2012~2021年宜昌市強(qiáng)降水時(shí)空分布特征

摘要：

為深入認(rèn)識宜昌市強(qiáng)降水時(shí)空分布特征，基于2012～2021年宜昌市358站逐小時(shí)降水資料，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析該地區(qū)1，3，24 h這3類強(qiáng)降水時(shí)空分布和降水極值空間分布特征。結(jié)果表明：① 宜昌市7個(gè)暴雨中心出現(xiàn)在平原向丘陵、山區(qū)過渡的迎風(fēng)坡地帶和沿江/河一帶，24 h長時(shí)累計(jì)暴雨南多北少，集中在長江以南，而長江以北地區(qū)3 h短時(shí)暴雨特征明顯。② 20 mm/h和30 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水頻次分別為3.8次/a和1.3次/a，3 h短時(shí)暴雨、24 h長時(shí)累計(jì)暴雨頻次分別為1.0次/a和4.9次/a。小時(shí)強(qiáng)降水和3 h短時(shí)暴雨以2016、2018年和2020年最多，24 h長時(shí)累計(jì)暴雨以2020年和2016年發(fā)生最為頻繁。③ 3類強(qiáng)降水頻次月變化呈單峰型，主汛期6～8月為強(qiáng)降水高發(fā)期；小時(shí)強(qiáng)降水頻次日變化呈雙峰型，高頻次小時(shí)強(qiáng)降水集中在13：00至凌晨04：00，峰值時(shí)段為17：00～19：00和23：00～24：00。④ 宜昌市3類降水極值空間分布差異較大，1 h降水量極值和3 h降水量極值中東部高于西部，24 h降水量極值中南部高于北部，其高值區(qū)主要出現(xiàn)在夷陵區(qū)小溪塔街道和樂天溪鎮(zhèn)、遠(yuǎn)安縣舊縣鎮(zhèn)、當(dāng)陽市河溶鎮(zhèn)、宜都市高壩洲鎮(zhèn)和聶家河鎮(zhèn)、五峰縣灣潭鎮(zhèn)等地;宜昌市1，3，24 h最大降水量分別為158.8，211.9，363.6 mm。研究成果可為宜昌市強(qiáng)降水預(yù)報(bào)預(yù)警提供參考。

關(guān)" 鍵" 詞：

強(qiáng)降水； 時(shí)空分布； 峰值時(shí)段； 降水極值； 宜昌市

中圖法分類號： P426.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.07.011

收稿日期：

2024-01-18；接受日期：

2024-04-16

基金項(xiàng)目：

湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2023AFD106）；宜昌市氣象局自立課題重點(diǎn)項(xiàng)目（YC202101，YCZD202201）

作者簡介：

劉" 俊，女，工程師，碩士，主要從事災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)研究。E-mail：931601112@qq.com

通信作者：

葉" 丹，女，工程師，碩士，主要從事極端降水演變特征與機(jī)理研究。E-mail：281433498@qq.com

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章編號：1001-4179（2024） 07-0079-09

引用本文：

劉俊，夏羽，雷東洋，等.

2012～2021年宜昌市強(qiáng)降水時(shí)空分布特征

［J］.人民長江，2024，55（7）：79-87.

0" 引 言

在全球氣候變暖背景下，極端降水事件愈發(fā)頻繁、強(qiáng)烈和持久［1-2］。強(qiáng)降水常引起滑坡、山洪、泥石流、中小河流洪水等次生災(zāi)害，導(dǎo)致自然風(fēng)險(xiǎn)增加，嚴(yán)重影響社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，成為全球備受關(guān)注和影響最大的災(zāi)害之一［3-4］。大量研究表明，降水受地形、水系等諸多因素影響，具有顯著的區(qū)域和季節(jié)特征［5-7］。因此，研究強(qiáng)降水時(shí)空分布，對致災(zāi)性強(qiáng)降水的預(yù)報(bào)和防災(zāi)減災(zāi)至關(guān)重要。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者針對強(qiáng)降水時(shí)空特征及成因做了大量探索性研究。翟盤茂［3，8］、劉小寧［9］等研究中國極端降水發(fā)現(xiàn)全國降水總量變化不明顯，但降水強(qiáng)度增強(qiáng)，暴雨日數(shù)明顯增加；強(qiáng)降水時(shí)空分布復(fù)雜，夏季旱澇頻發(fā)，長江流域主汛期暴雨階段性分布明顯，各階段強(qiáng)雨區(qū)重疊度高，南方地區(qū)洪澇嚴(yán)重且持續(xù)時(shí)間長［10-13］。趙玉春等［14］研究指出降水空間差異的形成不僅與大氣物理過程有關(guān)，還與地理環(huán)境等因素密切相關(guān)。地形與降水關(guān)系密切，同樣天氣氣候背景下，迎風(fēng)坡由于動力強(qiáng)迫抬升、局地輻合及降水物理作用，降水強(qiáng)度較其他地區(qū)偏大［15］；Smith［16］也指出中小尺度地形通常對強(qiáng)降水中心及落區(qū)有著顯著影響。

