山雨教学课件

山雨教学课件第一章山雨概述什么是山雨？山雨与普通降雨的区别山雨在气象学中的重要性山雨是指在山区或山脉附近形成的特殊降与平原降雨相比，山雨形成机制特殊，受雨现象，主要由地形抬升气流导致其特地形影响明显；降雨强度常常更大；空间点包括局部性强、降雨量分布不均、形成分布高度不均匀，甚至相邻山谷降雨量差速度快等山雨通常伴随着云雾，在山区异巨大；预测难度更高，往往带有突发性形成独特的气象景观特征山雨的形成条件1地形抬升作用2水汽充足与气温变化气流遇到山脉被迫抬升，随着高度山雨形成需要充足的水汽供应，通增加，气温降低，空气中的水汽达常来自海洋或大型水体同时，气到饱和点凝结成云当水汽含量足温的日变化在山区更为明显，白天够高时，形成降雨在山脉迎风山谷加热产生上升气流，有利于对坡，这种效应尤为显著，造成山脉流性山雨的形成迎风坡多雨，背风坡少雨的雨影效应3山地微气候的独特性山区复杂地形创造了多样的微气候环境，山谷、山坡、山顶的温度、湿度、风向差异显著，共同影响山雨的形成与分布，造成山区一山有四季，十里不同天的独特气象特征山雨的气象过程示意图山雨形成的关键过程

1.潮湿气流从低处向山脉移动

2.气流被迫抬升

3.随高度增加气温下降

4.水汽冷却至露点温度凝结成云

5.云滴增大形成降水

6.迎风坡降水充沛

7.背风坡形成雨影区这一过程中，山脉高度、坡度、走向以及气流速度、水汽含量都是影响山雨强度和分布的关键因素山雨欲来风满楼山雨的类型对流性山雨层状山雨由山区强烈日照加热地面，形成强烈上升气由大尺度天气系统与山地地形共同作用形成流引发的降雨特点是的稳定降雨特点是•发生时间多在午后至傍晚•持续时间长，可达数天•降雨强度大，但持续时间短•降雨强度中等但稳定•常伴有雷电活动•影响范围广•局地性极强，可能一个山头暴雨，邻近•常与锋面系统或季风环流有关山谷晴空万里•典型案例梅雨季节华东山区持续性降•典型案例夏季午后山区突发性暴雨雨混合型山雨同时具有对流性和层状性降雨特征的复合型山雨特点是•在持续性降雨背景下出现强降雨中心•灾害性更强•预报难度大•降雨分布极不均匀山雨的季节分布春夏季节山雨多发典型山雨发生区域春夏季节是山雨的高发期，这主要与以下因素有关中国南方山区•春季气温回升，冷暖气流交汇频繁尤其是江南丘陵和云贵高原，春夏之交雨季明显，常有持续性山雨•夏季水汽充足，对流活动强烈•太阳辐射强，山谷热力环流明显季风与山雨的关系台湾山区受东北季风和台风影响，山区年降雨量可达3000毫米以上季风环流对山雨的形成有重要影响•东亚夏季风带来充沛水汽，遇山脉抬升形成强降雨横断山脉区域•印度季风影响下的喜马拉雅山区降雨显著•季风转换期是山雨灾害的高发期复杂地形造成降雨分布极不均匀，干湿季明显秦岭-淮河一线第二章山雨的气象观测与预测山雨观测的难点与技术手段山区地形复杂，传统气象站点覆盖有限；雷达