德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布特征分析

摘要：利用德欽縣29個(gè)自動(dòng)氣象站2016—2023 年 5—9月逐小時(shí)降水資料，分析了德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征。結(jié)果表明：近8[ 1]"年，德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水頻次整體呈下降趨勢，年均出現(xiàn) 49 次，2016、2017年出現(xiàn)兩個(gè)峰值；短時(shí)強(qiáng)降水頻次年變化整體呈“單峰型”分布，5—9月均有發(fā)生，但多集中7、8月；短時(shí)強(qiáng)降水頻次日變化整體呈“雙峰型”特征，23時(shí)達(dá)到主峰，主峰前后分別呈緩慢增加、緩慢減少趨勢，16時(shí)至04時(shí)是短時(shí)強(qiáng)降水的主要集中時(shí)段，屬于傍晚型和夜雨型；短時(shí)強(qiáng)降水在各地均有出現(xiàn)，單站年均頻次為 0.3～5.3次，平均為1.5次，空間分布差異較大。

關(guān)鍵詞：德欽[A2]"縣 短時(shí)強(qiáng)降水 時(shí)空分布[ 3]" 降水頻次

Analysis of Spatiotemporal Distribution Characteristics of Short Term Heavy Precipitation in Deqin County

YANG Ju "SUN Yalei^*"" ZHAO Qiuju

1.Deqin County Meteorological Bureau， Deqin ， Yunnan Province， 674500 China; 2. Meteorological Bureau of Diqing Tibetan Autonomous Prefecture， Yunnan Province， Diging， Yunnan Province， 674499 China; 3. Meteorological Bureau of Weixi Lisu Autonomous County， Yunnan Province， Diging， Yunnan Province， 674600 China

Abstract： Using hourly precipitation data from 29 automatic weather stations in Deqin County from May to September 2016 to 2023， the spatiotemporal distribution characteristics of short-term heavy precipitation in Deqin County were analyzed. The results showed that the frequency of short term heavy precipitation in Deqin county had shown an overall downward trend in the past 8 years， with an average of 49 occurrences per year and two peaks in 2016 and 2017. The overall distribution of short term heavy precipitation frequency in the following year shows a \"unimodal\" pattern， occurring from May to September， but mostly concentrated in July and August. The overall daily variation of short term heavy precipitation frequency shows a \"bimodal\" characteristic， reaching the main peak at 23：00， with a slow increasing and decreasing trend before and after the main peak. The main concentrated period of short term heavy precipitation is from 16：00 to 04：00， belonging to the evening and night rain types; Short term heavy precipitation occurs in various regions， with an average annual frequency of 0.3 to 5.3 times per station and an average of 1.5 times per station， with significant spatial distribution differences.

Key Words： Deqin county; Short term heavy precipitation; Spatiotemporal distribution; Precipitation frequency

降水是水文循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對地球的生態(tài)系統(tǒng)、氣候、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人類生活等方面都有重要影響^[1]。德欽縣位于云南省西北部，處于青藏高原南延部位橫斷山縱谷地帶，雪山縱列，峽谷深切，地勢北高南低，縣城升平鎮(zhèn)海拔3 400 m[ 4]"，為云南省最高縣城。德欽縣歷年平均氣溫6.4 ℃，平均降水量 654.1 mm。受地理位置和氣候條件影響，德欽縣生態(tài)環(huán)境相對脆弱，短時(shí)強(qiáng)降水易引發(fā)泥石流、滑坡等自然災(zāi)害，這些災(zāi)害不僅會(huì)對當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重破壞，還會(huì)威脅到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全^[2]。因此，對德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布特征進(jìn)行研究，從而提高預(yù)報(bào)預(yù)警的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，有助于減少因自然災(zāi)害帶來的損失，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，并促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。近年來，關(guān)于德欽縣降水特征的分析大多都基于國家級(jí)自動(dòng)氣象站逐日、逐月數(shù)據(jù)，截至目前，利用區(qū)域站小時(shí)降水資料對德欽縣的精細(xì)化特征研究較少。本文利用2016—2023 年德欽縣29個(gè)氣象站逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)，分析德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布特征，以此更深入地了解德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水的變化情況，可以為德欽縣精細(xì)化降水預(yù)報(bào)提供參考^[3]，同時(shí)為德欽縣滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害防范提供科學(xué)依據(jù)。[ 5]

1 資料和方法

資料為 2016—2023 年德欽縣汛期（ 5—9 月） 逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由氣象大數(shù)據(jù)云平臺(tái)下載，數(shù)據(jù)已經(jīng)過質(zhì)量控制和檢驗(yàn)。德欽縣共有31個(gè)自動(dòng)氣象站，由于海拔2 500 m以上地區(qū)的自動(dòng)氣象站僅在每年4月至10月期間記錄降水?dāng)?shù)據(jù)，為了數(shù)據(jù)的一致性和可比性，本文選取了每年汛期（5月1日至9月30日）的降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析。然而，值得注意的是，短時(shí)強(qiáng)降水事件最早可能發(fā)生在4月中旬，最晚則可能延續(xù)至10月上旬。為了確保數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性，本文最終從29個(gè)氣象站中篩選出了相關(guān)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

根據(jù)云南省短時(shí)強(qiáng)降水標(biāo)準(zhǔn)，短時(shí)強(qiáng)降水定義為 1 h 降水量≥20 mm 的降水^[4-5]。但在實(shí)際工作中，德欽縣1 h 降水量≥10 mm 更符合實(shí)際。因此，本文以 1 h 降水量≥10mm 作為德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水標(biāo)準(zhǔn)，本文采用相關(guān)分析、趨勢分析等統(tǒng)計(jì)分析方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)間分布特征