宜昌市位于湖北省西南部，地處長江上游與中游的結(jié)合部、鄂西武陵山脈和秦巴山脈向江漢平原的過渡地帶，是三峽大壩、葛洲壩等國家重要戰(zhàn)略設(shè)施所在地。受其復(fù)雜地形影響，宜昌市強(qiáng)降水頻發(fā)，影響著三峽水利水電工程的安全運(yùn)行和調(diào)度，研究其強(qiáng)降水時(shí)空分布尤其重要。

目前，相關(guān)研究者針對宜昌市和周邊市縣及特殊地形帶的強(qiáng)降水時(shí)空分布特征開展了相應(yīng)研究，取得初步成效。張子瑩等［17］研究了2008～2017年汛期鄂西南地區(qū)暴雨過程短時(shí)強(qiáng)降水特征，得出高頻短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)在宜昌市喇叭口地勢與峽谷地勢出口處。李銀娥等［18-19］研究2008～2017年鄂西南區(qū)域極端降水特征及成因，發(fā)現(xiàn)三峽河谷地帶是短時(shí)強(qiáng)降水高發(fā)區(qū)。馬秀梅等［20］研究得到三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警日雨量閾值在90～110 mm之間。成丹等［21］基于1956～2013年逐分鐘降雨資料分析了宜昌市區(qū)暴雨雨型的演變特征，并推求出宜昌市區(qū)歷時(shí)6，12，24 h的設(shè)計(jì)暴雨雨型均為典型的單峰型。范元月等［22］研究了2016年鄂西復(fù)雜地形下極端短時(shí)強(qiáng)降水的成因，得到宜昌市極端短時(shí)強(qiáng)降水分布特征及地形在極端短時(shí)強(qiáng)降水事件中的作用。

以上研究初步揭示了鄂西南及三峽庫區(qū)周邊特殊地形帶的強(qiáng)降水特征及成因，但多以短時(shí)強(qiáng)降水為主，針對長時(shí)效累計(jì)強(qiáng)降水的研究較少，且當(dāng)前業(yè)務(wù)對最新時(shí)序的宜昌市各類強(qiáng)降水時(shí)空特征分析有迫切需求。因此，本文利用2012～2021年宜昌市358站逐小時(shí)降水資料深入分析分類強(qiáng)降水時(shí)空分布特征，以期為宜昌市強(qiáng)降水預(yù)報(bào)提供一定參考。

1" 研究區(qū)域概況

宜昌市為湖北省域副中心城市，位于29°56′N～31°34′N，110°15′E～112°04′E，現(xiàn)轄5區(qū)3市5縣和1個(gè)國家級高新區(qū)，國土面積2.1萬km2。轄區(qū)內(nèi)山區(qū)、丘陵、平原并存，高低相差懸殊，地勢自西向東逐級下降。境內(nèi)河流均屬長江流域，以長江干流為主脈，河流多、密度大、水量豐富。流域面積1 000 km2以上的河流有6條（長江、清江、沮漳河、香溪河、黃柏河、漁洋河）（圖1）。宜昌市屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，雨量豐沛，日照充足，四季分明，雨熱同季，無霜期長，立體氣候特色明顯。