信号易受山体遮挡；山雨局地性强，常规观测难以全面捕捉现代观测手段包括自动气象站网络、双偏振雷达、卫星遥感监测、地基GPS水汽探测等多源融合技术气象雷达与卫星云图的应用多普勒雷达可探测山区降水强度和风场；双偏振雷达能更精确识别降水类型；气象卫星提供大尺度云系演变信息；高分辨率卫星可监测山区地表状态变化；多源数据结合提高山雨监测精度预测山雨的气象模型山雨预警案例分析2023年浙西山区突发山雨预警案例事件概述预警效果评估2023年7月15日，浙西山区出现强对流天气系统，短时间内降雨量超过80毫米，引发局地山洪气象部门提前2小时发布了山洪橙色预警，有效减轻了灾害影响预警过程92%观测异常雷达显示强回波团快速发展，自动站检测到气压异常下降模型预测高分辨率模式预测2小时内降雨量可能超过50毫米预警发布通过手机短信、广播、应急广播系统向居民发出预警应急响应当地启动防汛Ⅲ级应急响应，组织危险区域人员疏散预警信息覆盖率85%预警准确率75%居民有效响应率经验总结•多源数据融合提高了山区短临预报精度•预警信息传播渠道多样化至关重要•基层防灾减灾意识与能力建设需进一步加强气象雷达监测山雨云团现代气象雷达系统是观测和追踪山雨云团的关键工具图中显示的是一个典型的山区强降雨系统在雷达上的回波特征高反射率区域（红色部分）表示降雨强度最大的区域，通常超过50毫米/小时不规则边界受山地地形影响，云团形状往往不规则山体遮挡区部分区域存在雷达信号遮挡，形成假回波移动方向云团移动轨迹受地形引导，常沿山谷方向移动第三章山雨对生态环境的影响地质灾害风险滋养作用持续强降雨可导致山体饱和，引发滑坡；山洪山雨是山区森林生态系统的主要水分来源，滋水资源补给暴发冲刷山谷，形成泥石流；长期山雨可加速养着丰富的植被；维持土壤湿度，促进养分循岩石风化，改变地形地貌；增加山区道路和基环；支持山区生物多样性；形成独特的雾林生山雨是山区河流和地下水的主要补给源；山区往础设施安全风险态系统往是重要的水源涵养区；山雨通过河流网络向下游平原提供水资源；季节性山雨决定了流域水资源时空分布特征山雨与生物多样性山雨区特有植物适应性山雨区特有动物适应性山雨对农业的利弊影响•发达的表面排水结构，如叶尖滴水尖和沟•特殊的体表结构，如防水毛发和皮肤•有利提供充足灌溉水源，减少旱灾风险槽状叶片•对季节性山雨的行为适应，如迁徙模式•有利山雨分布与季节性农作物生长周期•表皮蜡质层发达，防止过度湿润导致病害匹配•对湿润环境的生理适应，如两栖类动物繁•大型叶片高效吸收散射光盛•不利过量山雨导致农田淹没和作物腐烂•特化的繁殖策略，适应季节性山雨规律•食物获取策略适应山雨后的资源丰富期山雨引发的灾害实例年四川茂县山洪泥石流灾害回顾2018灾害概况防范措施与经验教训2018年7月，四川茂县遭遇持续强山雨，24小时降雨量超过200毫米，引发大规模山洪和泥石流灾害，造成

