2011—2020年德州市短時強降水時空變化特征

魯亓　王華清　徐強　栗焱　祝德琳

摘 要：本文利用德州市各縣（市、區(qū)）2011—2020年4—10月11個國家自動站及76個區(qū)域自動站的逐時降水資料，研究德州市降水量超過20 mm/h的時空變化特征，分析其空間分布、年際變化、月變化及日變化特征。結(jié)果表明：德州市短時強降水的均次年平均降水量空間分布較為均勻，年平均降水頻次的空間分布為南多北少;均次降水量和降水頻次年際間呈明顯的波動變化;月平均降水量和月平均降水頻次以7月、8月最多，10月最少;日變化降水量分布較為均勻，而降水頻次日變化分布存在兩個明顯的大值區(qū)域，分別是凌晨和下午時段。

關(guān)鍵詞：小時強降水;時空變化;日變化;德州市

中圖分類號：P426.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）32-0137-04

Temporal and Spatial Variation Characteristics of Short-Term Heavy Rainfall in Dezhou City from 2011 to 2020

LU Qi WANG Huaqing XU Qiang LI Yan ZHU Delin

（1. Linyi Meteorological Bureau of Dezhou City， Dezhou Shandong 251500;2. Meteorological Bureau of Dezhou City， Dezhou Shandong 253000;3. Qingyun Meteorological Bureau of Dezhou City， Dezhou Shandong 253700）

Abstract： This paper uses the hourly precipitation data of 11 national automatic stations and 76 regional automatic stations from April to October of 2011—2020 in all counties （county-level cities and districts） of Dezhou city to study the temporal and spatial characteristics of precipitation over 20 mm/h in Dezhou city， and analyzes its spatial distribution， inter-annual variation， monthly variation and daily variation characteristics. The results show that the average annual average precipitation of short-term heavy rainfall in Dezhou city is more evenly distributed， and the average annual precipitation frequency is more in the south and less in the north. The average precipitation and precipitation frequency show obvious fluctuations between years. The monthly average precipitation and the monthly average precipitation frequency are the most in July and August， and the least in October. The distribution of daily variation of precipitation is relatively uniform， while the distribution of daily variation of precipitation frequency has two obvious large-value areas， namely the early morning and afternoon periods.

Keywords： hourly heavy precipitation;temporal and spatial variation;diurnal variation;Dezhou city

隨著全球氣候變暖的加劇，強降水事件呈現(xiàn)出向極端化發(fā)展的趨勢[1]。研究表明，20世紀(jì)全球年降水量和極端降水呈增加趨勢，尤其在北半球中高緯度地區(qū)，極端降水的頻率和強度顯著增加[2]。在我國東部地區(qū)，雖然降水日數(shù)減少，但極端強降水日數(shù)增加[3]。近年來，降水的日變化研究成果日益增多。中國夏季降水存在顯著的日變化，而且區(qū)域特征鮮明[4]。山東省小時極端強降水主要發(fā)生在15：00—20：00[5]。上述研究表明，有必要根據(jù)高時空分辨率的降水?dāng)?shù)據(jù)，對德州市開展降水時空分布和變化的研究。

德州市位于山東省西北部，地處黃河下游北側(cè)，處于東經(jīng)115°45′～117°36′、北緯36°24′～38°0′。地貌為黃河沖積平原，歷史上境內(nèi)曾有兩次黃河大遷徙、上千次決口，造就了西南高、東北低的地形。德州市基本氣候特點是季風(fēng)影響顯著，四季分明，冷熱干濕界限明顯。春季干旱多風(fēng)、回暖快，夏季炎熱多雨，秋季涼爽多晴天，冬季寒冷少雪、多干燥，具有顯著的大陸性氣候特征。德州市年平均降水量為547.5 mm，東部多于西部，南部多于北部。降水量的時間分配以7月最多，全市7月平均降水量為190 mm。按季節(jié)分，夏季降水占比高達(dá)67.7%，有明顯的“春季雨少多干旱，夏季雨多常有澇，秋季雨少多晴天，冬季少雪多干燥”的季節(jié)分配特點。

本文擬利用德州市各縣（市、區(qū)）2011—2020年4—10月11個國家自動站及76個區(qū)域自動站的逐時降水資料，探討德州市短時強降水的空間分布和變化特征，以科學(xué)認(rèn)識德州市強降水特征，更好地提供強降水的短臨預(yù)報服務(wù)，為氣象科學(xué)防災(zāi)減災(zāi)和城市管理提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料

通過對德州市所有氣象站點逐時降水觀測資料的完整性、準(zhǔn)確性和可靠性進(jìn)行定量化評估，并通過降水極值檢測、時間和空間一致性檢查等方法對逐時降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析，最終形成經(jīng)過數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的11個國家自動站及76個區(qū)域自動站2011—2020年4—10月逐時降水資料，并利用該資料對德州市小時強降水特征進(jìn)行精細(xì)化分析。根據(jù)相關(guān)資料，德州市地形西南高、東北低，氣象站點空間分布均勻。

