湖北省夏季降水日变化特征

林春泽,刘琳,林文才,白永清,祁海霞,杨浩



湖北省夏季降水日变化特征

林春泽①*,刘琳①②,林文才③,白永清①,祁海霞②,杨浩①

① 中国气象局 武汉暴雨研究所 暴雨监测预警湖北省重点实验室，湖北 武汉，430205；

② 武汉中心气象台，湖北 武汉，430074;

③ 广水市气象局，湖北 广水，432700

2016-01-30收稿，2016-03-16接受

国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2012CB417204);国家自然科学基金资助项目(41375057；41375041；51379149);武汉暴雨研究所2016年基本科研业务费项目

摘要利用2001—2014年湖北省77个气象观测站的整点逐时降水数据，通过划分不同区域和三种量级降水的方法，分析了夏季(6—8月)降水日变化特征。结果表明：1)湖北省夏季降水日变化特征非常明显，降水量曲线呈双峰结构，峰值出现在08时和17时(北京时间，下同)，降水频次与降水强度均呈现 “一主一次”的双峰结构，这主要与青藏高原东移来的天气系统自西向东的滞后性以及局地热力强迫有关，发生在傍晚(15—18时)的降水强度有明显的年际增强趋势。2)湖北省降水日变化特征区域差异显著，鄂西北与鄂西南降水峰值主要出现在傍晚和夜间，谷值出现在正午，鄂东三个区域的降水峰值出现在上午和傍晚，谷值出现在午夜。3)近14 a 强度为0～20 mm/h的降水呈现减少趋势，主要发生在鄂西地区。其日变化曲线为“一主一次”的双峰结构，主(次)峰值出现在07(17)时。与之相反，短时强降水(≥20 mm/h)的发生概率东部大于西部，平原大于山区，有增加趋势的站点占总站点数的53.24%，峰(谷)值出现在17(12)时。短时特大强降水(≥50 mm/h)峰值出现在15—20时，03—14时出现概率较低。

关键词

降水日变化

区域差异

短时强降水

降水日变化受局地下垫面强迫和大气环流的综合影响，涉及到复杂的云、雨形成和演变过程，对地球系统水循环和能量循环以及人类日常生活都有重要影响(宇如聪等，2014)。研究降水日变化特征不仅有助于提高对区域天气、气候发展演变规律的认识(Lin et al.，2000)，理解降水的形成和演变机制，同时也是检验数值模式模拟与预报能力的重要标准(Randall et al.，1991)。

随着现代气象观测网的完善与数值模拟、雷达估算、卫星反演等手段获取的降水产品日趋丰富(沈艳等，2013；孙赫敏等，2015)，国际上许多学者围绕着不同区域的降水日变化特征开展了系统的研究工作。大量的研究表明，降水日变化海陆差异明显，大部分陆地降水通常在傍晚达到峰值，海洋上则在清晨(Imaoka and Roy,2000；Dai,2001)。当然也存在例外，例如美国中部位于落基山脉以东的大平原地区，降水则在夜间达到最大(Carbone et al.，2002；Carbone and Tuttle，2008)，我国青藏高原东部的四川盆地区域降水峰值也是出现在夜间(Yu et al.， 2007a)，也有一些陆地地区存在午夜至凌晨的峰值。针对陆地地区两种不同的降水峰值，Nesbitt and Zipser(2003)研究发现中尺度对流系统活动在傍晚最强，但降水峰值出现在深夜至凌晨，非中尺度对流系统降水多在午后达峰值。海洋上深对流日变化振幅相对较小(Yang and Slingo，2001)，Chen and Houze(1997)与Sui et al.(1998)认为海洋表层日变化引起的深对流系统自身的演变是影响海洋上降水日变化特征形成的重要因素。总的来说，在海陆分布、地形、天气气候系统的动力热力过程多因素影响下，降水日变化呈现不同的区域甚至局地特征(Hirose and Nakamura，2005；吕翔和徐海明，2007；Yin et al.，2009)。Yu et al.(2007a)首次对中国大陆区域的夏季降水日变化特征进行了系统分析，指出中国夏季降水的日变化具有明显的区域性，尤以中国中东部地区呈现的清晨、傍晚双峰并存特征最为引人注目，进一步的深入分析(Yu et al.，2007b)发现该地区的长持续性降水的峰值大多发生在夜间至清晨，而短持续性降水的峰值多出现在午后到傍晚。近几年，国内的学者从季节演变、降水类型、地形特点等不同的角度对中国大陆不同地区的降水日变化特征及成因进行了研究。Li et al.(2008)分析了中国南方地区降水的季节演变特征，指出冷季、暖季间降水日位相的差异，Chen et al.(2009)与Yuan et al.(2010)的研究表明中国中东部地区暖季降水日变化具有显著的季节内演变特征。Yu et al.(2010)的分析表明中国中东部地区短时和持续性降水、对流和层状云降水的日变化特征均存在显著的区域特征。复杂的地形分布导致的山谷风作用与局地热力强迫对降水日变化有重要贡献(Wang et al.，2012；赵玉春等，2012；Zhuo et al.，2013)，而对流层低层环流日变化对降水日变化的区域差异也有重要影响(原韦华等，2014)。