1.完善山区气象监测网络，提高预警精度严重人员伤亡和财产损失

2.建立山洪地质灾害风险图，识别高危区域灾害成因分析

3.实施危险区域居民搬迁工程

4.加强山区生态修复，提高植被覆盖率气象因素

5.建设山洪沟防洪工程和泥石流拦挡坝

6.开展社区防灾减灾教育，提高群众自救能力持续性强降雨，短时降雨强度大；前期土壤已近饱和状态；降雨中心位于地质敏感区域

7.制定完善的灾害应急响应机制地质因素区域地质构造复杂，岩石风化严重；历史地震使山体结构松散；陡峭山坡坡度大于35度，稳定性差人为因素山区道路开发破坏了原有植被；河道采砂改变了水流方向；部分居民点位于危险区域；预警系统未能及时响应山雨灾害自然与人类的警示山雨引发的泥石流可在短时间内改变地貌，摧毁人类多年建设的家园第四章山雨的文化与文学意象山雨与山水画的艺术表现中国山水画常以特殊技法表现山雨景象，如破墨泼墨等山雨在画中常以云雾缭绕、溪流激涨、山峦若隐若现的形式呈现山雨画面通常山雨带来的情感与哲理象征营造出一种含蓄朦胧、意境深远的美感元代画家黄公望的《富春山居图》中的雨景部分被视为山雨表现的巅峰山雨在文化中往往象征变化与转机，代表生机与希望山雨过后是否天晴，常被用作人生境遇变化的隐喻隐居山中听雨，被视为超然物外的精神境界象征山雨声被许多文人视为天籁之音，体现天人合一的哲学思想山雨在中国古诗词中的描写山雨是中国古典文学中常见的意象，表现出文人对自然的观察与思考诗人常以山雨抒发情感，寄托哲理著名的山雨欲来风满楼一句已成为预示重大变化的经典表达山雨意象往往与隐士生活、归隐情怀紧密相连经典诗句赏析杜甫《春夜喜雨》王维《山居秋暝》好雨知时节，当春乃发生随空山新雨后，天气晚来秋明风潜入夜，润物细无声野径月松间照，清泉石上流竹喧云俱黑，江船火独明晓看红归浣女，莲动下渔舟随意春湿处，花重锦官城芳歇，王孙自可留意境赏析意境赏析杜甫此诗描绘了春夜山雨的细腻画面，王维此诗捕捉了山雨过后的宁静景象，展现了山雨润物细无声的特点诗人以首句空山新雨后直接点明山雨刚过的时好雨知时节人格化了山雨，赋予其智刻诗中明月松间照，清泉石上流描绘慧；野径云俱黑，江船火独明一句对比了山雨后的清新与明净；竹喧归浣女，鲜明，既写出了山雨时的阴暗，又点出莲动下渔舟则将人的活动融入自然，展了生活气息；晓看红湿处，花重锦官城现了一幅和谐的画面全诗以山雨为起展现了山雨过后的勃勃生机，表达了诗点，展开一幅山居生活的静谧画卷，体人对生活的热爱与期望现了诗人超然物外的隐居情怀和对自然的深刻感悟山雨与民俗文化山区雨季的传统节庆山雨对农耕文化的影响1壮族祭雨神仪式广西壮族山区每年春季举行祭雨神仪式，祈求适宜的山雨，保障农作物生长仪式包括舞蹈、歌谣和祭品供奉，体现了农耕民族对自然的敬畏2苗族四月八雨祭贵州苗族地区的四月八是重要的祈雨节日，人们聚集在山顶，燃篝火，唱古歌，祈求山神赐予适量山雨这一习俗已有上千年历史3侗族雨水节农作物选择山区农民根据山雨规律选择适宜作物，形成特色农业农耕时间表传统农谚与二十四节气密切结合山雨规律湖南、贵州侗族地区的雨水节在农历二月举行，人们通过歌舞、龙舟赛等活动，庆祝山雨的到来，祈求丰收节日也是青年水利工程梯田、水车、引水渠等水利设施设计充分考虑山雨特性男女相识的重要场合民居建筑山区民居建筑风格适应多雨环境，如吊脚楼、马头墙生活习俗山区饮食、服饰、日常活动都受山雨影响，形成独特文化4傣族泼水节云南傣族地区的泼水节虽主要庆祝新年，但也与雨水崇拜有关泼水象征着净化和祝福，同时也模拟山雨降临，祈求新一年风调雨顺古代山水画中的雨景艺术技法中国传统山水画中表现山雨的艺术技法丰富多样，画家们通过精妙的笔墨技巧，传达出山雨的动态美感与意境皴法表雨画家运用各种皴法（如