阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水時空特征分析

白佳寧 張旭 史洪杰 常亮

短時強(qiáng)降水具有時間短，雨強(qiáng)大，局地性強(qiáng)的特點(diǎn)，做好短時強(qiáng)降水研究對防災(zāi)減災(zāi)工作具有重大意義。由于短時強(qiáng)降水天氣主要發(fā)生在夏季，本文選用阜新地區(qū)2個常規(guī)自動站及59個加密自動站2009～2016年5～10月觀測到的逐小時降水資料，對阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水的年變化、月變化、旬變化、日變化及空間分布特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并根據(jù)環(huán)流特征進(jìn)行了天氣分型，從中尋找預(yù)報員預(yù)報著眼點(diǎn)和氣象服務(wù)的關(guān)鍵點(diǎn)，以便更好地進(jìn)行短時強(qiáng)降水的預(yù)報、預(yù)警服務(wù)工作。

1 短時強(qiáng)降水標(biāo)準(zhǔn)

短時強(qiáng)降水是指短時間內(nèi)降水強(qiáng)度大，降水量達(dá)到或超過某一量值的天氣現(xiàn)象，是短時強(qiáng)對流天氣中的一種，一般將1h降水量≥20mm的降水定義為短時強(qiáng)降水。因此，本文中短時強(qiáng)降水定義為小時降雨量大于20mm的降水，區(qū)域自動站中有一個站出現(xiàn)R≥20mm/h即定義為1個短時強(qiáng)降水日

2 等級分布特征

將阜新地區(qū)的短時強(qiáng)降水樣本劃分成20～30、30～40、40～50、≥50mm/h，4個強(qiáng)度等級。計算得到，2009～2016年5～10月阜新地區(qū)共出現(xiàn)了745站次的短時強(qiáng)降水，其中20～30mm/h的降水出現(xiàn)了506站次，占總數(shù)的比例為68%，30～40mm/h的降水出現(xiàn)了152站次，占總數(shù)的比例為20%，40～50mm/h的降水出現(xiàn)了51站次，占總數(shù)的比例為7%，大于等于50mm/h的降水出現(xiàn)了36站次，比例僅為5%，符合降水強(qiáng)度越強(qiáng)，出現(xiàn)的頻次越小的一般規(guī)律。

3 短時強(qiáng)降水時間分布特征

3.1 年際變化特征

阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水有較為明顯的年際變化特征，總體來看，以3年為一周期。2009～2016年5～10月阜新地區(qū)共發(fā)生短時強(qiáng)降水133日次，平均每年16.6日次，其中2011年發(fā)生短時強(qiáng)降水的日數(shù)最多，有21日，而2012年最少，僅有10日出現(xiàn)了短時強(qiáng)降水。

3.2 逐月分布特征

將短時強(qiáng)降水樣本按出現(xiàn)的月份進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，7月平均每年出現(xiàn)5.6次短時強(qiáng)降水天氣，占總次數(shù)的34%，為出現(xiàn)短時強(qiáng)降水頻次最多的月份，其次為8月，平均每年出現(xiàn)短時強(qiáng)降水4.9次，占總次數(shù)的29%，最少的是10月，僅在2013年10月10日出現(xiàn)1次短時降水。

3.3 逐旬變化特征

阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水的降水集中期（7、8月份）進(jìn)行逐旬統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)各旬的短時強(qiáng)降水存在明顯的日變化，并且峰值不盡相同。7月份短時強(qiáng)降水的高峰時段隨著日期的增加逐漸向更早的時段推移，7月上旬的峰值在傍晚17∶00左右;7月中旬的峰值在下午15∶00左右;7月下旬的峰值在午間11∶00及13∶00～14∶00。而8月份各旬短時強(qiáng)降水的高峰時段較為相似，主要集中在午后到傍晚時間段，8月上旬的峰值為17∶00，8月中旬的峰值為14∶00，8月下旬的峰值為16∶00。8月份各旬的其他時段，發(fā)生短時強(qiáng)降水的頻次很少。