国内对降水日变化的研究重点多集中在云贵川、西藏等地(白爱娟等，2011；王夫常等，2011)，也有针对北京、湖南等地的深入研究(李建等，2008；戴泽军等，2009)。湖北地处亚热带，位于典型的季风气候区内，地势为西、北、东三面高起，中部向南敞开，具有较为复杂的中小尺度地形，受中高纬西风带环流系统、亚洲季风系统以及高原东移低值系统的共同作用，每年夏季降水过程频繁，且持续时间长，时空分布不均，既有梅雨期的大范围持续性降水，也有盛夏局地突发性强降水，造成的灾害重、损失大。Yu et al.(2007a)在分析中使用了湖北20个台站资料，在其研究中也发现湖北所处的长江中下游地区夏季降水日变化较为复杂，但并未进行更为细致的区域划分，因此有必要利用更为密集的降水资料对湖北夏季降水日变化区域特征进行细致分析，为预报员和区域模式开发人员了解当地在复杂中小尺度地形背景下的夏季降水演变规律提供参考。

1　资料和方法

所用降水数据来源于湖北省气象信息与技术保障中心提供的2001—2014年湖北省77个国家气象观测站的逐小时降水资料集(该数据经过质量控制)，从中选取夏季(6—8月)降水资料进行研究。总体来看站点分布(图1)东密西疏，基本呈均匀分布，最高的站点为利川站，海拔高度为1 072.5 m。需要指出的是，鄂西地区的站点多分布在地势相对较低的半山区，这可能对本文的研究结果有一些影响。

湖北省位于长江中下游地区，降水日变化比较复杂(宇如聪等，2014)，又鉴于该省包含了山地、平原和丘陵等多种复杂地形区域，给研究带来了一定的困难，因此，参照《湖北省天气预报手册》将研究区域分为：鄂西北、鄂西南、江汉平原、鄂东北、鄂东南5个不同区域进行日变化的研究，图1中不同颜色代表不同的研究区域站点，具体划分方法见表1。

图1　湖北省观测站点分布与5个区域的划分(彩色阴影为地形高度,不同颜色的站点代表不同区域的划分:黑色代表鄂西北,紫色代表鄂西南,黄色代表江汉平原,红色代表鄂东北,白色代表鄂东南)Fig.1　Spatial distribution of the stations and five areas in Hubei(black,northwest Hubei;purple,southwestHubei;yellow,JianghanPlain;red,northeastHubei;white,southeastHubei),in which the terrain height iscolor-shaded

逐小时降水量是指该时次之前1 h的降水量，当逐小时降水量超过0.1 mm，则认为该时次有降水发生。将研究时段的降水量按照一天不同时次(01—24时)进行分类，对24个时次的降水进行逐年累加。在此基础上，统计每个站点最大降水量出现的时间，定义为降水量发生的峰值时间，从而进行降水日变化的研究。除此之外，本文还讨论了降水频次和降水强度的日变化特征。降水频次是指研究时段内发生的总降水次数，降水强度是指降水量与降水频次的比值。