披麻皴、荷叶皴等）表现雨中山石质感，湿润的山石质感通过墨色的浓淡变化体现破墨法利用墨色的晕染与积聚，表现云雾与雨水交织的朦胧效果，营造出山雨欲来的氛围雨线技法用细而斜的直线表现雨丝，密度与角度的变化表达雨势的大小与风向，雨线往往与画面整体构图和谐统一水波纹法通过特殊的水波纹表现雨滴落入水面的涟漪，点与线的组合创造出动态效果山雨在传统山水画中不仅是自然现象的再现，更是画家心境的外化表达，体现了中国艺术外师造化，中得心源的美学追求第五章山雨的科学研究前沿山雨模拟与预报技术进展山雨形成机制的最新研究•10米级分辨率的山区数值天气预报模型•人工智能辅助的山雨短临预报新方法•高分辨率气象雷达揭示山雨微物理过程•多源数据同化技术提升山雨预报精度•云解析模型模拟山区复杂地形对降水影响•基于物理过程的山洪预警模型研发•大气边界层与山地相互作用新理论•数字孪生山脉技术模拟山雨全过程•山区雷暴与常规降水形成机制差异研究•地形诱发对流的触发机制新发现山雨与气候变化的关系•全球变暖背景下山区降雨强度增加趋势•山区降雨时空分布模式的长期变化•极端山雨事件频率与强度变化研究•气候变化对山区水文循环影响的综合评估•山雨变化对山区生态系统适应性的影响当前山雨研究呈现多学科交叉融合趋势，从微观云滴形成到宏观气候变化，从理论模型到应用技术，科学家们正从多角度深入探索山雨的奥秘，为山区防灾减灾与可持续发展提供科学支撑典型科研项目介绍中国科学院山地气象研究成果国际山地气象合作案例青藏高原综合观测网络阿尔卑斯山MAP计划建立覆盖青藏高原的多层次气象观测网络，包括100多个自动气象站、5套中尺度高山计划Mesoscale AlpineProgramme是欧洲主导的国际合双偏振雷达和高空探测系统，实现对高原山雨全过程观测研究发现高原作项目，研究阿尔卑斯山区的降水过程中国科学家参与其中，通过对比山雨形成受热力和动力共同作用，且存在明显的日变化规律研究，发现东亚山地与阿尔卑斯山区降雨机制的共性与差异华南山区强降雨机制研究全球山区降水卫星监测针对华南山区暴雨灾害频发问题，开展了系统研究，揭示了华南山区准静中美科学家联合利用GPM卫星对全球主要山区降水进行系统监测，建立了止锋面-低空急流-中尺度对流系统三者耦合导致极端山雨的形成机制，为首个全球山区降水数据集，揭示了不同山系降水的时空分布规律，为气候区域暴雨预警提供了理论基础模型提供了重要验证数据山区暴雨高分辨率模拟喜马拉雅山区气候变化开发适合中国复杂地形的高分辨率数值模式，水平分辨率达到500米，实中国、尼泊尔、印度等国科学家合作研究喜马拉雅山区降水变化，发现近现对山区小尺度对流的精确模拟模型考虑了地形、植被、土壤等多种因50年山区降雨强度增加了15%，季节性分布更加极端，为第三极区域适素影响，预报准确率比传统模式提高25%应气候变化提供了科学依据这些前沿科研项目从不同角度深入研究山雨现象，既有基础理论探索，也有应用技术开发，体现了山雨研究的科学价值与社会意义国际合作已成为推动山雨科学发展的重要途径山雨与全球水循环山雨在全球水循环中的角色山区水资源管理挑战时空分布不均山区降水季节性强，空间分布极不均匀，增加了水资源管理难度气候变化影响气候变化导致山区降水模式改变，增加了水资源预测的不确定性上下游利益冲突山区水资源开发利用常常面临上下游地区利益协调问题水库调度难题山区水库既要防洪又要蓄水，调度决策面临多重挑战海洋蒸发全球水循环始于海洋蒸发，海洋提供约86%的大气水汽温暖海面蒸发的水汽被气流输送至陆地全球山地降雨分布图中热力图显示了全球主要山脉的年平均降雨量分布可以观察到以下关键特征降雨最多的山区降雨季节性强烈的山区降雨稀少的山区•喜马拉雅山南麓•东亚季风区山脉•中亚天