2" 資料與方法

2.1" 資料來源

本文所用資料為2012～2021年宜昌市15個(gè)國家氣象站、343個(gè)區(qū)域氣象站，共計(jì)358個(gè)加密自動氣象站點(diǎn)的逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)。資料來源于宜昌市氣象信息與技術(shù)保障中心，各氣象站降水?dāng)?shù)據(jù)經(jīng)過詳細(xì)整編、嚴(yán)格篩選，具備良好的代表性和可靠性。

2.2" 強(qiáng)降水定義

結(jié)合宜昌市強(qiáng)降水氣象服務(wù)、預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)［23-24］及致災(zāi)性，本文定義以下3類強(qiáng)降水：

（1） 小時(shí)強(qiáng)降水，指1 h降水量超過20 mm（短時(shí)強(qiáng)降水標(biāo)準(zhǔn)）、30 mm（本地暴雨氣象服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)），包含小時(shí)極端降水1 h降水量超過80 mm；

（2） 短時(shí)暴雨，指3 h降水量超過50 mm，包含短時(shí)大暴雨3 h降水量超過100 mm；

（3） 長時(shí)累計(jì)暴雨，指24 h降水量超過50 mm，包含長時(shí)累計(jì)大暴雨24 h降水量超過100 mm。

2.3" 方法說明

本文參考李銀娥［19］、方德賢［25］等研究，當(dāng)1，3，24 h 降水量符合上述3類強(qiáng)降水定義時(shí)，記為發(fā)生該類強(qiáng)降水事件一次，并引入強(qiáng)降水頻次、降水量極值和最大降水量，分析宜昌市強(qiáng)降水時(shí)空分布及降水極值空間分布特征。

強(qiáng)降水頻次為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)降水事件的次數(shù)，降水量極值為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)降水量的最大值，最大降水量則指各站降水量極值中的最大值。統(tǒng)計(jì)強(qiáng)降水頻次時(shí)，逐小時(shí)滾動判斷是否滿足強(qiáng)降水定義。當(dāng)記錄一次強(qiáng)降水事件時(shí)，自動跳至下一個(gè)3 h或24 h判斷，避免重復(fù)。

統(tǒng)計(jì)3類強(qiáng)降水時(shí)均進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即強(qiáng)降水空間分布為各站強(qiáng)降水頻次除以有效年，強(qiáng)降水時(shí)間分布（除了小時(shí)極端降水）為所有站點(diǎn)強(qiáng)降水頻次總和除以有效站數(shù)，有效年和有效站數(shù)均指實(shí)際參與統(tǒng)計(jì)的年份和站點(diǎn)數(shù)。

3" 強(qiáng)降水時(shí)空分布特征

3.1" 小時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布

3.1.1" 小時(shí)強(qiáng)降水頻次空間分布

宜昌市20 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水多集中在平原向丘陵、山區(qū)過渡的迎風(fēng)坡地帶和沿江/河一帶，6個(gè)強(qiáng)降水中心分別位于沮河河谷附近，黃柏河匯入長江段，三峽壩區(qū)及周邊，長陽東北部，五峰、宜都和長陽三縣交界和五峰西南部（圖2）。宜昌市20 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水平均頻次為3.8次/a，其中年均7次以上的站點(diǎn)依次為：五峰漁洋關(guān)鎮(zhèn)南河（8.6次/a）、遠(yuǎn)安花林寺鎮(zhèn)龍鳳（7.5次/a）、五峰仁和坪鎮(zhèn)大栗樹（7.3次/a）、五峰灣潭鎮(zhèn)鎖金山（7.2次/a）、五峰漁洋關(guān)鎮(zhèn)石柱山（7.1次/a）、遠(yuǎn)安花林寺鎮(zhèn)太平（7.0次/a）。

宜昌市30 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水分布與20 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水分布大體一致，頻次大值范圍沿長江為界南縮北擴(kuò)，沿江及江南強(qiáng)降水范圍更集中。強(qiáng)降水中心數(shù)目不變（6個(gè)），其中20 mm/h的2個(gè)強(qiáng)中心三峽壩區(qū)及周邊和五峰西南部削弱，五峰、宜都和長陽三縣交界的1個(gè)強(qiáng)中心縮裂為3個(gè)。宜昌市30 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水平均頻次為1.3次/a，其中年均超過3次的站點(diǎn)分別為：遠(yuǎn)安花林寺鎮(zhèn)龍鳳（3.7次/a）、長陽磨市鎮(zhèn)馬鞍山村（3.3次/a）、宜都王家畈鎮(zhèn)龍?zhí)逗樱?.2次/a）。

