常德市降水量的精細(xì)化氣候特征分析

賈岸斌，昌立偉，焦靜

（1.常德市氣象局，湖南常德 415000；2.岳陽市氣象局，湖南岳陽 414001）

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，社會對氣象服務(wù)的精細(xì)化要求也越來越強(qiáng)烈。降水作為對人民生產(chǎn)生活影響最重要的氣象因子，其精細(xì)化預(yù)報的需求也最為迫切。要做好精細(xì)化預(yù)報與服務(wù)，必然要對降水的精細(xì)化氣候特征有深入認(rèn)識和理解［1］。目前在降水精細(xì)化氣候特征分析方面，Yu等［2］利用全國588個臺站的小時雨量資料分析發(fā)現(xiàn)，我國夏季降水日變化較大且具有明顯的區(qū)域特征；Li等［3］研究發(fā)現(xiàn)，降水周期具有較強(qiáng)的季節(jié)性變化，與區(qū)域和持續(xù)時間有關(guān)；孫佳等［4］、李永榮等［5］利用氣象資料和DEM資料，通過建立其與地理地形參數(shù)的關(guān)系模型，利用高分辨率DEM資料回代的方法，在空間尺度上做了精細(xì)化的分析。

因?yàn)槭芟抻诟邥r空密度降水資料的積累等原因［6］，精細(xì)化降水量時空特征的全面分析相對較少［7-8］。近十幾年來常德市氣象部門通過山洪地質(zhì)災(zāi)害等項(xiàng)目逐年建設(shè)了一批自動氣象站，區(qū)域精細(xì)化氣象數(shù)據(jù)增多［9-11］。為了詳細(xì)了解常德降水氣候特征，為精細(xì)化預(yù)報預(yù)測與氣候區(qū)劃提供技術(shù)參考，本研究分析了常德市2007—2018年氣象自動站小時降水資料，研究常德市精細(xì)化降水量氣候特征。

1 資料來源

降水資料來源于2007—2018年常德市297個自動氣象站逐小時數(shù)據(jù)。2014年5月20日氣象資料業(yè)務(wù)系統(tǒng)（MDOS）試運(yùn)行后，對自動站數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制［12］，并將在此之前個別站點(diǎn)的極端異常數(shù)據(jù)置為缺測，數(shù)據(jù)缺測率1.96%，站點(diǎn)分布均勻具有代表性。

2 氣候特征分析

2.1 年降水量

2007—2018年常德市國家氣象站降水?dāng)?shù)據(jù)只粗略顯示常德市年平均降水呈現(xiàn)西南多東北少分布（圖1a），對比精細(xì)化區(qū)域站資料（圖1b）可以發(fā)現(xiàn)：全市年平均降水量分布并不均勻，這和地形地勢關(guān)系密切（如圖1c），表現(xiàn)為多雨區(qū)主要分布在海拔較高的地區(qū)，即武陵山脈（石門西南部東山峰至觀國山一線、桃源西北部尖峰附近）、雪峰山脈東北段（桃源、鼎城、漢壽南界，磨子界-滄山-金牛山一線）和環(huán)臨澧地區(qū)（紫和寺、太浮山、太陽山、嘉山等零散山頭附近）。少雨區(qū)主要位于湖區(qū)等低洼地區(qū)，即安鄉(xiāng)、鼎城北部。但同為較高海拔地區(qū)，石門縣境內(nèi)以陽高山至云蓋山一線的西南部地區(qū)降水明顯大于東北部地區(qū)，這可能與該地區(qū)降水系統(tǒng)移動路徑常常導(dǎo)致西南部地區(qū)處于迎風(fēng)坡增幅作用下有關(guān)［13］。

