新疆伊犁河谷不同季節(jié)降水的日變化特征

楊 霞，張俊蘭，華 燁，許婷婷，張林梅

(新疆維吾爾自治區(qū)氣象臺(tái)，新疆 烏魯木齊 830002)

引 言

降水日變化特征是當(dāng)前氣候研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)降水日變化特征的研究，有助于加深對(duì)降水形成機(jī)理的理解[1]，也有助于加深對(duì)影響區(qū)域氣候變化的動(dòng)力和熱力過(guò)程的認(rèn)識(shí)，從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)數(shù)值模式輸出結(jié)果的不確定性[2]。目前有關(guān)降水日變化特征方面的研究較多[3-6]，如研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)大陸夏季降水日變化的區(qū)域性特征明顯[7-8]，且不同區(qū)域的降水日位相可能存在關(guān)聯(lián)；華北地區(qū)夏季降水量和降水頻次的日變化都存在明顯的雙峰特征[9]；西南地區(qū)夏季降水存在明顯的“夜雨”特征[10]；青藏高原中部地區(qū)夏季降水日峰值主要出現(xiàn)在傍晚前后，而高原以東鄰近地區(qū)則主要出現(xiàn)在夜間[11-12]。由于暖季是我國(guó)季風(fēng)區(qū)降水的主要時(shí)段，因此目前針對(duì)降水日變化的研究也主要集中在暖季[13-14]，其他季節(jié)涉及較少。我國(guó)南方地區(qū)冷季和暖季降水的日位相存在差異，暖季降水日峰值出現(xiàn)時(shí)間的東西差異顯著，而冷季這一差異減小[15]。

新疆地處我國(guó)西北部，是典型的干旱半干旱地區(qū)，氣候不受東亞夏季風(fēng)系統(tǒng)的直接影響，降水特征與我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)存在顯著差異[16-17]。受觀測(cè)資料的限制，新疆降水日變化的研究相對(duì)較少，且主要集中在夏季[18-20]。北疆地區(qū)夏季降水量的日變化呈準(zhǔn)單峰型，南疆呈三峰型，且北疆地區(qū)逐時(shí)降水量和降水頻率均比南疆大[21]。新疆夏季逐時(shí)降水量和降水頻率的峰值山區(qū)主要出現(xiàn)在18:00—23:00(北京時(shí)，下同)，盆地主要出現(xiàn)在00:00—05:00；除南疆盆地東南部外，新疆大部地區(qū)降水的日循環(huán)與降水的持續(xù)性之間存在緊密聯(lián)系，夏季短歷時(shí)降水事件對(duì)夏季總降水量的貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)高于我國(guó)中東部地區(qū)[22]。伊犁河谷是新疆最濕潤(rùn)的地區(qū)，被稱為“西域濕島”和“塞外江南”，該區(qū)域夏季降水的高發(fā)時(shí)段在夜間，持續(xù)時(shí)間為2 h的降水事件對(duì)夏季總降水量的貢獻(xiàn)率最高[23]；冬季降水的高發(fā)時(shí)段在上午，持續(xù)12 h以上的降水事件是伊犁河谷冬季總降水量的主要貢獻(xiàn)者[24]。目前，針對(duì)伊犁河谷地區(qū)降水日變化的研究相對(duì)較少，其不同季節(jié)降水的日變化特征有何差異還不清晰。本文利用2012—2019年伊犁河谷逐小時(shí)降水資料，研究該區(qū)域不同季節(jié)降水量、降水頻次和降水強(qiáng)度日變化的基本特征，分析伊犁河谷四季不同持續(xù)性降水事件的降水量日變化特征及其對(duì)季節(jié)內(nèi)總降水量的貢獻(xiàn)，以期進(jìn)一步加深對(duì)伊犁河谷地區(qū)不同季節(jié)降水日變化特征的理解，為精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)和改進(jìn)數(shù)值模式提供一定參考。