宜昌市12%站點(diǎn)（42個(gè)）出現(xiàn)過80 mm/h以上的小時(shí)極端降水，年均0.2次以上極端強(qiáng)降水發(fā)生在丘陵或平原，5個(gè)高發(fā)地分別為宜都聶家河、猇亭區(qū)、夷陵樂天溪、當(dāng)陽廟前和遠(yuǎn)安花林寺，其中宜都聶家河80 mm/h以上的小時(shí)極端降水頻次達(dá)0.4次/a（鳳凰池），為宜昌市最高。

3.1.2" 小時(shí)強(qiáng)降水頻次時(shí)間分布

宜昌市20 mm/h以上和30 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水頻次的年變化趨勢基本一致，數(shù)值略有差異（圖3）。自2016年開始小時(shí)強(qiáng)降水頻次呈增減交替變化，且增減幅度逐漸縮小，整體維持較高頻次，2016、2018年和2020年小時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生最為頻繁，3 a累計(jì)頻次占近10 a總頻次的2/5。近年來宜昌市80 mm/h以上的小時(shí)極端降水頻次增多，以2016年和2018年最為明顯，其中2018年最高共出現(xiàn)13次。

宜昌市20，30，80 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水頻次的月變化呈單峰型（圖4）。小時(shí)強(qiáng)降水集中出現(xiàn)在4～9月，其20，30，80 mm/h強(qiáng)降水頻次均占全年總頻次98%以上；尤其主汛期6～8月為小時(shí)強(qiáng)降水的高發(fā)期，分別占全年總頻次的78%，82%和85%。最大頻次均出現(xiàn)在7月，對應(yīng)梅雨期向盛夏期轉(zhuǎn)換階段，宜昌市位于西太平洋副熱帶高壓邊緣，水汽及能量充沛，易出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣；次大值均出現(xiàn)在8月，對應(yīng)盛夏季節(jié)午后強(qiáng)對流高發(fā)期。此外，還可以看出80 mm/h以上的小時(shí)極端降水4月出現(xiàn)頻次相對較高。

如圖5所示，宜昌市20 mm/h以上和30 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水頻次日變化均呈雙峰型，峰值時(shí)段較為一致，兩個(gè)峰值時(shí)段出現(xiàn)在17∶00～19∶00和23∶00～24∶00，為傍晚至夜間西南氣流加強(qiáng)時(shí)段；高頻次小時(shí)強(qiáng)降水集中在午后13∶00至凌晨04∶00之間，出現(xiàn)次數(shù)占全天3/4以上，可能與宜昌市午后開始的熱對流和夜間西南氣流加強(qiáng)有關(guān)［26-28］。80 mm/h以上小時(shí)極端降水日變化規(guī)律不明顯，其峰值時(shí)間超前于20 mm/h以上、30 mm/h以上短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)時(shí)間，峰值出現(xiàn)在14∶00～15∶00，該時(shí)段宜昌市共發(fā)生8次，次大值出現(xiàn)在21∶00～22∶00（7次）。

3.2" 短時(shí)暴雨時(shí)空分布

3.2.1" 短時(shí)暴雨頻次空間分布

宜昌市50 mm/3 h以上短時(shí)暴雨與30 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水分布類似，但五峰縣西南部的短時(shí)暴雨特征較小時(shí)強(qiáng)降水更為明顯。此外，長江-清江匯流附近的暴雨中心較為明顯。宜昌市短時(shí)暴雨平均頻次為1.0次/a，其中年均超過2次的站點(diǎn)共23站，排名前5的依次為遠(yuǎn)安縣花林寺鎮(zhèn)龍鳳（2.7次/a），宜都市聶家河鎮(zhèn)鳳凰池（2.6次/a），五峰縣灣潭鎮(zhèn)茶園（2.4次/a）、長陽縣磨市鎮(zhèn)蘆溪村（2.4次/a）、龍舟坪鎮(zhèn)天齊（2.4次/a）。