表1湖北省5个区域及各区域站点名

Table 1The five areas and their stations

区域名称范围鄂西北竹溪、郧县、郧西、十堰、竹山、房县、丹江口、老河口、谷城、襄樊、枣阳、保康、神龙架、南漳、宜城鄂西南巴东、秭归、兴山、远安、利川、建始、恩施、绿葱坡、五峰、当阳、宜昌、三峡、长阳、宜都、枝江、咸丰、宣恩、鹤峰、来凤江汉平原京山、钟祥、荆门、松滋、潜江、荆州、公安、天门、仙桃、汉川、蔡甸、石首、监利、洪湖鄂东北随州、广水、安陆、云梦、大悟、红安、麻城、应城、孝感、黄陂、新洲、罗田、英山鄂东南江夏、鄂州、黄冈、大冶、赤壁、嘉鱼、崇阳、通城、咸宁、通山、浠水、黄石、蕲春、黄梅、阳新、武穴

图2　湖北省逐年夏季区域平均累积降水量(a;单位:mm)、降水频次(b;单位:h)、降水强度(c;单位:mm·h-1)的逐时分布(上方曲线:a,b为2001—2014年14 a累积降水量和降水频次;c为14 a平均降水强度)Fig.2　Diurnal variation of (a)regional average annual rainfall,(b)rainfall frequency,and (c)rainfall intensity,in Hubei during summer,with the curve in the top part of each panel showing the (a)accumulatedprecipitation and (b)precipitation frequency during 2001—2014,and (c)the average rainfall intensity

短时强降水属于强对流天气的一种，其发生的概率相对较小，但是容易造成严重的气象灾害。我国目前对短时强降水的定义尚未统一，参照中央气象台和Zhang and Zhai(2011)的定义方法，本文将逐小时降水量大于等于20 mm的降水定义为短时强降水，大于等于50 mm的降水定义为短时特大强降水。文中将对0～20 mm/h、≥20 mm/h、≥50 mm/h三个级别的降水进行日变化特征的研究。由于降水量级不同，参照公式(1)对不同时次的降水序列进行标准化,Ra(h)为h时次的降水。

(1)

2　降水日变化基本特征

2.1降水量、降水频次和降水强度的日变化特征

图2为湖北省2001—2014年夏季区域平均累积降水量、降水频次、降水强度的逐时分布,从降水量日变化(图2a)可见,湖北省降水日变化特征非常明显,累积降水量日变化曲线主要为双峰结构,呈现出半日循环的特征。降水量峰值出现在08时和17时,两个时段的降水量级相当;谷值出现在12时和23时左右。降水频次(图2b)的日变化曲线为“一主一次”的双峰结构,主峰值出现在07时左右,累积降水频次为143次;次峰值出现在17时,累积降水频次为130次。两个峰值出现的时间与降水量的峰值时间非常接近,但是两个峰值的量级有所差别,发生在清晨(03—09时)的降水频次明显多于傍晚,12时和24时发生的降水频次最少。图2c为降水强度的日变化分布,主峰值发生在16时,次峰值发生在09时,发生在傍晚的降水强度要大于清晨,这与降水频次刚好相反。从各时次降水强度的逐年分布可以看出:近14 a来,湖北省发生在15—18时的降水强度有明显的年际增强趋势。

图3　湖北省2001—2014年夏季日变化位相分布(箭头表示降水达到峰值的时间,其中红(紫)色箭头表示15—20(09—14)时,蓝(绿)色箭头表示21—02(03—08)时　　a.累积降水量;b.降水频次;c.降水强度Fig.3　Spatial distribution of the diurnal phase of summer mean hourly precipitation during 2001—2014,in which the direction of the vectors denote the phase clock of the maximum precipitation in Beijing time(BST),the red(purple) vectors represent the peaks occurringduring 15:00—20:00 BST (09:00—14:00 BST),and the blue(green) vectorsthe peaks occurring during 21:00—02:00 BST (03:00—08:00 BST):(a)cumulative rainfall;(b)rainfall frequency;(c) rainfall intensity

综上可见,湖北省降水日变化特征曲线主要为双峰结构,呈现出明显的半日循环特征。形成这种双峰型降水的原因主要是由青藏高原东移的天气系统和局地热力强迫导致的(Yu et al.,2007a)。赵玉春等(2012)研究指出,长江中游地区白天低层大气稳定度降低和对流有效位能增大,有利于傍晚热对流的发展,夜间抬升凝结高度降低、相对湿度升高和大气可降水量增大有利于清晨长生命史对流系统的发展,湖北地区的降水双峰现象正是在该环流背景下产生。

