1953
——017年阜陽市短時強降水特征分析

王 瑩 張慶奎 項 陽

（阜陽市氣象局，安徽阜陽 236000）

近年來，在氣候變暖背景下，極端強降水事件呈現(xiàn)多發(fā)趨勢，強降水對城市造成的災(zāi)害損失以及對人民生活帶來的影響越來越大［1-5］。2012年7月21日北京大暴雨致77人死亡；2013年5月16日高鐵韶關(guān)至英德間普降暴雨，雨量最高達到40mm/h，導(dǎo)致武漢至廣州高鐵大多數(shù)動車不同程度晚點；2016年6月30日阜陽地區(qū)出現(xiàn)明顯降水，潁泉區(qū)蘇集鎮(zhèn)21～22時雨強達到83mm/h，受短時強降水影響，城市內(nèi)澇、農(nóng)田漬澇嚴重，類似例子在國內(nèi)不勝枚舉。可見，強降水對城市和人們生活的影響已經(jīng)深入到各個方面。不少學者對短時強降水的時空分布和氣候特征進行了分析。姚莉等［6］認為我國雨強的日變化具有明顯的地區(qū)差異，東南沿海、淮河流域是短時強降水的高值區(qū)。袁晨等［7］認為都江堰地區(qū)短時強降水多發(fā)于夜間，午間發(fā)生短時強的頻次較低；殷水清等［8］利用海河流域的逐時降水資料對海河流域的逐時降水研究表明：短時降水的頻次和強度都呈增加趨勢。郝瑩等［9］利用1995-2010年逐小時降水量資料，分析安徽省的短時強降水時空分布特征，表明淮北地區(qū)是短時強降水的高發(fā)區(qū)。

阜陽市位于我國南北氣候過渡帶，季風氣候特征顯著，四季分明，雨量豐沛，氣象災(zāi)害繁多，由短時強降水引起的暴雨天氣影響尤其嚴重，由于對流系統(tǒng)的尺度小，局地性強，生命史短，預(yù)報的時效性和準確率普遍偏低，因此給阜陽市的經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不利影響。本研究利用1953-2017年阜陽市6個地面國家級氣象站的逐小時降水量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析阜陽市短時強降水的年際、月際以及強度、空間分布變化特征，以期為當?shù)厥?、縣氣象臺在短時強降水的預(yù)報預(yù)警業(yè)務(wù)工作中重點監(jiān)測時段和地區(qū)提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

選取阜陽市6個國家站1953—2017年逐小時降水數(shù)據(jù)，資料來源于安徽省氣象局信息中心。由于目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一的短時強降水的標準，根據(jù)中國氣象局《全國短時臨近預(yù)報業(yè)務(wù)規(guī)定》中的規(guī)定，短時強降水的基本定義為1h雨量大于等于20mm的降水，本文參考該規(guī)定的標準。在進行短時強降水統(tǒng)計時，依據(jù)氣象觀測規(guī)范，以20時（北京時，下同）為日界。定義6個國家級觀測站點中只要有1個站點出現(xiàn)大于等于20mm/h的降水則為1個短時強降水日；1d中同一站點出現(xiàn)多次短時強降水，則累加統(tǒng)計站次。

2 結(jié)果分析

2.1 年際變化1953—2017年阜陽市出現(xiàn)短時強降水總計1368站次，年平均21站次，年平均強度30.7mm。其中阜陽本站最多（4.0站次/a），界首站次之（3.7站次/a），太和站最少（2.7站次/a）。由圖1可知，通過對變化曲線進行線性擬合，提取出其中的斜率因子，以此來表征其變化趨勢（斜率為負表示有下降趨勢，斜率為正表示有上升趨勢）。從線性擬合的斜率來看，阜陽市短時強降水有增加的趨勢，為2.269次/10a。從短時強降水出現(xiàn)的逐年總站次來看，近65a發(fā)生短時強降水最多的為57次（2005年），最少的為1次（1953年）；整體呈明顯上升趨勢（通過0.01檢驗）。