宜昌市100 mm/3 h以上短時(shí)大暴雨分布局地性強(qiáng)，集中在宜昌市城區(qū)沿江一帶和東部平原，4個(gè)高發(fā)區(qū)位于遠(yuǎn)安縣城區(qū)、當(dāng)陽市城區(qū)、點(diǎn)軍區(qū)-西陵區(qū)交界帶、猇亭區(qū)西部至宜都中部一帶，平均每2～3 a出現(xiàn)一次短時(shí)大暴雨（圖6）。

3.2.2" 短時(shí)暴雨頻次時(shí)間分布

宜昌市50 mm/3 h以上短時(shí)暴雨和100 mm/3 h以上短時(shí)大暴雨頻次年變化趨勢一致，整體呈逐年交替增減變化（奇減偶增）（圖7）。50 mm/3 h以上短時(shí)暴雨高發(fā)年出現(xiàn)在2020、2018年和2016年，年均超過1.4次/站；100 mm/3 h以上短時(shí)大暴雨以2018年最為頻繁，為其他年份出現(xiàn)頻次的兩倍以上，占總頻次的2/5。

宜昌市50 mm/3 h以上、100 mm/3 h以上4～10月短時(shí)暴雨和大暴雨頻次的月變化均呈單峰型，集中出現(xiàn)在主汛期6～8月，最大值出現(xiàn)在7月，次大值出現(xiàn)在8月。值得注意，汛期開始前，4月100 mm/3 h以上短時(shí)大暴雨出現(xiàn)頻次也較高（圖8）。

3.3" 長時(shí)累計(jì)暴雨時(shí)空分布

3.3.1" 長時(shí)累計(jì)暴雨頻次空間分布

宜昌市50 mm/24 h以上長時(shí)效累計(jì)暴雨分布呈現(xiàn)南多北少特征，多發(fā)生在長江以南地區(qū)。3個(gè)暴雨中心分別位于長陽市東北部，五峰、宜都和長陽三縣交界以及五峰縣西南部。此外，沮河附近遠(yuǎn)安花林寺鎮(zhèn)長時(shí)效累計(jì)暴雨發(fā)生頻次也較高。宜昌市長時(shí)累計(jì)暴雨平均頻次為4.9次/a，其中年均超過10次的6個(gè)站點(diǎn)依次為：五峰灣潭鎮(zhèn)黑桃埡（11.0次/a），長陽龍舟坪鎮(zhèn)天柱山（10.9次/a），五峰漁洋關(guān)鎮(zhèn)南河（10.8次/a），五峰鎮(zhèn)板倉坪（10.4次/a），長陽龍舟坪鎮(zhèn)天齊（10.2次/a），磨市鎮(zhèn)馬鞍山村（10.0次/a）。

宜昌市100 mm/24 h以上長時(shí)效累計(jì)大暴雨與暴雨分布基本一致，五峰、宜都和長陽三縣交界大暴雨帶有所縮小并斷裂，而五峰縣西南部的大暴雨中心更為突出，這可能跟五峰縣西南部高海拔地形有關(guān)［18，27-29］。大暴雨頻次排名宜昌市前三的茶園、鎖金山、龔家坪站均在五峰縣西南部灣潭鎮(zhèn)境內(nèi)，其年均大暴雨頻次均超過2次（圖9）。

3.3.2" 長時(shí)累計(jì)暴雨頻次時(shí)間分布

宜昌市50 mm/24 h和100 mm/24 h以上長時(shí)效累計(jì)暴雨和大暴雨的頻次逐年起伏均較大，其年變化特征均不明顯。長時(shí)效累計(jì)暴雨和大暴雨高頻出現(xiàn)在2020年和2016年，其次2017年累計(jì)暴雨頻次較多，2013年累計(jì)大暴雨頻次較多（圖10）。