1 研究區(qū)概況

伊犁河谷(80°09′E—84°56′E、42°14′N—44°50′N)地勢(shì)東高西低、東窄西寬，呈喇叭型向西敞開，北、東、南三面環(huán)山。按照新疆天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)規(guī)定[16]，將伊犁河谷劃分為3個(gè)區(qū)域即西部、東部和南部山區(qū)，其中西部包括5個(gè)氣象站點(diǎn)(霍爾果斯、霍城、察布查爾、伊寧和伊寧縣)，海拔600～700 m；東部包括3個(gè)氣象站點(diǎn)(尼勒克、鞏留和新源)，海拔700～1100 m；南部山區(qū)包括2個(gè)氣象站點(diǎn)(昭蘇和特克斯)，海拔1200～1900 m。圖1為伊犁河谷區(qū)域地形及氣象站點(diǎn)分布。

圖1 伊犁河谷區(qū)域地形(陰影，單位：m)及氣象站點(diǎn)(圓點(diǎn))分布Fig.1 The terrain (the shadow, Unit: m) and distribution of meteorological stations (the dots) in the Yili River Valley

2 資料與方法

2.1 資 料

利用2012—2019年伊犁河谷10個(gè)國(guó)家基準(zhǔn)氣象站逐小時(shí)降水資料，首先對(duì)逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，剔除異常值和不完整資料。文中春季為3—5月，夏季為6—8月，秋季為9—11月，冬季為當(dāng)年12月至翌年2月。

2.2 小時(shí)降水量定義

小時(shí)降水量指某一整點(diǎn)至下個(gè)整點(diǎn)1 h內(nèi)降水量大于等于0.1 mm的累計(jì)降水總量；若1 h降水量大于等于0.1 mm，則記1次小時(shí)降水頻次；逐時(shí)累計(jì)降水量與對(duì)應(yīng)時(shí)次累計(jì)降水頻次之比為逐時(shí)平均降水強(qiáng)度；降水持續(xù)時(shí)間指一次降水開始時(shí)刻至降水結(jié)束時(shí)刻的小時(shí)數(shù)，當(dāng)某一次降水時(shí)次之后連續(xù)2 h沒(méi)有降水發(fā)生則判定為一次持續(xù)降水結(jié)束[21]。

將伊犁河谷地區(qū)的降水按不同持續(xù)時(shí)間分為3類[1,21]，即1～6 h為短歷時(shí)降水，7～12 h為持續(xù)性降水，12 h以上為長(zhǎng)持續(xù)性降水。

3 結(jié)果分析

3.1 降水量日變化

圖2為2012—2019年伊犁河谷不同季節(jié)累計(jì)降水量日變化?？梢钥闯?，伊犁河谷春季、夏季和冬季累計(jì)逐時(shí)降水量的日變化呈單峰型，秋季呈雙峰型。春季，伊犁河谷逐時(shí)降水量的高值時(shí)段主要出現(xiàn)在08：00—12：00，10：00降水量最大(162.4 mm)；低值時(shí)段主要出現(xiàn)在14：00—17：00，16：00降水量最小(74.4 mm)。夏季降水量高值時(shí)段出現(xiàn)在19：00—24：00，22：00降水量最大(213.4 mm)；低值時(shí)段主要出現(xiàn)在12：00—17：00，15：00降水量最小(79.6 mm)。秋季降水量的兩個(gè)峰值分別出現(xiàn)在12：00(128.2 mm)和23：00(102.8 mm)，谷值分別出現(xiàn)在07：00(82.8 mm)和19：00(82.1 mm)。冬季降水量高值出現(xiàn)在01：00—14：00，10：00達(dá)到最大(89.8 mm)；低值時(shí)段出現(xiàn)在15：00—24：00，17：00達(dá)到最小值(45.2 mm)。綜上可知，伊犁河谷四季累計(jì)逐時(shí)降水量最小值的出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)集中(15：00—19：00)；而最大值的出現(xiàn)時(shí)間存在明顯季節(jié)差異，春季、秋季和冬季的最大值都出現(xiàn)在上午；而夏季卻出現(xiàn)在前半夜。此外，夏季降水量峰值和谷值的差距為四季中最大，夏季累計(jì)逐時(shí)降水量從谷值增大到峰值的速率明顯快于從峰值減小到谷值的速率，這主要與夏季對(duì)流系統(tǒng)較活躍，常出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水天氣有關(guān)。

圖2 2012—2019年伊犁河谷春季(a)、夏季(b)、秋季(c)、冬季(d)累計(jì)降水量日變化Fig.2 The diurnal variation of accumulated precipitation in spring (a), summer (b), autumn (c) and winter (d) in the Yili River Valley during 2012-2019