3.4 逐時變化特征

整體來看，阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水存在明顯的日變化，出現(xiàn)的高峰時段為午后到傍晚（14∶00～18∶00），符合午后多對流的特點(diǎn)。阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水日分布的最大峰值出現(xiàn)在17∶00，近8年出現(xiàn)31次≥20mm/h短時強(qiáng)降水，其次為18∶00，近8年均出現(xiàn)30次≥20mm/h短時強(qiáng)降水。谷值出現(xiàn)在夜間11∶00，近8年共出現(xiàn)≥20mm/h短時強(qiáng)降水僅有8次。

4 短時強(qiáng)降水空間分布特征

阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水（1h≥20mm）發(fā)生頻次空間分布不均勻，整體呈現(xiàn)自東向西逐漸減少的特點(diǎn)。阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水的高發(fā)區(qū)主要集中在阜新東南部，發(fā)生較少的區(qū)域?yàn)楦沸挛鞅辈俊讉€高發(fā)區(qū)分別為五峰、興隆堡、二道河子、彰武，其中發(fā)生短時強(qiáng)降水頻次最高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為五峰，平均每年發(fā)生2.4次。

5 短時強(qiáng)降水天氣分型

5.1 東北冷渦型

500～850hPa均有閉合低中心，并配合有冷溫度槽或冷中心，自貝湖地區(qū)東移發(fā)展。冷渦后部有強(qiáng)冷空氣堆積，隨著冷渦緩慢東移，冷空氣移近，850hpa配合有暖切和低空急流，輸送水汽和不穩(wěn)定能量，在鋒面觸發(fā)下形成大面積的短時強(qiáng)降水天氣。此種類型多發(fā)生在6～8月，其中7月最為常見。

5.2 橫槽型

500hPa高空，阜新地區(qū)北部存在一橫槽，橫槽北部的東北氣流輸送冷空氣南下，橫槽不斷發(fā)展。中低層有橫槽或橫切變相配合，且位置和走向與500hPa基本一致。阜新地區(qū)處于地面橫切的南部或倒槽頂部，當(dāng)橫槽轉(zhuǎn)豎及地面橫切變過境前后時，阜新地區(qū)產(chǎn)生短時強(qiáng)降水天氣，此類型多發(fā)在7月。

5.3 高空槽型

500hpa存在高空槽，且高度槽后常伴有冷溫度槽，中低層強(qiáng)盛的偏南氣流中常伴有低空急流，地面配合有冷鋒或副冷鋒。高空槽東移時地面冷鋒或副冷鋒東移，受鋒前的低壓控制，槽線東移較為緩慢，與副高外圍的低層暖濕氣流配合，在槽與副高之間形成位勢不穩(wěn)定，在地面冷鋒的觸發(fā)下，產(chǎn)生短時強(qiáng)降水天氣。此類型主要出現(xiàn)在7～8月，8月居多。

5.4 西北氣流型

阜新地區(qū)上空500hpa為槽后脊前的偏北氣流控制，中低層有切變線或低槽，配合暖舌或西南急流，地面有冷鋒、靜止鋒或切變線。高空偏北氣流攜帶的干冷空氣疊加于低層暖濕氣流之上，形成上冷下暖的不穩(wěn)定層結(jié)結(jié)構(gòu)，在低層切變和輻合的動力抬升作用下，使阜新地區(qū)產(chǎn)生短時強(qiáng)降水天氣，此種類型出現(xiàn)較少，主要發(fā)生在7月。

6 綜述

阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水具有一定的年際變化特征，且集中發(fā)生在5～10月，7月發(fā)生頻次最多，其次為8月，最少為10月。阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水的日變化明顯，高峰時段為14∶00～18∶00。按照逐旬統(tǒng)計后同樣有明顯日變化，7月各旬峰值逐漸提前，8月峰值集中在14∶00～17∶00，其他時段發(fā)生短時強(qiáng)降水概率很低。阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水整體呈現(xiàn)東多西少的特點(diǎn)，高發(fā)區(qū)主要位于阜新東南部一帶。分析發(fā)現(xiàn)有利于阜新地區(qū)短時強(qiáng)降水發(fā)生的環(huán)流背景主要有四類：東北冷渦型、橫槽型、高空槽型、西北氣流型。