山山脉•安第斯山北部•西非高地•阿塔卡马沙漠山区•印度尼西亚山区•中美洲山脉•阿拉伯半岛山脉•新西兰南岛山脉•澳大利亚东部山脉•青藏高原北部•阿拉斯加沿海山脉•东非高地•美国西南部山脉第六章山雨的防灾减灾与利用山雨灾害风险评估方法山区防洪排涝工程实例现代山雨灾害风险评估采用多因素综合分针对山雨引发的洪涝灾害，工程措施包析方法，结合历史灾害数据、地形地貌特括修建小型拦洪坝和滞洪区，控制山征、降雨阈值分析、土壤特性和人类活动洪；建设梯级水库，实现洪水调蓄；改造影响等，构建风险评估模型GIS技术被广山区河道，提高泄洪能力；建设排水系泛应用于风险区划图绘制，实现山区防灾统，加快积水排除；加固山体，预防滑减灾的科学决策支持评估结果通常分为坡这些工程措施结合当地地形特点，形高、中、低不同风险等级区域成立体化防洪体系山雨水资源的合理开发利用山雨水资源开发利用遵循可持续原则建设集雨工程，收集雨水用于农业和生活；发展微型水电，利用山区落差发电；建立雨水花园，改善城镇生态；推广节水灌溉技术，提高水资源利用效率；发展雨水养殖，促进产业多元化这些措施既能应对山区缺水问题，又能减轻洪涝灾害山雨防灾减灾与资源利用需要工程措施与非工程措施相结合，既要建设硬件设施，也要加强预警、避险和管理能力建设只有综合施策，才能实现山雨防、避、用的统一，达到人与自然和谐相处的目标社区防灾教育案例居民自救与互助经验分享村民气象观察员网络四川某山区建立了村民气象观察员网络，选取有经验的老农担任观察员，记录雨量、观察云状、关注山体变化当发现异常时，立即通过广播或电话通知村民这一草根预警网络成功预警了多次山洪，被称为农民的生命线山雨预警微信群浙江某山区建立了覆盖所有村民的山雨预警微信群，气象部门、村干部和村民共同参与官方预警信息、村民现场观察和历史经验相结合，形成全方位预警体系群内还分享防灾知识和避险技巧，提高了整体防灾意识社区风险地图绘制贵州某山区村落组织村民共同绘制社区风险地图，标明历史灾害点、潜在危险区、安全避难场所和疏散路线地图某山区山雨灾害应急演练张贴在村公告栏和每家每户，确保人人知晓风险和应对措施这一做法使村民对家乡环境有了更深认识云南某山区村落每年雨季前开展山洪灾害应急演练，包括以下环节•预警信号识别与响应•转移路线熟悉与实践•临时避难场所启用•应急物资使用培训•伤员救护和转运演习通过定期演练，该村成功应对了2022年的突发山洪，无人员伤亡这些案例表明，山区防灾减灾不仅依靠技术和工程措施，更需要社区参与和传统知识的结合充分发挥社区自组织能力，是提高山区韧性的重要途径山雨与生态旅游山雨季节的旅游安全提示山雨带来的独特自然景观出行前准备•查询目的地近期天气预报和山区气象预警信息•了解山区应急避险场所和撤离路线•准备防雨装备防水衣物、防水袋、便携雨伞•手机存储当地紧急联系电话和地图（支持离线使用）行程安排•雨季避开山洪多发区和泥石流易发区域•预留充足缓冲时间，避免因天气原因赶路•选择正规旅行社和有资质的向导•根据天气情况灵活调整行程，安全第一旅途中注意事项•留意天气变化，山区云层迅速变厚是山雨前兆•听到雷声或发现溪水突然变浑浊，立即远离河道•避免在雨中穿越陡峭山坡和狭窄山谷•遇到山洪预警，立即前往高处避险雨中山色山雨中的山峦披上轻纱，若隐若现，形成烟雨江南的朦胧美感，最适合拍摄水墨画般的风景照雨后云海山雨过后，山间常常出现壮观的云海景观，尤其是在日出或日落时分，光线穿透云层，形成震撼的光影效果瀑布奇观山雨过后，山间瀑布水量陡增，气势磅礴一些平时干涸的季节性瀑布会短暂出现，被称为雨后飞瀑雨后彩虹雨后山色别有洞天山雨过后，大自然展现出最迷人的一面课堂互动环节山雨形成的实验演示设计山雨相关知识问答基础知识问题