圖3為2012—2019年伊犁河谷不同季節(jié)逐時(shí)平均降水量峰值及其出現(xiàn)時(shí)間的空間分布?？梢钥闯觯杭竞拖募疽晾绾庸戎饡r(shí)平均降水量最大峰值均出現(xiàn)在昭蘇站，分別為4.1 mm和7.2 mm，最小峰值出現(xiàn)在霍城站，分別為1.3 mm和1.8 mm；秋季伊犁河谷各站逐時(shí)平均降水量最大峰值出現(xiàn)在新源和昭蘇兩站，均為2.4 mm，最小峰值出現(xiàn)在霍爾果斯站，為1.4 mm；冬季伊犁河谷逐時(shí)平均降水量最大峰值出現(xiàn)在伊寧縣站，為1.8 mm，最小峰值出現(xiàn)在昭蘇和特克斯站，均為0.6 mm。從伊犁河谷不同季節(jié)逐時(shí)平均降水量峰值來(lái)看，除伊寧縣和新源兩站春季最大外，其余8站都是夏季最大。此外，伊犁河谷春季、夏季和秋季逐時(shí)平均降水量峰值最大的區(qū)域都出現(xiàn)在南部山區(qū)，而冬季該區(qū)域卻成為伊犁河谷逐時(shí)平均降水量峰值最小的區(qū)域。伊犁河谷地區(qū)山區(qū)和平原的降水存在明顯的季節(jié)差異，夏季山區(qū)大于平原，而冬季則平原大于山區(qū)。

圖3 2012—2019年伊犁河谷不同季節(jié)逐時(shí)平均降水量峰值(左，填色，單位：mm)及其出現(xiàn)時(shí)間(右，箭頭)空間分布Fig.3 The distribution of the maximum value (left, the shaded, Unit: mm) and its corresponding time (right, the arrow) of mean hourly precipitation in different seasons in the Yili River Valley during 2012-2019

伊犁河谷不同季節(jié)逐時(shí)平均降水量峰值的出現(xiàn)時(shí)間存在區(qū)域差異，春季伊犁河谷西部和南部山區(qū)逐時(shí)平均降水量峰值的出現(xiàn)時(shí)間分別在09：00—11：00、18：00，而其東部地區(qū)峰值出現(xiàn)時(shí)間差異較大；夏季伊犁河谷西部逐時(shí)平均降水量峰值的出現(xiàn)時(shí)段在19：00—21：00，南部山區(qū)昭蘇站和特克斯站分別為22：00和01：00，東部地區(qū)的差異仍然較大；秋季除霍爾果斯站外，伊犁河谷西部地區(qū)逐時(shí)平均降水量峰值出現(xiàn)時(shí)段集中在09：00—12：00，東部地區(qū)在12：00—13：00，南部山區(qū)2站均為23：00；冬季伊犁河谷西部地區(qū)逐時(shí)平均降水量峰值出現(xiàn)時(shí)間與春季類似，出現(xiàn)在09：00—11：00，東部3站均出現(xiàn)在12：00，南部山區(qū)出現(xiàn)在06：00—07：00。綜上所述，伊犁河谷西部地區(qū)和南部山區(qū)區(qū)內(nèi)各站點(diǎn)逐時(shí)平均降水量峰值的出現(xiàn)時(shí)間在同一季節(jié)內(nèi)相對(duì)集中，而東部地區(qū)在秋季和冬季較為集中，春季和夏季差異較大。