1.2 方法

短時強降水的時空分布特征是利用德州市各縣（市、區(qū)）在研究時段內(nèi)均次短時強降水量和降水頻次的10年平均來分析的。短時強降水頻次為研究時段內(nèi)超過20 mm/h指標(biāo)的次數(shù)，同一時次多個站點出現(xiàn)短時強降水記為多次。短時強降水極值是利用研究時段內(nèi)短時強降水的最大值及其出現(xiàn)時間進(jìn)行研究的。

2 結(jié)果分析

2.1 短時強降水空間分布

2011—2020年4—10月，德州市短時強降水均次的年平均降水量和年平均降水頻次的空間分布如圖1所示。

由圖1（a）可以看出，2011—2020年4—10月德州市短時強降水均次的年平均降水量為30.6 mm/h?？臻g分布較為均勻，北部略偏大，南部略偏小。其中，德城區(qū)短時強降水均次降水最大，為32.6 mm/h，陵城區(qū)、平原縣、慶云縣、樂陵市降水略偏小，平均降水介于31.0～32.0 mm/h;禹城市、寧津縣、武城縣、夏津縣平均降水介于30.0～31.0 mm/h;臨邑縣和齊河縣短時強降水均次降水量均小于30.0 mm/h，其中，齊河縣最小，為28.5 mm/h。

由圖1（b）可以看出，2011—2020年4—10月德州市短時強降水的平均降水頻次為25次，從空間分布來看，略不均勻，南多北少，高低值間相差16次。其中，齊河縣最多，年均34次;平原縣略偏少，年均31次;禹城市、樂陵市、德城區(qū)、陵城區(qū)、臨邑縣、夏津縣年均介于20～30次;寧津縣、武城縣、慶云縣年均降水頻率均少于20次，其中慶云縣最少，為18次。

2.2 短時強降水年際變化

2011—2020年4—10月，德州市短時強降水均次的降水量年際變化及降水頻次年際變化如圖2所示。

由圖2（a）可以看出，德州市短時強降水均次的降水量呈明顯的年際波動變化，2012年均次降水量最大，為33.3 mm/h;2011年、2014年、2017年略偏小，介于31.0～33.0 mm/h;2013年、2015年、2016年、2018年、2020年均次降水量介于29.0～31.0 mm/h;2019年均次降水量最小，為27.9 mm/h。

由圖2（b）可以看出，德州市短時強降水頻次也呈明顯的年際波動變化。2013年最多，為40次;2012年、2016年、2018年略偏少，在30～40次;2011年、2017年、2019年、2020年降水頻次介于10～30次;2014年、2015年均小于10次，2014年最少，為7次。

2.3 短時強降水月變化

2011—2020年4—10月，德州市短時強降水的降水量月變化及其降水頻次月變化如圖3所示。

由圖3（a）可以看出，德州市短時強降水的月平均降水量變化明顯，7月、8月均超過25 mm/h，8月份最大，為28.8 mm/h，6月次之，為20.2 mm/h，4月、5月、9月、10月明顯偏小。

由圖3（b）可以看出，德州市短時強降水的月平均降水頻次也存在明顯的變化，8月最多，超過10次;7月次之，為9次;4月、5月、6月、9月明顯偏少;10月最少，2011—2020年僅出現(xiàn)1次。

2.4 短時強降水日變化

2011—2020年4—10月，德州市短時強降水的降水量日變化及其降水頻次日變化如圖4所示。

由圖4（a）可以看出，德州市短時強降水的降水量日變化分布較為均勻，以20：00—21：00最大，為33.5 mm/h;18：00—19：00次之，為32.6 mm/h;22：00—23：00最小，為27.8 mm/h。

由圖4（b）可以看出，德州市短時強降水的降水頻次日變化分布存在兩個明顯的大值區(qū)域，分別是凌晨和下午時段。其中，06：00—07：00最多，為16次;07：00—08：00次之，為13次;00：00—01：00、14：00—15：00、15：00—16：00、16：00—17：00、23：00—00：00略偏少，為12次;10：00—11：00、11：00—12：00最少，均為7次。

3 結(jié)語

2011—2020年4—10月，德州市短時強降水均次的年平均降水量空間分布較為均勻，北部略偏大，南部略偏小，其中以德城區(qū)最大，齊河縣最小;年平均降水頻次空間分布不均勻，南多北少，高低值間相差16次，其中齊河縣最多，慶云縣最少。同期，德州市短時強降水均次的降水量和降水頻次均呈明顯的年際波動變化，均次降水量以2012年最大，2019年最小;降水頻次以2013年最多，2014年、2015年最少。2011—2020年4—10月，德州市短時強降水的月平均降水量和月平均降水頻次均以7月、8月最大，10月最少。同期，德州市短時強降水量日變化分布較為均勻，以20：00—21：00最大，22：00—23：00最小。而降水頻次日變化分布存在兩個明顯的大值區(qū)域，分別是凌晨和下午時段。

參考文獻(xiàn)：

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