宜昌市50 mm/24 h、100 mm/24 h以上4～10月長時(shí)效累計(jì)暴雨和大暴雨頻次月變化均呈單峰型，集中出現(xiàn)在主汛期6～8月，最大值和次大值出現(xiàn)在6～7月，其中大暴雨頻次峰值出現(xiàn)在6月，暴雨頻次峰值出現(xiàn)在7月（圖11）。此外，8月長時(shí)效累計(jì)暴雨和大暴雨頻次較6～7月少，與短時(shí)暴雨和大暴雨有所差異，這與短時(shí)暴雨和大暴雨以盛夏期對流性降水為主，而長時(shí)效累計(jì)暴雨和大暴雨發(fā)生在梅雨期系統(tǒng)性降水較吻合。

3.4" 暴雨中心分布

基于上述研究結(jié)果，通過歸納整理2012～2021年宜昌市短時(shí)暴雨（50 mm/3 h）和長時(shí)累計(jì)暴雨（50 mm/24 h）分布特征，可以發(fā)現(xiàn)宜昌市強(qiáng)降水集中出現(xiàn)在平原向丘陵、山區(qū)過渡的迎風(fēng)坡地帶和沿江/河一帶，存在7個(gè)暴雨中心（圖12）。長江以南以長時(shí)累計(jì)暴雨為主，沿長江以北短時(shí)暴雨特征明顯。

疊加宜昌市暴雨頻次和鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布如圖13所示，5個(gè)主要暴雨中心位于：

（1） 沮河河谷附近。遠(yuǎn)安縣花林寺-鳴鳳-舊縣，當(dāng)陽市玉泉-廟前-王店，夷陵區(qū)分鄉(xiāng)-龍泉。

（2） 黃柏河匯入長江段。夷陵區(qū)小溪塔-黃花南部-樂天溪東部，宜昌市主城區(qū)北部（點(diǎn)軍區(qū)中東部-西陵區(qū)-伍家崗區(qū)）。

（3） 清江流域干流北側(cè)（長陽東北部）。長陽縣賀家坪-高家堰-龍舟坪-鴨子口。

（4） 漁洋河-清江支流附近（三縣交界）。五峰縣仁和坪-漁洋關(guān)-長樂坪東部，宜都市王畈-聶家河-潘家灣-五眼泉，長陽縣大堰-磨市-都鎮(zhèn)灣。

（5） 五峰縣西南部。五峰縣灣潭-采花-五峰。

2個(gè)次暴雨中心位于：

（1） 三峽壩區(qū)及周邊。秭歸縣茅坪鎮(zhèn)，夷陵區(qū)三斗坪-太平溪-樂天溪西部-鄧村。

（2） 長江-清江匯流附近。猇亭區(qū)-白洋，枝江市安福寺，宜都市紅花套。

4" 降水極值空間分布特征

4.1" 1 h降水極值空間分布

圖14為宜昌市1 h降水量極值空間分布圖。1 h降水量極值在26.7～158.8 mm之間，平均值為60.9 mm，各站極值差異較大，尤其是最大值與平均值之間離散度較大，1/2站點(diǎn)（上、下四分位之間）的小時(shí)降水量極值集中在50.4～68.5 mm，中位數(shù)為59.2 mm。其空間分布整體上中東部大于西部，80 mm以上極端小時(shí)降水大值區(qū)主要出現(xiàn)在夷陵小溪塔西部-西陵點(diǎn)軍北部-夷陵霧渡河南部一帶，其中夷陵區(qū)小溪塔龍泉山村為宜昌市小時(shí)最大降水量158.8 mm發(fā)生地（2016年7月7日23：00至8日00：00）；5個(gè)次大值區(qū)分布較分散，分別出現(xiàn)在遠(yuǎn)安-當(dāng)陽交界帶、點(diǎn)軍-

宜都-猇亭區(qū)交界帶、宜都中部五眼泉-聶家河、東南部枝城-松木坪、長陽東北部高家堰及周邊；小值區(qū)（20～50 mm）主要分布在西部海拔較高的地區(qū)。