3.2 降水頻次日變化

圖4為2012—2019年伊犁河谷不同季節(jié)累計(jì)降水頻次的日變化?？梢钥闯?，春季伊犁河谷降水頻發(fā)于03：00—13：00，11個(gè)時(shí)次的累計(jì)降水頻次都超過(guò)150次；10：00累計(jì)降水頻次最多，為196.7次；15：00—22：00累計(jì)降水頻次相對(duì)較少，17：00最少，為104.7次。夏季20：00至次日07：00的降水頻次較多，22：00最多，為156.0次；12：00—17：00的降水頻次較少，15：00最少，僅為90.0次。秋季各時(shí)次累計(jì)降水頻次的差異較小，08：00—13：00的降水頻次相對(duì)較多，其中11：00最多，為164.7次；17：00—22：00降水頻次相對(duì)較少，19：00最少，為128.0次。冬季03：00—14：00的累計(jì)降水頻次較多，其中12：00最多，為202.3次；15：00—23：00累計(jì)降水頻次相對(duì)較少，20：00最少，為116.0次。綜上可知，在同一季節(jié)內(nèi)，伊犁河谷累計(jì)降水頻次的日變化特征與累計(jì)降水量類似，春季、秋季和冬季累計(jì)降水頻次的高值時(shí)段和低值時(shí)段的出現(xiàn)時(shí)間基本一致，高值時(shí)段主要出現(xiàn)在清晨至上午，低值時(shí)段主要出現(xiàn)在下午至前半夜；夏季差異較大，累計(jì)降水頻次的高值時(shí)段主要出現(xiàn)在傍晚至次日清晨，低值時(shí)段主要出現(xiàn)在中午至午后。

圖4 2012—2019年伊犁河谷春季(a)、夏季(b)、秋季(c)、冬季(d)累計(jì)降水頻次的日變化Fig.4 The diurnal variation of accumulated precipitation frequency in spring (a), summer (b), autumn (c) and winter (d) in the Yili River Valley during 2012-2019

圖5為2012—2019年伊犁河谷不同季節(jié)逐時(shí)平均降水頻次峰值及其出現(xiàn)時(shí)間的空間分布?？梢钥闯觯杭疽晾绾庸雀髡局饡r(shí)平均降水頻次的最大峰值出現(xiàn)在新源站，為3.7次，最小峰值出現(xiàn)在霍爾果斯站，為1.8次；夏季伊犁河谷逐時(shí)平均降水頻次的最大峰值出現(xiàn)在昭蘇站，為5.2次，最小峰值出現(xiàn)在霍爾果斯站，為1.29次；秋季伊犁河谷逐時(shí)平均降水頻次的最大峰值現(xiàn)在新源站，為2.8次，最小峰值也出現(xiàn)在霍爾果斯站，為1.7次；冬季伊犁河谷各站逐時(shí)平均降水頻次的最大峰值出現(xiàn)在伊寧縣站，為3.46次，最小峰值出現(xiàn)在特克斯站，僅為1.33次。伊犁河谷各站夏季和冬季逐時(shí)平均降水頻次峰值的空間分布特征存在明顯的區(qū)域差異，夏季東部地區(qū)和南部山區(qū)大于西部地區(qū)，而冬季則與之相反。

圖5 2012—2019年伊犁河谷不同季節(jié)逐時(shí)平均降水頻次峰值(左，填色，單位：次)及其出現(xiàn)時(shí)間(右，箭頭)的空間分布Fig.5 The distribution of the maximum value (left, the shaded, Unit: times) and its corresponding time (right, the arrow) of the mean hourly precipitation frequency in different seasons in the Yili River Valley during 2012-2019

伊犁河谷不同季節(jié)逐時(shí)平均降水頻次峰值的出現(xiàn)時(shí)間也存在區(qū)域差異，春季伊犁河谷西部和東部地區(qū)逐時(shí)平均降水頻次峰值出現(xiàn)在09：00—11：00，南部山區(qū)出現(xiàn)在20：00；夏季伊犁河谷西部地區(qū)逐時(shí)平均降水頻次峰值出現(xiàn)在01：00—04：00，南部山區(qū)均出現(xiàn)在20：00—22：00，東部地區(qū)3站的峰值出現(xiàn)時(shí)間差異較大；秋季伊犁河谷西部地區(qū)逐時(shí)平均降水頻次峰值的出現(xiàn)時(shí)間與春季類似，也出現(xiàn)在09：00—11：00，南部山區(qū)2站都出現(xiàn)在23：00，東部地區(qū)3站峰值出現(xiàn)時(shí)間的差異仍較大；冬季伊犁河谷西部和東部地區(qū)逐時(shí)平均降水頻次峰值出現(xiàn)在08：00—12：00，南部山區(qū)2站的峰值出現(xiàn)時(shí)間差異較大。

