压e与当时温度下的饱和 水汽压es之比称为相对湿度。
f= e es
显然,当空气饱和时,f=100%。 (5)比湿q。在一团湿空气中,水汽质量与该团空气总质量 之比称为比湿q,单位g/g或g/kg,即:
水汽质量(m ) 水汽密度(a)
有一定限度的,如果空气中的含量达到这个限度,空气就呈 饱和状态,这时的空气称为饱和空气,饱和空气中的水汽压 称为饱和水汽压es。
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
由理论分析和实验证明,饱和水汽压es与温度t的关系如
下:
7.45 t
es 6.1110235t (hPa)
即气温越高,饱和水汽压越大,空气中能容纳的水汽量 越多;气温越低空气中能容纳的水汽将越少。
可能最大洪水PMF计算分为两大步骤:第一步是由地 区的PMP求得设计流域的PMP;第二步是研究设计流域 PMP的时空分布,即推求设计流域的可能最大洪水。
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
气象要素
表示大气中物理现象的物理量称为气象要素,如气温、 气压、湿度、风、降水量、蒸发等。
1.气压P 气压指大气压强。静止大气中某一高度上的气压值,等
饱和空气直减率用rm表示。
水汽凝结后,若凝结的水滴、冰晶留在气块中,虽气块作垂直 运动,称之为湿绝热过程。若有一部分或全部作为降水脱离气块 降落到地面,称之为饱和假绝热过程。
98.8
87.8
64.2
33.2
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9.5
30
99.9 95.8 78.5 45.4 26.0 14.0
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99.8 95.4 70.2 45.3 26.0
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99.4 86.7 63.4 39.4
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98.2 86.6 63.3
500
1.0
99.3 91.8
1000
99.3
1000
0.1 0.2 0.3 0.5 1.0 2.0 3.0 5.8 9.5 18.1 39.4 63.2
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
可能最大降水(简称PMP ):Probable Maximum Precipitation相应最大洪水的降水量。
可能最大洪水(简称PMF): Probable Maximum Flood.
PMP定义:在现代气候条件下,一定面积上,在给定历 时内,可能发生的最大暴雨。
3
一定数量的气压值对应着一定的高度,天气学上常用的等压面的 气压值与其高度如表与图所示:
500hPa
5500m
等压面
海拔 等压面 海拔
(hPa) (m) (hPa) (m)
1000 约为海平面 500 约为5500
850 约为1500 300 约为9000
700
约为300
700hPa
850hPa 1000hPa
【例1】水汽压为75.4hPa,在气压为1018hPa时,比湿为:
q=622 e 622 75.4 =46(g / kg)
p
1018
【例2】已知在850hPa的大气层中,露点温度td=20℃, 则该大气层的比湿为:
q=
3800
7.4520
10 23520
=17.2( g
/
kg )
850
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
湿度:表示空气中水汽含量的物理量称为湿度
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
湿度的几种表示方法: (1)绝对湿度a,单位体积空气所含的水汽质量,称为
绝对湿度,单位为g/m3。 (2)水汽压e。大气中的水汽所产生的压力为水汽压。
单位mmHg或hPa。 (3)饱和水汽压es。一定体积空气中能容纳的水汽量是
3000m 1500m 海平面
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
2.温度t(或T) 空气温度有两种温标:一种是摄氏温标,用t(℃)表示;
另一种 绝对温标,以T(K)表示,T=237+t 3.湿度
空气主要由二氧化碳、氧、氮、惰性气体、水汽等组成。 含有水汽的空气称为湿空气,否则称为干空气。
一般到300-200hPa,(相当于海10000m)高空,水汽含 量接近于零。
第十章 可能最大降水/可 能最大洪水
第十章 可能最大降水/可能最大洪水
第一节 可能最大降水/可能最大洪水 第二节 可能最大的估算方法 第三节 流域PMP计算 第四节 可能最大洪水
第一节 可能最大降水/可能最大洪水
特定年限内的危机率U(%):U
1 (1
1 )N T