北京市大興地區(qū)近5年強降水統(tǒng)計特征

趙晨 岳志忠 陳學玲 王子靜 孫巖 王璐

（北京市大興區(qū)氣象局，北京 102600）

北京市大興地區(qū)近5年強降水統(tǒng)計特征

趙晨 岳志忠 陳學玲 王子靜 孫巖 王璐

（北京市大興區(qū)氣象局，北京 102600）

選取2009—2013年4—10月北京市大興國家一般氣象站的61次中雨以上降雨過程，采用統(tǒng)計分析等方法，對降水的時空分布及雷達回波特征進行分析。統(tǒng)計結果表明：在明顯降雨時，多以陣性降雨或混合性降雨為主；61次降水過程中，過程降水量以中雨和大雨居多，大興站暴雨最大日降水量為185.4 mm，出現(xiàn)在2011年7月21日；1 h最大降水量為56.5mm，出現(xiàn)在2011年7月24日19:00—20:00；強降水主要出現(xiàn)在傍晚和夜間；雷達回波分析顯示，強降水的移動路徑主要為西南方向和西北方向。

強降水；實況分布；特征

北京市南部平原的大興區(qū)，是糧食產(chǎn)區(qū)、旅游農(nóng)業(yè)區(qū)，降水對當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)等活動有重大影響，尤其是短時強降水是當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面致災的主要因素。大興區(qū)夏季受副熱帶高壓西南暖濕氣流及高空槽影響，極易出現(xiàn)短時強降水及強對流天氣，并且影響大興地區(qū)的天氣系統(tǒng)路徑多變，主要有西南路徑、西北路徑、東南路徑等。面對氣象業(yè)務防災減災的需求，要求區(qū)氣象局的預報服務工作要進一步加強。做好天氣預報服務，尤其是做好短臨天氣預報，做到1～2 h的預報提前量，對大興區(qū)防災減災有重大意義。尺度小，突發(fā)性強、災害性大，預報難度大是短時強降水的特點。目前，大興區(qū)氣象臺主要通過當?shù)丶訌姳O(jiān)測天氣實況，在上級部門的指導下進行預報預警工作，因為大興地區(qū)降水路徑來源多變，做好預報預警工作有較高難度，并且對降水量級、落區(qū)很難把握。

目前，伴隨著多普勒雷達在天氣學中的應用與發(fā)展，國內(nèi)針對不同天氣系統(tǒng)對降水影響類的研究也很多，大多是針對不同地區(qū)的特有地形對降水分布的影響進行研究雷達產(chǎn)品本地化應用解釋［1］，或者是通過降水數(shù)據(jù)對數(shù)值預報、雷達等產(chǎn)品進行反算，對產(chǎn)品進行訂正，進一步對業(yè)務運行即天氣預報進行指導［2］。從所查的資料看，只有2013年5月張之賢［3］對此類型問題進行了分析，也著重分析了強降水天氣發(fā)生的環(huán)境條件，以及探空、雷達等產(chǎn)品的反算訂正。王令、康玉霞等［4］主要研究了北京地區(qū)不同的強對流天氣的雷達回波特征，得出了“冰雹、雷雨大風與暴雨的動力結構有著明顯的差異。地形的影響是顯著的。”的結論。

該文通過分析大興區(qū)2009—2013年強降水天氣的時空分布、雷達回波的移動路徑等特征，對當?shù)厝蘸蠖虤v時降水預報進行指導，為當?shù)貞獙娊邓姆罏臏p災工作提供幫助。

1 資料來源

研究所用資料包括2009—2013年大興國家一般氣象站觀測資料和雷達回波資料。利用大興國家一般氣象站2009—2013年4—10月的自動站觀測資料、雷達回波圖等資料對強降水天氣（日降水量在10.0 mm及以上）進行篩選和計算，篩選的結果制作成數(shù)據(jù)集，對強降水天氣的時空分布特征進行統(tǒng)計分析。

2 強降水天氣典型特征

2.1 降水性質(zhì)特征

根據(jù)2009—2013年大興站4—10月強降水天氣過程（日降水量在10.0 mm及以上）統(tǒng)計，共有61次降水過程，按照大興站實況天氣現(xiàn)象資料，將降水過程基本分為普通降水、陣性降水、混合型降水三類。該特征表明：在61次中雨以上降水過程中，穩(wěn)定性降水18次，占29.5%；陣性降水31次，占50.8%；混合型降水12次，占19.7%；2009—2013年間，陣性降水顯著偏高，說明當?shù)氐闹饕涤暌躁囆越涤昊蚧旌闲越涤隇橹鳌?/p>

2.2 降水量分布特征

2.2.1 降水量等級分布特征。61次降水過程，按照降水量級劃分，如圖1所示。圖1表明，降水量達到10.0～24.9 mm的中雨32次，占總數(shù)的52%；降水量達到25.0～49.9 mm的大雨20次，占總數(shù)的33%；降水量≥50.0 mm的暴雨9次，降水量達到100.0～199.0 mm的大暴雨2次。由圖1可以看出，2009—2013年，中雨量級幾乎每年出現(xiàn)，且2013年中雨量級出現(xiàn)次數(shù)較多，占全年降水次數(shù)的32%；2009、2010年降水基本上以中雨為主；2011、2012年出現(xiàn)大暴雨量級的降水。2009—2013年統(tǒng)計結果顯示，當?shù)爻霈F(xiàn)中雨量級的降水較頻繁，大暴雨量級的降水較少。