3.3 降水強(qiáng)度日變化

圖6為2012—2019年伊犁河谷不同季節(jié)逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值及其出現(xiàn)時(shí)間的空間分布?？梢钥闯觯杭静觳疾闋栒镜闹饡r(shí)平均降水強(qiáng)度峰值最大(2.02 mm·h-1)，伊寧站最小(0.37 mm·h-1)；夏季霍城站的逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值最大(2.88 mm·h-1)，昭蘇站最小(0.37 mm·h-1)；秋季霍爾果斯站的逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值最大(1.46 mm·h-1)，尼勒克站最小(0.97 mm·h-1)；冬季霍爾果斯站的逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值最大(0.67 mm·h-1)，昭蘇站最小(0.34 mm·h-1)。綜上可知，伊犁河谷各站的平均降水強(qiáng)度峰值的最大值均出現(xiàn)在夏季，最小值都出現(xiàn)在冬季。

伊犁河谷不同季節(jié)逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值的出現(xiàn)時(shí)間也存在差異。春季南部山區(qū)逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值的出現(xiàn)時(shí)間均為18：00，而西部和東部地區(qū)各站逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值出現(xiàn)時(shí)間差異較大；夏季伊犁河谷西部逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值的出現(xiàn)時(shí)間集中在20：00—21：00，東部和南部山區(qū)各站逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值的出現(xiàn)時(shí)間差異較大；秋季伊犁河谷東部逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值的出現(xiàn)時(shí)間集中在12：00—13：00，南部山區(qū)在12：00—16：00，西部各站逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值的出現(xiàn)時(shí)間差異較大；冬季伊犁河谷西部逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值的出現(xiàn)時(shí)間出現(xiàn)在05：00—11：00，東部出現(xiàn)在19：00—21：00，南部山區(qū)各站峰值的出現(xiàn)時(shí)間差異較大。

對(duì)比圖3、圖5和圖6可以看出，伊犁河谷春季、秋季和冬季大部分站點(diǎn)逐時(shí)平均降水量峰值的出現(xiàn)時(shí)間與逐時(shí)平均降水頻次峰值的出現(xiàn)時(shí)間較為一致，而夏季大部分站點(diǎn)逐時(shí)平均降水量峰值的出現(xiàn)時(shí)間則與逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值的出現(xiàn)時(shí)間較為一致，說(shuō)明伊犁河谷春季、秋季和冬季降水量與降水頻次的關(guān)系密切，即春、秋、冬季降水量多主要是由于降水頻次多；而夏季降水量則與降水強(qiáng)度的關(guān)系更為密切，降水量多主要由降水強(qiáng)度大造成。

圖6 2012—2019年伊犁河谷不同季節(jié)逐時(shí)平均降水強(qiáng)度峰值(左，填色，單位：mm·h-1)及其出現(xiàn)時(shí)間(右，箭頭)的空間分布Fig.6 The distribution of the maximum value (left, the shaded, Unit: mm·h-1) and its corresponding time (right, the arrow) of mean hourly precipitation intensity in different seasons in the Yili River Valley during 2012-2019

3.4 不同持續(xù)性降水事件日變化

圖7為2012—2019年伊犁河谷不同季節(jié)不同持續(xù)時(shí)間的累計(jì)降水頻次和累計(jì)降水量的占比?？梢钥闯觯掷m(xù)時(shí)間為1～6 h的短歷時(shí)降水事件在伊犁河谷四季的出現(xiàn)比例均最高，該類事件在四季中占各季總降水頻次的比例分別為春季81%、夏季89%、秋季76%、冬季70%；7～12 h的持續(xù)性降水事件在伊犁河谷四季的出現(xiàn)比例次之，該類事件在四季中占各季總降水頻次的比例分別為春季15%、夏季9%、秋季17%、冬季19%；12 h以上的長(zhǎng)持續(xù)性降水事件在伊犁河谷四季的出現(xiàn)比例均最少，該類事件在四季中占各季總降水頻次的比例分別為春季4%、夏季2%、秋季7%、冬季11%。綜上可知，伊犁河谷地區(qū)四季均以短歷時(shí)降水事件為主，長(zhǎng)持續(xù)性降水事件的出現(xiàn)頻次最少，短歷時(shí)降水事件在夏季的出現(xiàn)比例最高，長(zhǎng)持續(xù)性降水事件在冬季的出現(xiàn)比例最高。