图3为累积降水量、降水频次和降水强度的日变化位相空间分布,即峰值出现的时间。由图3a可见,湖北省降水日变化非常复杂,各区域最大降水量出现的时间缺乏一致性,降水量位相分布与地形和区域不同存在一定的关系。鄂西北最大降水量基本出现在15—21时,仅有3个分布在山谷里的站点降水量峰值出现在午夜附近。鄂西南的日变化位相分布缺乏一致性,西边山区最大降水量主要出现在清晨(03—09时),东边靠近平原和长江流域的地区主要出现在午夜附近,这可能是地形造成的“山谷风”,使得山峰降水多发生在清晨,而山谷降水多发生在夜间。江汉平原和鄂东南的最大降水量主要出现在清晨,鄂东南最大降水量主要出现在15—21时。

从降水频次的日变化位相分布(图3b)可以看出:鄂西北东部、江汉平原、鄂东北等大片区域最大降水频次发生的时候都出现在清晨,占总站点数的61.03%,其他地区的位相都与降水量峰值时间接近。鄂西南东部的宜昌、当阳地区最大降水频次发生在午夜,鄂西北西部与鄂东南最大降水频次发生在傍晚。降水强度的日变化位相(图3c)较降水量和降水频次更为复杂,最大降水强度发生在傍晚的站点占总站数的48.05%,发生在清晨和午夜的站数相当,都要少于发生在傍晚的站点。

图4　5个区域逐年夏季区域平均累积降水量的逐时分布(单位:mm;上方曲线为2001—2014年14 a的累积降水量)a.鄂西北;b.鄂西南;c.江汉平原;d.鄂东北;e.鄂东南Fig.4　Diurnal variation of the regional average annual rainfall of the five regions in Hubei during summer,with the curve at the top of each panel representing accumulated precipitation during 2001—2014:(a)northwest Hubei;(b)southwest Hubei;(c)JianghanPlain;(d)northeast Hubei;(e)southeast Hubei

2.2不同区域降水日变化特征

图4给出了5个区域逐年夏季区域平均累积降水量的逐时分布,上方曲线为2001—2014年14 a的累积降水量。可以看出5个区域的日变化曲线特征各不相同,降水量峰值和谷值出现时间差异较大。从鄂西北(图4a)日变化曲线可见:降水量峰值出现在17时,次峰值时间为01时,谷值出现在12时。鄂西南(图4b)降水谷值出现在12时,发生在06—15时的降水相对较少,02时附近的降水量最多,其他时次的降水量相当。这两个区域的降水日变化特征有一些相似之处,降水量谷值均出现在中午12时左右。不同之处是鄂西北的降水量峰值出现在傍晚,降水量的次峰值时间为午夜;而鄂西南的傍晚和午夜均为降水量峰值时间,降水量级相当。从地形分布(图1)可见,鄂西北与鄂西南的山地特征较其他三个区域有很大的差别,属于连接青藏高原大地形的“二阶地形”,平均海拔高度在900 m左右,最高为神农顶,海拔高度达3 000多米。鄂西山区既受来自青藏高原大地形的影响,又因自身的中尺度复杂地形影响局地对流暴雨的发生与发展(胡伯威等,2001),物理机制相当复杂。

图5　湖北省三种量级降水的发生概率与年际变化趋势分布　　a.0～20 mm/h的降水;b.大于等于20mm/h的降水;c.大于等于50 mm/h的降水Fig.5　Distribution of precipitation frequency and percentage trends for the three different kinds of rainfall in Hubei:(a)<20 mm·h-1;(b)≥20 mm·h-1;(c)≥50 mm·h-1