2.2.2 日降水量分布特征。2009—2013年4—10月，大興站中雨以上強降水日降水量及小時最大降水量特征表明，大興站最大日降水量為185.4 mm，出現(xiàn)在2012年7月21日；1 h最大降水量為56.5 mm，出現(xiàn)在2011年7月24日19:00—20:00。

圖1 2009—2013年不同降水強度（中雨、大雨、暴雨、大暴雨）的發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計圖

2.3 降水時間分布特征

2.3.1 月變化特征。2009—2013年4—10月，大興地區(qū)強降水天氣主要集中在6—9月，其中7月最多，達20次，約占33%。在每年6—9月受太平洋副熱帶高壓影響，華北地區(qū)進入汛期，降水相對偏多，雨量偏大。而大興隸屬華北區(qū)域，故降水主要集中在6—9月。

2.3.2 日變化特征。大興地區(qū)強降水主要出現(xiàn)在傍晚和夜間。其中，午后到夜間以陣性強降水為主，穩(wěn)定性降水的較強時段主要出現(xiàn)在凌晨；早晨到中午穩(wěn)定性降水出現(xiàn)概率很小，混合性降水和陣性降水在各個時段均有可能出現(xiàn)。

2.4 雷達回波移動路徑特征

經(jīng)雷達顯示工作站（PUP）回放61次強降水過程雷達反射率因子圖像，分析顯示，強降水的移動路徑主要為西南方向（70%）和西北方向（20%）；東南方向和本地熱對流生成較少，各為5%。

2.5 大興本站短時強降水過程統(tǒng)計

表1 2009—2013年大興短時強降水過程統(tǒng)計

表1為大興本站2009—2013年短時強降水過程出現(xiàn)時間及雷達路徑、降水性質(zhì)。從表1可以看出，降水性質(zhì)以陣性和混合降水為主，降水時間大部分出現(xiàn)在傍晚或者夜間，降雨系統(tǒng)移動路徑以西南向東北移動為主。

表2 2009—2013年大興短時強降水參數(shù)變化特征

2.6 大興短時強降水參數(shù)分析

表2為短時強降水時雷達數(shù)據(jù)資料，分析顯示，短時強降水出現(xiàn)時雷達反射率因子屏顯特征是帶狀、弓形回波、寬帶狀、片狀。大于40dBz強回波高度范圍是5～9 km，回波頂高出現(xiàn)的最大范圍是5～10 km，垂直累積液態(tài)水含量最大范圍為8～33 kg/m2。

3 結論

利用2009—2013年4—10月大興國家一般氣象站的自動站實況、雷達圖等資料，采用統(tǒng)計分析等方法，對大興區(qū)的強降水的時空分布及雷達回波特征進行了分析，結果如下。

①61次中雨以上降水過程中，穩(wěn)定性降水18次，陣性降水31次，混合型降水12次。可見，陣性降水占50.8%，陣性及混合性降水占70.5%。說明在明顯降雨時，多以陣性降雨或混合性降雨為主。

②61次降水過程中，降水量10.0～24.9 mm的中雨32次，占總數(shù)的52%；降水量25.0～49.9 mm的大雨20次，占總數(shù)的33%；降水量≥50.0 mm的暴雨9次，降水量100.0～199.0 mm的大暴雨2次。5 a間，大興站暴雨最大日降水量為185.4 mm，出現(xiàn)在2011年7月21日。1 h最大降水量為56.5 mm，出現(xiàn)在2011年7月24日19:00—20:00。

③強降水主要出現(xiàn)在傍晚和夜間。其中，午后到夜間以陣性強降水為主，穩(wěn)定性降水的較強時段主要出現(xiàn)在凌晨。

④雷達回波分析顯示，強降水的移動路徑主要為西南方向（70%）和西北方向（20%）；東南方向和本地熱對流生成較少，各為5%。

⑤根據(jù)在出現(xiàn)短時強降水時雷達數(shù)據(jù)資料提煉，分析得出：短時強降水出現(xiàn)時雷達反射率因子屏顯特征是帶狀、弓形回波、寬帶狀、片狀。大于40dBz強回波高度范圍是5～9 km，回波頂高出現(xiàn)的最大范圍是5～10 km，垂直累積液態(tài)水含量最大范圍為8～33 kg/m2。

［1］莊薇.青藏高原復雜地形雷達估測降水關鍵方法研究［D］.南京：南京信息工程大學，2013：15.

［2］江源.天氣雷達觀測資料質(zhì)量控制方法研究及其應用［D］.南京：南京信息工程大學，2013：38.

［3］張之賢.隴東南地區(qū)短時強降水時空分布特征及短時臨濟預報技術研究［D］.蘭州：蘭州大學，2013：24.

［4］王令，康玉霞，焦熱光，等.北京地區(qū)強對流天氣雷達回波特征［J］.氣象，2004（7）：31-36.

S161.6

A

1674-7909（2016）21-88-3