圖1 1953—2017年歷年短時強降水出現(xiàn)頻次

由圖2可知，通過對阜陽市歷年短時強降水的強度進行分析可以發(fā)現(xiàn)，阜陽的短時強降水以20～30mm的為主，占總頻次的65%，其次為30～40mm的短時強降水（29%）。從逐小時整點降水量來看，阜陽市出現(xiàn)短時強降水的多年平均雨強為30.2mm/h，1966年最?。?3.8mm/h），1953年最大（83.4mm/h）。從極端降水的強度（圖3）來看，阜陽市極端小時降水量最大值為120mm，出現(xiàn)在界首站；50mm以上的短時強降水出現(xiàn)64次，80mm以上的短時強降水僅出現(xiàn)9次。

圖2 歷年短時強降水雨強和歷年短時強降水最大雨強

圖3 1953—2017年兩年短時間強降雨量

2.2 月變化由圖4可知，阜陽市短時強降水天氣主要發(fā)生在汛期5—9月，不分等級的短時強降水發(fā)生次數(shù)呈現(xiàn)明顯的單峰型分布，6—8月為主要發(fā)生月，其中7月份出現(xiàn)站次最多，發(fā)生頻率超過40.8%，8月（22.2%）多于6月（20.5%）。

圖4 不分等級短時強降水月變化

由圖5可知，20mm發(fā)生在7月最多，6月多于8月；30mm7月最多，8月多于6月；50mm主要集中在7、8月，其中7月最多；80mm發(fā)生在8月最多，7月和9月頻次相當。

圖5 不同等級短時強降水逐月分布（a.20mm b.30mm c.50mm d.80mm）

2.3 日變化短時強降水日變化特征可以揭示短時強降水時間發(fā)生的頻數(shù)在1天24小時內(nèi)的變化情況。由圖6可知，從不分等級短時強降水各時段的出現(xiàn)頻次看有2個高峰時段，峰值在早晨前后和傍晚前后。阜陽市短時強降水多發(fā)于夜晚至凌晨，凌晨時分的降水強度最大，對于這種夜間多發(fā)性，有學者認為這與低空急流常在夜間加強有關(guān)［10］。且該時段氣壓也處于1天中的較低時刻，有利于低壓輻合的形成，易于對流天氣的產(chǎn)生。

圖6 不分等級短時強降水日變化

由圖7可知，20mm為雙峰型，最大峰值在早晨；30mm為雙峰型特征，最大峰值在傍晚；50mm為單峰型特征，峰值在傍晚前后；80mm為單峰型，峰值在夜間到早晨，但是由于樣本僅8個，統(tǒng)計特征代表性不足。

圖7 不同等級短時強降水逐時分布（a.20mm b.30mm c.50mm d.80mm）

由圖8可知，4月呈現(xiàn)雙峰型，峰值出現(xiàn)在凌晨和傍晚，最大峰值在傍晚；5月呈三峰型，峰值在早晨、下午和晚上，最大峰值在下午；6月呈雙峰型，峰值在早晨和傍晚，最大峰值在早晨；7月呈雙峰型，峰值在早晨和傍晚，最大峰值在早晨；8月呈單峰型，峰值在傍晚；9月呈雙峰型，峰值在早晨和傍晚，最大峰值在早晨。774-777

圖8 不分等級短時強降水逐時分布的月變化

3 結(jié)果與討論

利用1953—2017年阜陽市6個地面國家級氣象站的逐小時降水量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析阜陽市短時強降水的年際、月際以及強度、空間分布變化特征。結(jié)果表明：（1）6站多年平均短時強降水頻次為每站4次，6個國家站空間分布差異不大，以20mm/h的短時強降水發(fā)生頻率為最多。（2）短時強降水中7月最多，其次8月，再次6月；4個等級的短時強降水中，除80mm/h的短時強降水8月最多外，其余3個等級均是7月最多。（3）短時強降水在逐時分布上顯示為雙峰型特征，峰值在早晨前后和傍晚前后，最大峰值早晨與傍晚相當。4個等級的短時強降水中，除80mm/h的短時強降水外，伴隨的短時強降水等級的提升，其最大峰值由早晨向傍晚轉(zhuǎn)移。（4）不同月份短時強降水的逐時分布顯示，雨季夜雨（早晨）明顯，6、7為汛期雨季，9月為淮河秋雨。（5）短時強降水發(fā)生頻率和極端雨強都呈現(xiàn)出上升的年代際變化特征，極端雨強上升趨勢尤為明顯。