江汉平原(图4c)最大降水量出现在08时左右,次峰值出现在16时,夜间的降水最少。鄂东北(图4d)与江汉平原类似,最大降水量出现在06时左右,次峰值出现在16时,23时降水量最小。鄂东南(图4e)的日变化曲线呈现出平滑的双峰的结构,主峰值出现在16时左右,次峰值出现在08时,这与鄂东北和江汉平原刚好相反,发生在夜间的降水量最小。这三个区域的降水日变化特征也有一些相似之处,即降水量峰值主要出现在清晨和傍晚,降水量谷值都出现在午夜,与鄂西地区明显不同。Yu et al.(2007a)研究表明,长江流域降水峰值呈现出自西向东逐步滞后的特征,长江流域是降水日变化随空间演变的一个典型范例,长江上游地区以夜雨为主,在午夜达到日峰值;中游地区为清晨峰值,这主要为持续时间较长的系统性降水。对于短时强降水,降水量峰值主要出现在傍晚(陈炯等,2013)。这就解释了为何鄂东地区呈现降水量双峰的特征。降水频次、降水强度(图略)的日变化曲线与降水量类似,不再赘述。

3　不同量级降水的空间分布与日变化特征

短时强降水属于强对流天气的一种,其发生的概率相对较小,但是容易造成严重的气象灾害,根据上文介绍的划分方法,将降水进行三个级别的划分,重点研究短时强降水的分布规律与日变化特征。

3.1不同量级降水的空间分布

图5给出了湖北省三种量级降水的发生概率与年际变化趋势分布,图5a为0～20 mm/h降水的发生概率分布,可以看出鄂西北的神农架山区与鄂西南大部为0～20 mm/h降水的高发区域,尤其是鄂西南的鹤峰和宣恩等地,发生概率为13%以上。江汉平原和鄂东北等地0～20 mm/h降水发生概率为8%左右,鄂东南为10%左右。对比地形图可知,0～20 mm/h降水的高发区主要位于地势较高的西部山区,东部的平原和丘陵等地该量级降水发生概率稍低。图中的三角号代表0～20 mm/h降水的发生概率为减少趋势,实心圆点代表该量级降水发生概率的增幅为0～2.5%(/10 a),可以看出湖北地区0～20 mm/h的降水发生概率主要为减少趋势,占总站点数的67.53%,为增加趋势的站点主要分布在鄂西和鄂东南地区。

图5b为降水量大于等于20 mm/h的降水发生概率和年际变化趋势分布,图5c为降水量大于等于50 mm/h的降水发生概率和趋势分布。与0～20 mm/h的降水发生概率分布相反,降水量大于等于20 mm/h和50 mm/h的降水发生概率的高值区主要位于江汉平原和鄂东地区,这是因为短时强降水需要大量的水汽输送条件,位于东部的江汉平原和鄂东地区地势较低,更容易获得东亚夏季风所带来的水汽,西部山区受到东亚夏季风的影响远小于东部,所以短时强降水天气不活跃。总体来看,短时强降水发生概率东部大于西部,平原大于山区(郑永光等,2008)。短时强降水发生概率有增加趋势的站点占总站点数的53.24%,增幅为0～2.5%/(10 a),主要分布在鄂西南,江汉平原以及鄂东地区。

3.2不同量级降水的日变化特征

图6给出了湖北省三种量级降水频次的标准化日变化曲线,可以看出0～20 mm/h降水主峰值出现在07时,次峰值出现在17时,12时和24时的降水频次最低。短时强降水峰值出现在17时,谷值出现在12时。短时特大强降水峰值出现在15—20时,03—14时出现次数较少,由于降水量大于等于50 mm/h的降水发生概率很低,研究时段内的样本数偏少,造成其降水频次日变化曲线不如其他曲线连续平滑。

图6　湖北省三种量级降水频次的标准化日变化曲线Fig.6　Normalized diurnal variationof precipitation frequency for the three different kinds of rainfall in Hubei

由于降水日变化受区域和地形的影响很大(陈炯等,2013),图7给出了湖北省三种量级降水频次日变化位相的空间分布。可见0～20 mm/h降水(图7a)主要出现在03—09时,站点分布在鄂西北东部、江汉平原和鄂东北等地,占总站点数的64.83%。鄂东南地区0～20 mm/h降水主要出现在15—21时,鄂西南由于地势比较复杂,主要出现在夜间和早上两个时段。短时强降水(图7b)出现的时间普遍在傍晚和夜间,出现在这两个时段的站点占总站点数的66.23%,出现在早上的短时强降水明显偏少,仅有24.67%的站点分布在鄂东地区。对比短时特大强降水(图7c)的位相分布,这种强降水主要发生在傍晚和夜间的趋势更加明显,占总站数的84.41%,仅有5个站点是出现在早上。由于湖北省处于我国内陆地区,大于等于50 mm/h的降水发生概率较低,本文统计的资料长度有限,还需要统计更长时间的结果。