1.山雨形成的最主要机制是什么？（地形抬升作用）

2.山区雨影效应是指什么现象？（迎风坡多雨，背风坡少雨）

3.中国哪些地区是山雨灾害的高发区？（西南山区、台湾山区等）思考性问题

1.如果全球气候变暖继续加剧，你认为会对山区降雨产生什么影响？

2.如何平衡山区水资源开发和生态环境保护的关系？

3.中国古代诗人为何对山雨情有独钟？这反映了怎样的文化心理？实践性问题

1.如果你是山区村庄的村长，如何建立有效的山洪预警系统？

2.请设计一个收集和利用山雨水资源的小型装置

3.如何利用现代技术手段（如手机APP）提高山区居民的防灾意识？课堂活动建议可以将班级分成小组，每组选择一个问题进行讨论，然后分享各自的观点和解决方案鼓励学生结合当地实际情况，提出创新性想法实验材料•透明水箱•小型电风扇•模型山脉（可用黏土或3D打印制作）•热水和冰块•食用色素•喷雾器实验步骤

1.在水箱一侧放置热水，代表暖湿气流源复习与总结山雨的定义与特性山雨的科学意义山雨是指在山区或山脉附近形成的特殊降雨现象，主要特征包括山雨研究具有重要的科学价值•形成机制主要由地形抬升作用导致•深化对大气-地表相互作用的理解•空间分布受地形影响强，分布极不均匀•完善区域气候模型和数值预报系统•时间特性具有明显的季节性和日变化规律•促进地形气象学和中尺度气象学发展•强度特点局地性强，部分区域可形成极端降雨•推动多学科交叉融合研究山雨的影响应对与利用山雨对自然环境和人类活动具有深远影响人类已发展多种方法应对和利用山雨•生态影响塑造生物多样性，维持生态平衡•监测预警多源数据融合的预警系统•水资源是重要水源地，影响下游水资源分配•工程措施水库、堤防等防洪减灾工程•灾害风险引发山洪、泥石流等自然灾害•资源利用水电开发、雨水收集等资源化利用•文化意义形成独特的山区文化和艺术表现•社区防灾基于社区的防灾减灾和应急响应山雨科学与文化的融合理解山雨不仅是一种自然现象，也是联结科学与人文的桥梁从古代诗人的审美观照到现代科学的精确测量，从传统农耕文明的经验积累到现代防灾减灾的技术应用，山雨研究体现了人类对自然的认识不断深化的过程在未来研究中，需要进一步加强多学科融合，实现科学与人文的有机结合，推动山雨科学的发展，更好地服务于人类社会课后思考题山雨对你所在地区的影响有哪些？如何科学应对山雨带来的灾害？请从以下几个方面思考并分析山雨对你所在地区的具体影响请结合所学知识，设计一套科学应对山雨灾害的综合方案风险评估如何识别和评估山雨灾害风险？需要收集哪些数据？可以使用哪些评估方法？如何将评估结果转化为可操作的风险区划水资源影响图？分析山雨对当地水资源供给的贡献你所在地区的饮用水源是否来自山区？山雨对当地水资源时空分布有何影响？监测预警如何建立有效的山雨灾害监测预警系统？需要部署哪些观测设备？如何确定预警阈值？预警信息应通过哪些渠道发布才能确保最后一公里畅通？灾害风险工程措施回顾当地历史上因山雨引发的灾害事件当地是否面临山洪、泥石流等风险？这些灾害的发生频率和强度是否有变化趋势？针对山雨灾害，可以采取哪些工程防护措施？如何平衡工程措施的防灾效果与生态环境影响？小型分散式工程与大型集中式工程各有什么优缺点？社区防灾农业生产如何提高社区防灾能力？需要开展哪些培训和演练？如何调动社区居民的积极性，使他们成为防灾减灾的主体分析山雨对当地农业生产的影响当地农作物种植是否依赖于山区降水？农民是否有应对山雨变化的传统知识和适应策而非被动接受者？如何将传统知识与现代科技结合？略？恢复重建灾害发生后，如何进行科学的恢复重建？如何将重建得更好的理念落实到具体行动中？如何在恢复重建过程中提高未来抵御山雨灾害的能力？文化传统探索当地与山雨相关的文化传统是否有特殊的节日、习俗或文学艺术作品与山雨有关？这些文化表现反映了怎样的人地请在思考上述问题时，结合实际案例，考虑当地特点，提出具有可行性和创新性的解决方案可以查阅补充资料，拓展相关知关系？识谢谢聆听欢迎提问与讨论推荐参考资料

1.《山地气象学》，中国气象出版社感谢大家参与本次山雨科学与文化的学习山雨作为一种特殊的自然现

2.《中国山区水文与水资源》，科学出版社象，不仅具有重要的科学研究价值，也蕴含丰富的文化内涵希望通过本

3.《山地灾害防治工程学》，地质出版社课的学习，大家能够对山雨有更全面、更深入的认识，并在实际生活中科

4.《山水诗词鉴赏》，人民文学出版社学应对山雨带来的挑战，合理利用山雨资源

5.《中国山水画技法》，人民美术出版社联系方式电子邮箱example@weather.edu.cn课程网站www.weatherscience.edu.cn/mountainrain微信公众号山雨科学。