Giáng thủy

Giáng thủy là lượng nước từ khí quyển đi vào bề mặt đất dưới dạng mưa, tuyết và các dạng khác, đồng thời là dòng chảy chính của chu trình thủy văn trên cạn.

Definition

Giáng thủy là nước ở dạng lỏng hoặc rắn (mưa, tuyết, mưa đá, mưa băng) rơi từ khí quyển xuống bề mặt Trái Đất, cung cấp lượng nước đầu vào chính cho các lưu vực và chu trình thủy văn.

Scope

Chủ đề này bao gồm các dạng và sự hình thành của giáng thủy, cách đo lường bằng máy đo, radar và vệ tinh, cũng như sự biến đổi của nó trong không gian và thời gian như là đầu vào chính cho phân tích thủy văn. Nó coi giáng thủy là một dòng chảy thủy văn hơn là một quá trình khí tượng, vốn được phát triển trong khoa học khí quyển.

Core questions

• Giáng thủy có những dạng nào và hình thành như thế nào?
• Giáng thủy được đo tại các điểm và trên các khu vực như thế nào?
• Giáng thủy biến đổi như thế nào trong không gian và thời gian, và tại sao điều này lại quan trọng đối với thủy văn?
• Các ước tính giáng thủy theo diện tích được suy ra từ máy đo, radar và vệ tinh như thế nào?

Key concepts

• Các dạng giáng thủy
• Máy đo mưa và đo tuyết
• Tính trung bình theo diện tích (Thiessen, đẳng trị)
• Giáng thủy bằng radar và vệ tinh
• Sự biến đổi không gian và thời gian
• Mối quan hệ cường độ-thời gian-tần suất

Key theories

Ước tính giáng thủy theo diện tích

Các phép đo điểm bằng máy đo được kết hợp thành các ước tính giáng thủy trên một khu vực bằng cách sử dụng các phương pháp như đa giác Thiessen, phân tích đẳng trị và nội suy, vì các đầu vào thủy văn cần thiết cho toàn bộ lưu vực chứ không phải tại các điểm.

Viễn thám giáng thủy

Radar thời tiết và cảm biến vệ tinh ước tính giáng thủy trên các khu vực rộng lớn nơi các trạm đo thưa thớt, với các sản phẩm đa vệ tinh cung cấp các trường giáng thủy quy mô nhỏ, gần như toàn cầu cho thủy văn.

Clinical relevance

Dữ liệu giáng thủy chính xác là nền tảng của dự báo lũ lụt, đánh giá cân bằng nước và nguồn cung cấp nước, thiết kế lượng mưa cho hệ thống thoát nước và cơ sở hạ tầng, cũng như giám sát hạn hán; sai sót trong dữ liệu giáng thủy sẽ lan truyền vào hầu hết mọi ước tính thủy văn.

History

Việc đo lường lượng mưa một cách có hệ thống bằng máy đo đã có từ các mạng lưới thiết bị ban đầu; thế kỷ 20 đã bổ sung các phương pháp tính trung bình theo diện tích và phân tích lượng mưa thiết kế, radar thời tiết từ giữa thế kỷ, và ước tính giáng thủy dựa trên vệ tinh từ cuối thế kỷ 20, cải thiện đáng kể phạm vi bao phủ ở các vùng không có trạm đo.

Key figures

• S. Lawrence Dingman

Seminal works

• dingman2015
• chow1988
• huffman2007

Frequently asked questions

Tại sao phải đo giáng thủy trên một khu vực thay vì tại một điểm?

Phân tích thủy văn cần lượng nước đầu vào cho toàn bộ lưu vực, nhưng các trạm đo chỉ lấy mẫu tại các điểm; giáng thủy biến đổi mạnh mẽ trong không gian, vì vậy các giá trị điểm phải được kết hợp thành các ước tính theo diện tích bằng cách nội suy hoặc viễn thám.

Vệ tinh ước tính lượng mưa như thế nào?

Các cảm biến vệ tinh suy ra giáng thủy một cách gián tiếp từ nhiệt độ đỉnh mây và tín hiệu vi sóng liên quan đến hạt mưa và băng, được hiệu chỉnh dựa trên các trạm đo và radar, cho phép ước tính giáng thủy gần như toàn cầu ở những nơi dữ liệu đo đạc mặt đất thưa thớt.