由圖1（a）可知，統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，德欽縣共出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水339次，年平均值為49次，年最高值為51次（2017年），年最低值為30次（2020、2022年），年最高值是年最低值的1.7倍，表明德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水年際波動(dòng)幅度較大。由圖1（b）可知，統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，德欽縣年內(nèi)各月短時(shí)強(qiáng)降水頻次呈“單峰型”分布，其中：8月頻次最多，占全年的43.9%；7月份頻次第二，占全年的37.2%；5月份頻次最少，僅有3次。

由圖2（a）可知，統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水頻次日內(nèi)變化整體呈“雙峰型”特征。23時(shí)為主峰值最高，21時(shí)次之，03時(shí)第三。16時(shí)至04時(shí)為短時(shí)強(qiáng)降水的主要集中時(shí)段，占全部的84.1%，19時(shí)至02時(shí)是短時(shí)強(qiáng)降水的高發(fā)階段，占全部的57.8%，10時(shí)至14時(shí)是強(qiáng)降水最少時(shí)段。由圖2（b）可知，統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水頻次在19時(shí)至00時(shí)占比最多，15時(shí)至17時(shí)占比次之，其屬于午后型和夜雨型。由圖2（c）可知，統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水頻次主要集中在17時(shí)至05時(shí)，午后時(shí)段出現(xiàn)頻次占比較少，旁邊時(shí)段出現(xiàn)頻次占比較多，其屬于傍晚型和夜雨型。由圖2（d）可知，統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水頻次主要集中在21時(shí)至02時(shí)，其屬于夜雨型。總體來看，德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水屬于傍晚型和夜雨型^[3]。

2.2 短時(shí)強(qiáng)降水的空間分布特征

2.2.1 小時(shí)最大降水量的站點(diǎn)空間分布特征

圖3為 2016—2023 年 5—9 月 1 h 最大降水量的站點(diǎn)空間分布。德欽縣 1 h 最大降水量主要分布在南部、西南部和東部，以上地區(qū)1 h 最大降水量均＞20 mm，其中，拖頂鄉(xiāng)和羊拉鄉(xiāng)南部等站＞30 mm，最大值出現(xiàn)在羊拉鄉(xiāng)茂頂（37.4 mm）。

2.2.2 短時(shí)強(qiáng)降水頻次的站點(diǎn)空間分布特征

從2016—2023 年 5—9 月德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水頻次空間分布可以看出（如圖4所示），短時(shí)強(qiáng)降水在各地均有出現(xiàn)，單站年均頻次為 0.3～5.3次，平均為1.5次，其中：佛山鄉(xiāng)江坡最少，為 0.3次；拖頂鄉(xiāng)大村最多，為 5.3 次，空間分布差異較大，總體呈東南和南部多、西北少的分布特征。

3 結(jié)論

利用德欽縣29個(gè)自動(dòng)氣象站 2016—2023 年5—9 月逐小時(shí)降水資料，分析了德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征，得到以下結(jié)論。

（1）2016—2023 年，德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水頻次整體呈下降趨勢，年均出現(xiàn) 49 次，2016、2017年出現(xiàn)兩個(gè)峰值。德欽縣年內(nèi)各月短時(shí)強(qiáng)降水頻次呈“單峰型”分布，其中：8月頻次最多，占全年的43.9%；7月份頻次第二，占全年的37.2%；5月份頻次最少，僅有3次。德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水頻次日內(nèi)變化整體呈“雙峰型”特征，23時(shí)為主峰值最高，21時(shí)次之，03時(shí)第三。16時(shí)至04時(shí)為短時(shí)強(qiáng)降水的主要集中時(shí)段，占全部的84.1%；19時(shí)至02時(shí)是短時(shí)強(qiáng)降水的高發(fā)階段，占全部的57.8%；10時(shí)至14時(shí)是強(qiáng)降水最少時(shí)段。德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水屬于傍晚型和夜雨型。

（2）德欽縣 1 h 最大降水量均＞20 mm，最大降水量主要分布在南部、西南部和東部。短時(shí)強(qiáng)降水在各地均有出現(xiàn)，單站年均頻次為 0.3～5.3次，平均為1.5次，空間分布差異較大，總體呈東南和南部多、西北少的分布特征。

上述研究立足德欽縣現(xiàn)有站點(diǎn)的觀測資料，分析得出了德欽縣短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征，得到德欽縣境內(nèi)短時(shí)強(qiáng)降水頻次時(shí)間、空間分布極不均勻。但是，德欽縣山高谷深，觀測站點(diǎn)分布不均、站點(diǎn)密度小，許多地方還是監(jiān)測盲區(qū)，因此，做短時(shí)強(qiáng)降水空間分布分析具有一定的誤差。在后續(xù)的研究中，將積極推進(jìn)德欽縣觀測站點(diǎn)布局，提高站點(diǎn)密度，同時(shí)引入海拔、地形等因素對降水進(jìn)行分析。

參考文[A7]"獻(xiàn)

[1]張高健，高山，郭慶元，等.基于小時(shí)數(shù)據(jù)的西安市汛期降水的精細(xì)化特征分析[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)，2023，35（6）：51-57.

[2]林野.福州城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及孕育條件研究[J].福建地質(zhì)，2024，43（3）：228-235.

[3]李耀孫，原韋華，孫績?nèi)A，等.云南雨季和干季小時(shí)降水的時(shí)空特性分析[J].高原山地氣象研究，2021，41（3）：24-32.

[4]蘇錦蘭，張萬誠，宋金梅，等.云南小時(shí)降水的時(shí)空分布變化研究[J].氣象，2021，47（2）：133-142.

[5]馬玉坤，馬俊強(qiáng)，李菲，等.青藏高原邊坡臨夏地區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布及海拔特征分析[J].沙漠與綠洲氣象，2022，16（3）：68-74.