4.2" 3 h降水極值空間分布

圖15為宜昌市3 h降水量極值空間分布圖。3 h降水量極值在40.2～211.9 mm之間，平均值為97.4 mm，各站極值差異較大，最大值與平均值之間離散度較大，1/2站點(diǎn)的3 h降水量極值集中在76.1～110.6 mm，中位數(shù)為93.2 mm。3 h降水量極值空間分布與1 h降水極值分布較一致，呈現(xiàn)中東部大于西部的特征，降水量150 mm以上的區(qū)域主要集中在宜昌城區(qū)與夷陵區(qū)交界附近（西陵點(diǎn)軍北部-夷陵小溪塔、樂天溪一帶），其中宜昌市3 h最大降水量211.9 mm同樣出現(xiàn)在龍泉山村（2016年7月7日22∶00至8日01∶00）；此外，宜都中東部地區(qū)、當(dāng)陽西北部與遠(yuǎn)安交界至當(dāng)陽東部河溶一線也為3 h降水量極值高值區(qū)；小值區(qū)（40～75 mm）同樣主要出現(xiàn)在西部海拔較高的地區(qū)。較1 h降水量極值相比，五峰西南部3 h降水極值特征更明顯。

4.3" 24 h降水極值空間分布

圖16為宜昌市24 h降水量極值空間分布圖。24 h降水量極值在67.1～363.6 mm之間，平均值為169.4 mm，各站極值差異明顯，最大值與平均值之間離散度較大，1/2站點(diǎn)的24 h降水量極值集中在135.9～195.5 mm，中位數(shù)為159.6 mm。其空間分布呈現(xiàn)為中南部大于北部的特征，降水量255 mm以上的區(qū)域主要集中在宜都北部（紅花套-姚家店一線）、當(dāng)陽東部（河溶及周邊）和五峰西南部（灣潭及周邊），宜昌市24 h最大降水量363.6 mm發(fā)生在當(dāng)陽河溶（2018年7月4日05∶00至5日05∶00）。4個(gè)次大值區(qū)分別出現(xiàn)在遠(yuǎn)安-當(dāng)陽交界帶、宜昌城區(qū)與夷陵區(qū)交界附近、五峰西南部至長陽西南部高海拔地區(qū)、五峰漁洋關(guān)至長陽都鎮(zhèn)灣一線。與1 h和3 h的短時(shí)降水極值相比，24 h長時(shí)累計(jì)降水極值的中心整體南移，以五峰西南部高海拔地區(qū)最為突出。

5" 結(jié) 論

本文基于2012～2021年宜昌市358個(gè)自動氣象站逐小時(shí)降水資料，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析了宜昌市1，3，24 h三類強(qiáng)降水時(shí)空分布和降水極值分布特征，得到以下結(jié)論：

（1） 宜昌市強(qiáng)降水集中出現(xiàn)在平原向丘陵、山區(qū)過渡的迎風(fēng)坡地帶和沿江/河一帶，存在7個(gè)暴雨中心。5個(gè)主要暴雨中心分別位于沮河河谷附近、黃柏河匯入長江段、清江流域干流北側(cè)、漁洋河-清江支流附近和五峰西南部；2個(gè)次中心分別位于三峽壩區(qū)及周邊和長江-清江匯流附近。

（2） 宜昌市20 mm/h和30 mm/h以上小時(shí)強(qiáng)降水頻次分別為3.8次/a和1.3次/a；80 mm/h以上小時(shí)極端降水多發(fā)生在平原或丘陵。短時(shí)暴雨、長時(shí)累計(jì)暴雨頻次分別為1.0次/a和4.9次/a。長時(shí)累計(jì)暴雨分布呈南多北少，集中在長江以南，而長江以北地區(qū)短時(shí)暴雨特征明顯。短時(shí)大暴雨局地性強(qiáng)，長時(shí)累計(jì)大暴雨在五峰西南部尤為突出。

（3） 宜昌市小時(shí)強(qiáng)降水和短時(shí)暴雨2016、2018年和2020年發(fā)生最為頻繁，長時(shí)累計(jì)暴雨高頻出現(xiàn)在2020年和2016年，80 mm/h以上小時(shí)極端降水多發(fā)于2018年。3類強(qiáng)降水頻次月變化呈單峰型，主汛期6～8月為強(qiáng)降水高發(fā)期，短時(shí)暴雨以7～8月最高，長時(shí)累計(jì)暴雨以6～7月最高。小時(shí)強(qiáng)降水頻次日變化呈雙峰型，高頻次小時(shí)強(qiáng)降水集中在午后13∶00至凌晨04∶00，兩個(gè)峰值出現(xiàn)在17∶00～19∶00和23∶00～24∶00。

