烏魯木齊地區夏季降水日變化特征分析

2018-12-18 15:17:10楊佩琪

農業與技術 2018年19期

楊佩琪

摘? 要：利用2005—2016年5—9月烏魯木齊市6個國家級氣象站逐小時降水資料，運用常規統計方法，分析烏魯木齊近12a降水的日變化特征。研究表明：小渠子、牧試站、大西溝和烏魯木齊站的降水日變化趨勢較為一致，明顯降水時段出現在17：00—21：00之間;達坂城和米泉站的較為一致，明顯降水時段出現在夜間22：00—05：00;小渠子和牧試站在17：00—20：00為小時強降水易發生時段，其余4個氣象站則沒有明顯的波動。

關鍵詞：降水;日變化;小時雨強;降水頻次;烏魯木齊

中圖分類號：P458.1+21? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.11974/nyyjs.20181032061

近年來全球氣候變暖及其引發的自然災害引起人們的普遍關注，暴雨、洪澇等災害不僅與降水量有關，還與降水強度及降水日數有密切關系，因此，對氣候變化成因及防治的研究顯得尤為重要。新疆地處我國西北，地域遼闊，地形較為復雜，內由高山盆地相間，沙漠與綠洲共存，氣象要素的分布很不均勻[1]。降水量是陸地水資源的補給來源，它的豐久程度直接影響著當地的水資源[2]。烏魯木齊市作為新疆的首府，又是亞歐大陸的中心點，地形復雜，大降水天氣往往對烏魯木齊市交通、工農業以及人民生活造成一定的影響。

隨著研究氣候變化的工作趨于細致深入，諸多學者開始關注日降水資料，甚至是逐時降水資料，并開展了很多研究[3]。烏魯木齊市大降水主要分布于5—9月和8—9月，氣候概況較小，日變化較明顯[4]。徐廣玲等人的研究表明，新疆降水量的各統計特征隨地理位置和季節變化有明顯區域特征，降水以夏季居多，春秋季次之，冬季降水最少，降水量由西北向東南遞減[5]。陳春艷等人的研究表明，新疆小時降雨頻數呈現西北多，東南少的特征，4 mm/h以上量級雨量的強降雨高頻時段北疆自西向東依次出現在下午、前半夜和后半夜，南疆多出現在夜間[6]。

已有的新疆區域降水的研究更多的集中在較大時間尺度，討論降水日變化的工作相對較少。本文以烏魯木齊地區為研究區域，將從觀測資料的角度得出烏魯木齊地區近12a降水日變化、降水頻次和小時強降水分布特征等多角度的探討，為提高降水預報預警能力提供一定的參考依據，同時為日后相關科研工作的進一步開展提供理論基礎。

1? ? ?資料與方法

選取2005—2016年12a間烏魯木齊地區6個國家級氣象觀測站5—9月的逐小時降水量資料，降水數據都是進行過人工檢測通過質量控制的，數據可靠。然后對6個氣象站逐小時降水頻次、小時強降水高發時段和雨日等進行統計分析。時間為北京時間，站點信息如表1所示。

雨日定義為日降雨量≥0.1mm的日數，即前1日20：00（北京時）到當日20：00之間的降水量≥0.1mm，就記為一個雨日，24h雨量稱為日雨量。本文挑選出所有符合這一標準的數據，再進一步進行逐小時的統計分析。

將每小時降水量≥0.1mm的時次判定為有效降水，并分時次對逐小時降水量進行累加，得到逐小時累積降水序列[7]。

對于逐小時降水頻次的統計為，統計時間內發生降水量>0.1mm的總次數，統計各時次降水頻次的總和;雨強，又稱為降水強度，即某整點到下一整點1h內≥0.1mm的降水累積總量，本文雨強均是指1h雨強[8];根據相關文獻的查閱，將本文中的小時強降水定義為，1h≥5.0mm的降水。

2? ? ?烏魯木齊地區降水的日變化特征分析

2.1? ? ?逐時降水日變化特征

利用2005—2016年烏魯木齊地區6個氣象站夏季逐時降水資料，計算24 h逐時累積的降水量。從圖1可知，烏魯木齊地區6個氣象站1d內不同時次的累積降水量存在明顯波動，降水量大小也有明顯區別。小渠子、牧試站、大西溝和烏魯木齊站的降水日變化趨勢較為一致，明顯降水時段出現在17：00—21：00之間;達坂城和米泉站的較為一致，明顯降水時段出現在夜間22：00—05：00。