圖7 2012—2019年伊犁河谷不同季節(jié)不同持續(xù)性降水事件累計(jì)降水頻次(a)及累計(jì)降水量(b)占比Fig.7 The percentage of accumulated precipitation frequency (a) and accumulated precipitation (b) for different duration precipitation in different seasons in the Yili River Valley during 2012-2019

伊犁河谷地區(qū)春季短歷時(shí)降水、持續(xù)性降水和長(zhǎng)持續(xù)性降水事件的降水量對(duì)春季總降水量的貢獻(xiàn)率分別為48%、33%和19%，夏季分別為60%、22%和18%，秋季分別為33%、36%和31%，冬季分別為31%、33%和36%。可見，伊犁河谷地區(qū)春季和夏季以短歷時(shí)降水事件和持續(xù)性降水事件為主，二者的降水量對(duì)春季和夏季總降水量的貢獻(xiàn)率均過(guò)80%；秋季和冬季3類降水事件降水量對(duì)季節(jié)內(nèi)總降水量的貢獻(xiàn)率大致相當(dāng)，基本上各占1/3。

綜上所述，短歷時(shí)降水事件在伊犁河谷地區(qū)四季中出現(xiàn)的比例最高，特別是夏季，該類事件的出現(xiàn)比例接近90%，且短歷時(shí)降水事件是夏季總降水量的最大貢獻(xiàn)者(60%)；秋季和冬季雖然仍以短歷時(shí)降水事件為主，其出現(xiàn)率分別為76%和70%，但該類降水事件對(duì)秋季和冬季總降水量的貢獻(xiàn)率僅為33%和31%，遠(yuǎn)低于夏季。此外，由于冬季以穩(wěn)定性降水為主，降水時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此冬季的短歷時(shí)降水事件出現(xiàn)率為四季中最低；而持續(xù)性降水事件和長(zhǎng)持續(xù)性降水事件出現(xiàn)率為四季中最高，二者是冬季總降水量的主要貢獻(xiàn)者，貢獻(xiàn)率接近70%。

中國(guó)中東部地區(qū)及新疆地區(qū)夏季降水日循環(huán)與降水持續(xù)性聯(lián)系緊密[8,23]。為弄清伊犁河谷四季降水日循環(huán)與降水持續(xù)性是否存在聯(lián)系，分析2012—2019年伊犁河谷四季不同持續(xù)時(shí)間的降水量在不同時(shí)刻的分布特征(圖8)?？梢钥闯觯杭究偨邓康闹饕暙I(xiàn)者是持續(xù)2～8 h的降水事件，其中持續(xù)4～5 h和7～8 h的降水事件對(duì)春季總降水量的貢獻(xiàn)最大，上述兩個(gè)降水事件的降水量大值區(qū)均出現(xiàn)在10：00—12：00，與春季累計(jì)降水量日變化的峰值區(qū)相對(duì)應(yīng)。持續(xù)時(shí)間小于6 h的降水事件是伊犁河谷夏季總降水量的主要貢獻(xiàn)者，其降水量大值區(qū)主要出現(xiàn)在18：00—24：00，也對(duì)應(yīng)夏季累計(jì)降水量日變化的峰值區(qū)。秋季持續(xù)時(shí)間在12 h以內(nèi)的降水事件對(duì)總降水量的貢獻(xiàn)較大，其中以持續(xù)4～5 h和8～9 h的降水事件對(duì)秋季總降水量的貢獻(xiàn)最大，二者降水量大值區(qū)分別出現(xiàn)在20：00—23：00和10：00—12：00，也分別與秋季累計(jì)降水量日變化中的兩個(gè)峰值區(qū)相對(duì)應(yīng)。冬季持續(xù)4～16 h降水事件的降水量占冬季總降水量的比重較大，其中持續(xù)6～8 h的降水事件對(duì)冬季總降水量的貢獻(xiàn)最大，其降水量大值時(shí)段出現(xiàn)在04：00—12：00，與冬季累計(jì)降水量日變化中的峰值區(qū)相對(duì)應(yīng)。