4　结论

降水日变化是由地表不同的热力和动力强迫共同造成的,其机理与特征异常复杂。利用2001—2014年湖北省77个国家气象观测站的整点逐时降水数据,通过划分不同区域和三种量级降水的方法,分析了夏季(6—8月)降水日变化特征。主要结论如下:

1)湖北省夏季降水日变化特征非常明显。降水量日变化呈现半日循环的特征,峰值出现在上午和傍晚,两个时段的降水量级相当。降水频次与降水强度的日变化曲线均为“一主一次”的双峰结构,这与青藏高原东移来的天气系统以及局地热力强迫有关。近14 a来,发生在15—18点的降水强度有明显的年际增强趋势。

图7　湖北省三种量级降水频次的日变化位相分布　　a.0～20 mm/h降水;b.大于等于20 mm/h降水;c.大于等于50 mm/h降水Fig.7　Spatial distribution of the diurnal precipitation frequencyphase for the three different kinds of rainfall in Hubei:(a)<20 mm·h-1;(b)≥20 mm·h-1;(c)≥50 mm·h-1

2)湖北省降水日变化具有显著的区域差异,不同区域的降水峰值(谷值)出现时间不同。鄂西北的降水量主(次)峰值出现在傍晚(午夜);鄂西南的降水量峰值时间也在傍晚和午夜,但峰值大小无明显主次之分。两个区域的降水量谷值均出现在中午。江汉平原降水量主(次)峰值出现在上午(傍晚),降水量谷值出现在午夜,鄂东北与江汉平原类似。鄂东南的日变化曲线呈现出平滑的双峰的结构,主(次)峰值出现在傍晚(上午),这与鄂东北和江汉平原刚好相反,降水量谷值出现在午夜。降水频次、降水强度的日变化曲线与降水量类似。

3)0～20 mm/h降水的高发区主要位于鄂西地区,鹤峰和宣恩等地的短时强降水发生概率为13%以上;东部平原和丘陵等地该量级降水发生概率稍低,江汉平原和鄂东北等地为8%左右,鄂东南为10%左右。0～20 mm/h的降水发生概率主要为减少趋势(趋势为减少的站点占总站数的67.53%),而增加的地区主要为鄂西和鄂东南等地。与0～20 mm/h降水的概率分布相反,大于等于20 mm/h和大于等于50 mm/h降水发生概率的高值区主要位于江汉平原和鄂东地区。总体来看,短时强降水发生概率东部大于西部,平原大于山区。短时强降水发生概率有增加趋势的站点占总站点数的53.24%,增幅为0～2.5%/(10 a),主要分布在鄂西南,江汉平原以及鄂东地区。

4)0～20 mm/h降水的日变化曲线为“一主一次”的双峰结构,主(次)峰值出现在上午(傍晚),12时和24时的降水频次最低。短时强降水(≥20 mm/h)峰值出现在17时,谷值出现在12时。短时特大强降水(≥50 mm/h)峰值出现在15—20时,03—14时出现频次较低。

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Diurnal variations of precipitation are caused jointly by different thermal and dynamic forcings on the surface.The mechanisms and characteristics involved are extraordinarily complex.This paper,based on hourly rain-gauge data from 77 stations in Hubei Province,for the period 2001—2014,provided by Hubei Meteorological Information and Technical Support Center,analyzes the diurnal variation characteristics of precipitation in summer (June—August) in Hubei Province by dividingit into five different regions (Northwest Hubei,Southeast Hubei,Jianghan Plain,Northeast Hubei and Southeast Hubei),and dividing the precipitation into three levels(0—20 mmh-1,≥20 mmh-1,and ≥50 mmh-1).