圖2給出了6個氣象站詳細的累積降水量時段，小渠子最大值出現在19：00，為388.6mm，最小值出現在07：00，為96.6mm，集中降水時段在17：00—20：00，其次是21：00—00：00，與其它站不同的是該站在08：00也有一個比較明顯降水出現;牧試站最大值出現在17：00，為323.1mm，最小值出現在12：00，為74.6mm，集中降水時段在16：00—00：00;大西溝最大值出現在20：00，為194.5mm，最小值出現在13：00，為51.6mm，集中降水時段在16：00—23：00;烏魯木齊最大值出現在01：00，為140.4mm，最小值出現在16：00，為44.5mm，集中降水時段在20：00—次日04：00;米泉最大值出現在01：00，為102.6mm，最小值出現在38.8mm，集中降水時段在22：00—次日05：00;達坂城最大值出現在04：00，為55.1mm，最小值出現在20：00，為7.3mm，集中降水最大時段在03：00—04：00，其余時次除了17：00—21：00較小以外，其他時段的累積小時降水量在37mm上下浮動，沒有出現明顯的降水天氣。

2.2? ? ?日降水空間分布

根據圖3可知，烏魯木齊各站日降水量空間分布呈帶狀分布，按逐時累計降水量的大小排序來看，小渠子>牧試站>大西溝>烏魯木齊>米泉>達坂城。累積降水量最大值出現在西南部的小渠子，達到201.3mm，最小在達坂城，只有32.2mm，僅站小渠子日降水的16.0%。

3? ? ?烏魯木齊地區小時強降水頻次

為進一步分析烏魯木齊地區5—9月的降水特征，分別計算整理了2005—2016年6個氣象站1h大于5.0mm的降水量的頻次，并挑選出6個氣象站最大小時強降水12a的極值，如表2所示。圖3的結果表明：烏魯木齊地區出現小時強降水的頻率表現出了在某一時次特別集中的現象，但各站卻又表現出明顯的不同，根據出現小時強降水的總次數可以看出，小渠子>牧試站>烏魯木齊>米泉>大西溝>達坂城;小渠子和牧試站在17：00—20：00為小時強降水易發生時段，其余4個氣象站則沒有明顯的波動。

圖5為6個氣象站詳細的小時強降水頻率分布圖，小渠子最易發生的時段在18：00—20：00，其次是22：00—次日01：00和08：00，小時強降水頻次最多為16次，分別出現在18：00和20：00;牧試站最易發生的時段在16：00—19：00，其次是21：00—00：00，小時強降水頻次最多為15次，出現在17：00;烏魯木齊最易發生的時段在01：00—04：00，其次是15：00和18：00—21：00，小時強降水頻次最多為5次，出現在01：00;大西溝出現小時強降水的次數非常少，最多頻次為3次，分別出現在16：00和22：00;米泉最易發生的時段在22：00—次日02：00，其次是15：00—17：00，小時強降水頻次最多為5次，出現在02：00;達坂城出現小時強降水的次數最少，分別在03：00、05：00、06：00、09：00、10：00這5個時次各出現1次。

4? ? ? 結論

本文通過對烏魯木齊地區6個國家站2005—2016年5—9月逐小時的降水資料分析，得到以下結論。

烏魯木齊地區6個氣象站1d內不同時次的累積降水量存在明顯波動，降水量大小也有明顯區別。小渠子、牧試站、大西溝和烏魯木齊站的降水日變化趨勢較為一致，明顯降水時段出現在17：00—21：00之間;達坂城和米泉站的較為一致，明顯降水時段出現在夜間22：00—05：00。

烏魯木齊各站日降水量空間分布呈帶狀分布，最大出現在西南部的小渠子，按逐時累計降水量的大小排序來看，小渠子>牧試站>大西溝>烏魯木齊>米泉>達坂城。

小時強降水頻率表現出了在某一時次特別集中的現象，但各站卻又表現出明顯的不同，根據出現小時強降水的總次數可以得出，小渠子>牧試站>烏魯木齊>米泉>大西溝>達坂城;小渠子和牧試站在17：00—20：00為小時強降水易發生時段，其余4個氣象站則沒有明顯的波動。

小渠子、牧試站、烏魯木齊和達坂城的逐時累積降水量和小時強降水頻次是一致的，但是米泉雖然逐時累計降水量小于大西溝，小時強水頻次卻高于大西溝。

參考文獻

[1]李如琦，唐冶，蔡仁，等. 新疆夏季降水的區域特征分析[J]. 沙漠與綠洲氣象，2007（5）：15-17.

[2]趙玲，劉新春，同新煒. 阿克蘇河流域降水量特征分析[J]. 新疆氣象，2006（1）：7-8.

[3]黃秋霞，方雯，王春燕，等. 新疆昌吉市主汛期降水的日變化特征[J]. 沙漠與綠洲氣象，2016，10（06）：19-23.

[4]木妮娜. 烏魯木齊市大降水特征分析[J].新疆氣象，1996? ?（03）：15-17.

[5]徐廣玲，譚芳.新疆降水量統計特征和季節變化[J].新疆氣象，? ?1994（05）：34-37.