陜西省短時強降水時空分布特征研究

陜西省短時強降水時空分布特征研究

摘要
通過對近幾年陜西省98個自動站逐小時降水資料統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)小時強降水閾值各地不同，≥10mm/h適宜于全省短時強降水定義。陜西省短時強降水多以零散分布、陣發(fā)性為主，且其對暴雨日具有較大貢獻；陜北、陜南短時強降水頻次多且強度大，關(guān)中地區(qū)則相反；秦嶺以北地區(qū)多在夜晚和早晨出現(xiàn)短時強降水，而秦嶺以南地區(qū)短時強降水日變化較小。地形和低空急流的日變化對陜西省短時強降水的形成有顯著的影響作用。
關(guān)鍵詞：短時強降水 降水閾值 地形 低空急流日變化

1、前言
伴隨精細化天氣預(yù)報業(yè)務(wù)進程，氣象工作者對短歷時強降水的關(guān)注度越來越高。姚莉等[1]利用1995-2001年的我國485個觀測站的小時雨量分析其時空分布特征，并指出雨強的日變化具有顯著的地區(qū)差異；尹承美等[2]分析了濟南市區(qū)短時強降水（≥15mm/h）的年際、月際、時際以及強度特征，發(fā)現(xiàn)短時強降水的日變
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分位定義為該站點的強降水閾值。當(dāng)某站小時雨量超過這一值時，就認為發(fā)生了一次短時強降水事件。具體參照Bons等[11]的計算方法:如果某個氣象要素有n個值,這n個值按升序排列*1,*2,…,*m,…,*n,某個值小于或等于*m的概率為P=(m-0•31) /(n+0•38)其中:m為*m的序號;n為某個氣象要素值的個數(shù)，第95個百分位值是指P=95%所對應(yīng)的*m值。
選取強降水閾值為小時降水量序列的第99個百分位，制作全省短時強降水閾值分布圖1。圖中顯示，陜西省短時強降水分布有三個高值區(qū)，分別位于陜北東北部、陜北南部、陜南南部，其中陜南中南部的短時強降水閾值最大，達到13.7mm/h。關(guān)中中西部秦嶺以北（咸陽）地區(qū)的短時強降水閾值最低，為5.4mm/h。從強降水閾值分布能夠反應(yīng)出陜西省各地降水強度的差異很大，10mm/h以上短時強降水在關(guān)中地區(qū)很少，而在陜北、陜南較多。另外，說明全省各個地區(qū)99%以上降水事件的強度大小差不多，強度差異較大的降水事件只占不到1%。而這極少部分短時強降水往往更易至災(zāi)，預(yù)報難度也更大，需要特別關(guān)注。

圖1 陜西省各站短時強降水閾值（99百分位）分布圖
對各站所有降水進行排序，計算第一個≥10mm/h的雨量在序列中的百分位，制作全省分布圖2。按照排序原理，某個雨量值百分位越低，說明其在排序中所處的位置越靠前，則該站點大于該雨量強度的短時強降水越多。圖2反映出，≥10mm/h的短時強降水在陜西省降水事件中所占比重很小，排序百分位均高于97，最低的為97.5。
由以上分析可見，陜西省短時強降水閾值設(shè)定為10mm/h比較適合短時、臨近預(yù)報業(yè)務(wù)。為業(yè)務(wù)實際需要考慮，以下分析均選用≥10mm/h的雨量數(shù)據(jù)。

圖2 陜西省各站≥10mm/h雨量在降水序列中的百分位分布圖
3、短時強降水時空分布特征
2.1空間分布特征
圖3為陜西省≥10mm/h的降水頻次分布圖，圖中頻次7以上有三個大值區(qū)，分別為陜北東北部、陜北南部、陜南大部，頻數(shù)也是由北至南逐漸增加。與圖1相比較，幾個大值區(qū)的位置分布特征非常相似，說明這幾個區(qū)域不僅降水強度較大，且短時強降水出現(xiàn)的頻次也很高。但是，在圖1中關(guān)中北部的短時強降水閾值是三個大值區(qū)中最小的，圖3中其頻次卻比陜北明顯大，說明陜北地區(qū)短時強降水的特點是強度大而頻次少，關(guān)中地區(qū)是頻次多而強度小，陜南地區(qū)短時強降水多且強。

圖3 陜西省短時強降水頻次分布圖
2.2月變化及日變化特征
對各地市短時強降水事件頻次逐月求平均（圖略）發(fā)現(xiàn)所有地市短時強降水事件均集中發(fā)生在7、8兩個月，且基本都是從6月到7月頻次有一個躍升。因此，7月是陜西省短時預(yù)報員需要重點關(guān)注的月份。
圖4是各地市短時強降水事件頻次日變化圖。各地短時強降水頻發(fā)的時段分布不盡相同，但總得來看是夜間多于白天，前半夜多于后半夜（以00時為分界線）。陜北地區(qū)表現(xiàn)為較明顯的雙峰型，即5時前后和18時前后，白天短時強降水較少；關(guān)中地區(qū)基本都是以18時前后為一個高峰期，只有西安市在中午12時前后還存在一個高峰期（陜南的商洛地區(qū)與關(guān)中地區(qū)的情況類似）；陜南的漢中、安康兩地與其它地市不同，12時之前的短時強降水頻次更多，漢中的高峰期為7-11時，與其余各地市均不同。 ……（未完，全文共5108字，當(dāng)前僅顯示1793字，請閱讀下面提示信息。收藏《陜西省短時強降水時空分布特征研究》）