圖8 2012—2019年伊犁河谷春季(a)、夏季(b)、秋季(c)、冬季(d)不同持續(xù)時(shí)間降水量在不同時(shí)刻的分布(陰影，單位：mm)及不同持續(xù)時(shí)間累計(jì)降水量(實(shí)線)Fig.8 The distribution of precipitation with different durations at different times (the shaded, Unit: mm), and cumulative precipitation with different durations (the line) in spring (a), summer (b), autumn (c) and winter (d) in the Yili River Valley during 2012-2019

綜上所述，伊犁河谷四季降水的日循環(huán)與降水的持續(xù)性之間關(guān)系密切，春季、夏季和秋季的短歷時(shí)降水主要出現(xiàn)在20：00至次日02：00，持續(xù)性降水和長(zhǎng)持續(xù)性降水主要出現(xiàn)在06：00—12：00；冬季3類不同持續(xù)時(shí)間的降水事件主要集中出現(xiàn)在04：00—12：00。伊犁河谷四季不同持續(xù)時(shí)間降水事件對(duì)各季總降水量的貢獻(xiàn)都呈現(xiàn)隨降水持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)而下降的特征，春季、夏季和秋季的下降速率明顯大于冬季。

4 結(jié) 論

(1)伊犁河谷地區(qū)累計(jì)逐時(shí)降水量日變化在春季、夏季和冬季呈單峰型，秋季呈雙峰型。春季、秋季和冬季累計(jì)逐時(shí)降水量日變化的高值時(shí)段都出現(xiàn)在上午(10：00—12：00)，夏季則出現(xiàn)在前半夜(22：00)；四季累計(jì)逐時(shí)降水量日變化低值時(shí)段較統(tǒng)一，都出現(xiàn)在下午(15：00—19：00)。

(2)同一季節(jié)內(nèi)累計(jì)降水頻次的日變化特征與累計(jì)降水量類似；春季、秋季和冬季累計(jì)逐時(shí)降水頻次的高發(fā)時(shí)段在清晨至上午(08：00—13：00)，低發(fā)時(shí)段在下午至晚上(15：00—23：00)；夏季的高發(fā)時(shí)段在傍晚至清晨(20：00至次日07：00)，低發(fā)時(shí)段在中午至下午(12：00—17：00)。

(3)伊犁河谷地區(qū)四季中短歷時(shí)降水事件的出現(xiàn)比例最高，春季和夏季該類事件的出現(xiàn)比例分別為81%和90%，是春季和夏季總降水量的最大貢獻(xiàn)者；秋季和冬季雖然仍以短歷時(shí)降水事件為主，但其對(duì)季節(jié)內(nèi)總降水量的貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)低于春季和夏季，3類降水事件降水量對(duì)總降水量的貢獻(xiàn)率大致相當(dāng)，基本上各占1/3。

(4)伊犁河谷四季降水的日循環(huán)與降水的持續(xù)性之間存在密切關(guān)系，春季持續(xù)2～8 h的降水事件是降水量日變化峰值的主要貢獻(xiàn)者；夏季1～4 h的短持續(xù)性降水事件是降水量日變化峰值的主要貢獻(xiàn)者；秋季和冬季3類不同持續(xù)時(shí)間降水事件對(duì)降水量日變化峰值的貢獻(xiàn)大致相等。

新疆伊犁河谷地區(qū)降水日變化存在顯著的季節(jié)差異，環(huán)流系統(tǒng)的演變、季風(fēng)的影響、太陽(yáng)輻射的季節(jié)性變化、不同季節(jié)的盛行風(fēng)向和水汽供應(yīng)等都會(huì)對(duì)降水日變化造成影響[1]。新疆地處歐亞大陸腹地、遠(yuǎn)離海洋、地形地貌復(fù)雜，特殊的大氣環(huán)流和水汽條件，造成新疆與我國(guó)東部地區(qū)的降水特征存在顯著差異。本文僅對(duì)伊犁河谷四季降水日變化特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)其中的物理機(jī)制尚未觸及，今后將進(jìn)一步分析造成上述差異的原因，從而加深對(duì)西北干旱區(qū)不同類型降水物理機(jī)制的理解，為數(shù)值模式改進(jìn)提供參考。

DOI:10.1029/2006GL028129.

DOI:10.1029/2007GL030315.