The diurnal variation characteristics of summer precipitation in Hubei Province are highly remarkable.The diurnal variation curve of precipitation is of double-peak structure,showing characteristics of semi-diurnal circulation.The peaks of precipitation occur at 0800 and 1700 BST,respectively,and the precipitation levels in the two time periods are the same.The valley values occur at 1200 and 2300 BST.The diurnal variation curves of both precipitation frequency and intensity are of double-peak structure,with one weaker than the other.This is mainly related to eastward-moving weather systems from the Tibetan Plateau and the effects of local thermal forcing.The precipitation intensity during 1500—1800 BST shows an obvious interannual increasingtrend for the past 14 years.

Regionally,the diurnal variation characteristics of precipitation in Hubei Province are noticeably distinct,with the precipitation peak or valley values in different regions occurring at different times.The primary or secondary peak of precipitation amount occurs in the evening or at midnight in Northwest Hubei;however,whilst this is also the case in Southwest Hubei,the peak amount is not subdivided into a primary or secondary value.Also,the valley values of precipitation in both areas occur at midday.Meanwhile,the primary or secondary peak of precipitation amount occurs in the morning or in the evening in Jianghan Plain,and the valley value of precipitation occurs at midnight.The situation in Northeast Hubei issimilar to that of Jianghan Plain.The diurnal variation curve in Southeast Hubei shows a smooth double-peak structure,and the primary or secondary peak value occurs in the evening or in the morning,which is opposite to that in Northeast Hubei and Jianghan Plain.The valley value of precipitation occurs at midnight.The diurnal variation curve of precipitation frequency and precipitation intensity is similar to that of precipitation amount.

The most active 0—20 mm·h-1precipitation region is the western mountain area of Hubei Province.The short duration heavy precipitation frequency in Hefeng and Xuan’en is over 13%,while the precipitation frequency in the eastern plain and hills is lower.The precipitation frequency in Jianghan Plain and Northeast Hubei is about 8%,and in Southeast Hubei it is about 10%.The trend of 0—20 mm·h-1precipitation is a decreasing one(stations with a decreasing trend account for 67.53% of the total),andthe precipitation frequency increases mainly in western and Southeast Hubei.Opposite to the frequency distribution of 0—20 mm·h-1precipitation,the most active regions with precipitation frequenciesof≥20 mm·h-1and≥50 mm·h-1are mainly in Jianghan Plain and Eastern Hubei.In general,the frequency of short-durationheavy precipitation is larger in the east than in the west,and larger in the plain than in mountain areas.Thosestations with an increasing trend of short-durationheavy precipitation account for 53.24% of total stations,increasing at 0—2.5 %·(10yr)-1.These stations are mainly distributed in Southwest Hubei,Jianghan Plain and Eastern Hubei.The diurnal variation curve of 0—20 mm·h-1precipitation is of double-peak structure,with one weaker than the other.The primary or secondary peak value occurs in the morning or in the evening.The precipitation frequency at 1200 and 2400 BST is the lowest.The peak value of short-durationheavy precipitation (≥20 mm·h-1) occurs at 1700 BST,and the valley value occurs at 1200 BST.Short-durationcatastrophic precipitation (≥50 mm·h-1) occurs at 1500—2000 BST,and rarely occurs during 0300—1400 BST.

precipitation diurnal variation;regional difference;short-duration heavy rain

(责任编辑：刘菲)

doi：10.13878/j.cnki.dqkxxb.20160130001

Characteristics of summer precipitation diurnal variations in Hubei Province

LIN Chunze1,LIU Lin1,2,LIN Wencai3,BAI Yongqi1,QI Haixia2,YANG Hao1

1HubeiKeyLaboratoryforHeavyRainMonitoringandWarningResearch,InstituteofHeavyRain,ChinaMeteorologicalAdministration,Wuhan430205,China;2WuhanCentralMeteorologicalObservatory,Wuhan430074,China;3GuangshuiMeteorologicalBureau,Guangshui432700,China

引用格式：林春泽,刘琳,林文才,等,2016.湖北省夏季降水日变化特征[J].大气科学学报,39(4):490-500.

Lin C Z,Liu L,Lin W C,et al.,2016.Characteristics of summer precipitation diurnal variations in Hubei Province[J].Trans Atmos Sci,39(4):490-500.doi：10.13878/j.cnki.dqkxxb.20160130001.(in Chinese).

*联系人，E-mail:linchunze@whihr.com.cn