（4） 宜昌市降水極值空間分布差異較大，1 h和3 h 降水量極值中東部高于西部，24 h降水量極值中南部高于北部，其高值區(qū)主要出現(xiàn)在夷陵小溪塔街道和樂天溪鎮(zhèn)、遠(yuǎn)安舊縣鎮(zhèn)、當(dāng)陽河溶鎮(zhèn)、宜都高壩洲鎮(zhèn)和聶家河鎮(zhèn)、五峰灣潭鎮(zhèn)等地；1，3，24 h最大降水量分別為158.8，211.9，363.6 mm。

本文研究成果可為宜昌市分類強(qiáng)降水預(yù)報(bào)提供一定參考，還可在暴雨預(yù)警服務(wù)中結(jié)合短時(shí)暴雨和長時(shí)累計(jì)暴雨特征提前決策發(fā)布高、低級別暴雨預(yù)警信號。近2 a宜昌市新建設(shè)一批氣象站點(diǎn)和地基遙感垂直觀測設(shè)備，下一步可積累長時(shí)序的多源觀測新資料深入分析并完善宜昌市分類強(qiáng)降水特征，并應(yīng)用于預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)中，不斷提升暴雨預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)水平。

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（編輯：謝玲嫻）

Spatial and temporal distribution of heavy precipitation in Yichang City from 2012 to 2021

LIU Jun1，3，XIA Yu2，LEI Dongyang1，3，YE Dan1，3，MEI Xuebin1，3，PENG Fuqiang1，3

（1.Yichang Meteorological Administration，Yichang 443000，China；" 2.Wuhan Central Meteorological Observatory，Wuhan 430074，China；" 3.Three Gorges National Climatological Observatory，Yichang 443000，China）

Abstract：

To further understand the characteristics of the heavy precipitation in Yichang City，the spatio-temporal distribution of the three types of heavy precipitation，namely 1 h，3 h，and 24 h，and the precipitation extremes were analyzed by using mathematical statistics based on hourly precipitation data of 358 meteorological stations in Yichang City from 2012 to 2021.The results showed that： ① The seven rainstorm centers in Yichang City usually appeared in the windward slope zone where the plain transits to hills or mountains，and the area along the river.The 24-hour long-duration accumulated rainstorm in the south was more than that in the north，and it was concentrated in the south of the Changjiang River.The 3 h short-duration rainstorm was obvious in the north of the Changjiang River.② The frequency of hourly heavy precipitation above 20 mm/h and 30 mm/h was 3.8 times and 1.3 times per year，respectively.The frequency of 3 h short-duration rainstorms and 24 h long-duration accumulated rainstorms was 1.0 times and 4.9 times per year，respectively.The years of the most frequent hourly heavy precipitation and 3 h short-duration rainstorms were 2016，2018，and 2020.The years of the most frequent 24 h long-duration accumulated rainstorms were 2020 and 2016.③ The monthly variation of three types of heavy precipitation showed an unimodal pattern，with the main flood season from June to August being the peak period for heavy precipitation.The diurnal variation of hourly heavy precipitation showed a bimodal pattern，with the high-frequency hourly heavy precipitation concentrated from 13：00 to 04：00，and peak periods from 17：00 to 19：00 and 23：00 to 24：00.④ The spatial distribution of three types of heavy precipitation extremes in Yichang City varied greatly，with 1 h precipitation extremes and 3 h precipitation extremes were higher in the center-east than that in the west，and 24 h precipitation extremes in the center-south were higher than that in the north.Areas with high precipitation extremes mainly appeared in Xiaoxita Street and Letianxi Town in Yiling County，Jiuxian Town in Yuanan County，Herong Town in Dangyang City，Gaobazhou Town and Niejiahe Town in Yidu City，and Wantan Town in Wufeng County.The maximum precipitation in Yichang City for 1 h，3 h，and 24 h were 158.8，211.9，and 363.6 mm，respectively.These results can provide references for the classified heavy precipitation forecasting and warning in Yichang City.

Key words：

heavy precipitation； spatio-temporal distribution； peak periods； precipitation extremes； Yichang City