圖1 2007—2018年常德市平均年降水量分布（單位：mm）和海拔高度（單位：m）

2.2 年降水量異常分析

從2007—2018年全市降水分布（圖略）來看，年平均降水量一般在偏多或偏少10%～20%變化。采用合成分析法［14］，按照年降水量超過（低于）多年平均降水量一個標(biāo)準(zhǔn)差為標(biāo)準(zhǔn)，將其劃分為多雨年和少雨年（圖2）。研究表明，多雨年降水偏多地區(qū)主要位于市區(qū)及安鄉(xiāng)南部（偏多40%左右），同時也是少雨年降水偏少嚴(yán)重的地區(qū)。

圖2 2007—2018年常德市多雨年（a）與少雨年（b）平均年降水量距平百分率分布（%）

2.3 月降水量

常德市月平均降水量呈現(xiàn)單峰型，6月降水最多，降水主要集中在汛期4—9月，尤其是5—7月的季風(fēng)降水占年降水量的40.7%。

各月降水量氣候平均如圖3所示，可以看出1月降水量分布為南多北少，2—3月降水量逐漸增多，仍保持南多北少的分布形勢，4月總體形勢變化不大，但在北部開始出現(xiàn)分散高降水量點(diǎn)。5月降水量分布形勢開始轉(zhuǎn)換，與常年平均降水最為接近。6月多雨區(qū)主要位于石門地區(qū)。7—8月繼續(xù)保持，并有加強(qiáng)。9—10月有一個分布形態(tài)轉(zhuǎn)換期，全市除安鄉(xiāng)略少外，其它為多雨區(qū)，11—12月基本回到南多北少形態(tài)。

2.4 降水日變化分析

從常德市降水日變化（圖略）可以看出，降水日變化呈雙峰形，主峰出現(xiàn)在08：00（北京時，下同），次峰出現(xiàn)在 15：00。04：00—11：00為多降水量時段，其中，06：00—10：00降水明顯增多，這給以08：00為分界點(diǎn)的短期預(yù)報增加一定難度。15：00以后降水逐漸減少，20：00—23：00為少降水量時段。

從逐3 h降水距平分布（圖4）可以看出，常德市日降水量有明顯的區(qū)域差異，00：00—03：00主要集中在澧水，04：00—06：00主要在沅水，07：00—08：00主要在湖區(qū)，23：00之前的上半夜全市降水量占比最小，除石門局地外，全市大部幾乎全為負(fù)距平，降水多在下半夜從北部地區(qū)開始發(fā)展，南部地區(qū)夜雨量少。

圖3 常德市2007—2018年逐月平均降水量分布（單位：mm）

圖4 常德市2007—2018年00：00—24：00逐3 h平均降水量距平百分率分布（%）

3 結(jié)論

1）常德全市年平均降水量與地勢地形關(guān)系密切，高海拔地區(qū)一般為多雨區(qū)，分布在石門西南部、桃源西北部以及桃源、鼎城、漢壽南界和環(huán)臨澧地區(qū)，而安鄉(xiāng)、鼎城北部地勢偏低為少雨區(qū)。

2）2007—2018年，年降水量大部分地區(qū)在10%～20%變化，其中市區(qū)及安鄉(xiāng)南部變化相對較劇烈，極端年份變化幅度約40%，其他地區(qū)則變化不大。

3）常德市平均月降水量主要集中在汛期4—9月，其中以5—7月最多，6月達(dá)到峰值。降水量分布形態(tài)有3類，第1類是5月與9—10月為過渡轉(zhuǎn)換期類型，分布型與年降水量分布相似。第2類為6—8月以西北部（尤其是石門）多，東南部少為特點(diǎn)。第3類為11月至次年4月，以西南部（尤其南部邊界）多，東北部少的特點(diǎn)。

4）常德市降水日變化明顯，04：00—11：00為多降水量時段，20：00—23：00為少降水量時段。中午往后降水量明顯減少，分散陣雨多發(fā)生在下午，降水多在下半夜從北部地區(qū)開始發(fā)展，南部地區(qū)夜雨量少。00：00—03：00主要在澧水，04：00—06：00主要在沅水，07：00—08：00主要在湖區(qū)。