陕西省短时强降水时空分布特征研究

陕西省短时强降水时空分布特征研究

摘要
通过对近几年陕西省98个自动站逐小时降水资料统计分析，发现小时强降水阈值各地不同，≥10mm/h适宜于全省短时强降水定义。陕西省短时强降水多以零散分布、阵发性为主，且其对暴雨日具有较大贡献；陕北、陕南短时强降水频次多且强度大，关中地区则相反；秦岭以北地区多在夜晚和早晨出现短时强降水，而秦岭以南地区短时强降水日变化较小。地形和低空急流的日变化对陕西省短时强降水的形成有显著的影响作用。
关键词：短时强降水 降水阈值 地形 低空急流日变化

1、前言
伴随精细化天气预报业务进程，气象工作者对短历时强降水的关注度越来越高。姚莉等[1]利用1995-2001年的我国485个观测站的小时雨量分析其时空分布特征，并指出雨强的日变化具有显著的地区差异；尹承美等[2]分析了济南市区短时强降水（≥15mm/h）的年际、月际、时际以及强度特征，发现短时强降水的日变
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分位定义为该站点的强降水阈值。当某站小时雨量超过这一值时，就认为发生了一次短时强降水事件。具体参照Bons等[11]的计算方法:如果某个气象要素有n个值,这n个值按升序排列*1,*2,…,*m,…,*n,某个值小于或等于*m的概率为P=(m-0•31) /(n+0•38)其中:m为*m的序号;n为某个气象要素值的个数，第95个百分位值是指P=95%所对应的*m值。
选取强降水阈值为小时降水量序列的第99个百分位，制作全省短时强降水阈值分布图1。图中显示，陕西省短时强降水分布有三个高值区，分别位于陕北东北部、陕北南部、陕南南部，其中陕南中南部的短时强降水阈值最大，达到13.7mm/h。关中中西部秦岭以北（咸阳）地区的短时强降水阈值最低，为5.4mm/h。从强降水阈值分布能够反应出陕西省各地降水强度的差异很大，10mm/h以上短时强降水在关中地区很少，而在陕北、陕南较多。另外，说明全省各个地区99%以上降水事件的强度大小差不多，强度差异较大的降水事件只占不到1%。而这极少部分短时强降水往往更易至灾，预报难度也更大，需要特别关注。

图1 陕西省各站短时强降水阈值（99百分位）分布图
对各站所有降水进行排序，计算第一个≥10mm/h的雨量在序列中的百分位，制作全省分布图2。按照排序原理，某个雨量值百分位越低，说明其在排序中所处的位置越靠前，则该站点大于该雨量强度的短时强降水越多。图2反映出，≥10mm/h的短时强降水在陕西省降水事件中所占比重很小，排序百分位均高于97，最低的为97.5。
由以上分析可见，陕西省短时强降水阈值设定为10mm/h比较适合短时、临近预报业务。为业务实际需要考虑，以下分析均选用≥10mm/h的雨量数据。

图2 陕西省各站≥10mm/h雨量在降水序列中的百分位分布图
3、短时强降水时空分布特征
2.1空间分布特征
图3为陕西省≥10mm/h的降水频次分布图，图中频次7以上有三个大值区，分别为陕北东北部、陕北南部、陕南大部，频数也是由北至南逐渐增加。与图1相比较，几个大值区的位置分布特征非常相似，说明这几个区域不仅降水强度较大，且短时强降水出现的频次也很高。但是，在图1中关中北部的短时强降水阈值是三个大值区中最小的，图3中其频次却比陕北明显大，说明陕北地区短时强降水的特点是强度大而频次少，关中地区是频次多而强度小，陕南地区短时强降水多且强。

图3 陕西省短时强降水频次分布图
2.2月变化及日变化特征
对各地市短时强降水事件频次逐月求平均（图略）发现所有地市短时强降水事件均集中发生在7、8两个月，且基本都是从6月到7月频次有一个跃升。因此，7月是陕西省短时预报员需要重点关注的月份。
图4是各地市短时强降水事件频次日变化图。各地短时强降水频发的时段分布不尽相同，但总得来看是夜间多于白天，前半夜多于后半夜（以00时为分界线）。陕北地区表现为较明显的双峰型，即5时前后和18时前后，白天短时强降水较少；关中地区基本都是以18时前后为一个高峰期，只有西安市在中午12时前后还存在一个高峰期（陕南的商洛地区与关中地区的情况类似）；陕南的汉中、安康两地与其它地市不同，12时之前的短时强降水频次更多，汉中的高峰期为7-11时，与其余各地市均不同。 ……（未完，全文共5108字，当前仅显示1793字，请阅读下面提示信息。收藏《陕西省短时强降水时空分布特征研究》）