北京市大兴地区近5年强降水统计特征

赵晨 岳志忠 陈学玲 王子静 孙岩 王璐

（北京市大兴区气象局，北京 102600）

北京市大兴地区近5年强降水统计特征

赵晨 岳志忠 陈学玲 王子静 孙岩 王璐

（北京市大兴区气象局，北京 102600）

选取2009—2013年4—10月北京市大兴国家一般气象站的61次中雨以上降雨过程，采用统计分析等方法，对降水的时空分布及雷达回波特征进行分析。统计结果表明：在明显降雨时，多以阵性降雨或混合性降雨为主；61次降水过程中，过程降水量以中雨和大雨居多，大兴站暴雨最大日降水量为185.4 mm，出现在2011年7月21日；1 h最大降水量为56.5mm，出现在2011年7月24日19:00—20:00；强降水主要出现在傍晚和夜间；雷达回波分析显示，强降水的移动路径主要为西南方向和西北方向。

强降水；实况分布；特征

北京市南部平原的大兴区，是粮食产区、旅游农业区，降水对当地农业生产等活动有重大影响，尤其是短时强降水是当地农业生产等方面致灾的主要因素。大兴区夏季受副热带高压西南暖湿气流及高空槽影响，极易出现短时强降水及强对流天气，并且影响大兴地区的天气系统路径多变，主要有西南路径、西北路径、东南路径等。面对气象业务防灾减灾的需求，要求区气象局的预报服务工作要进一步加强。做好天气预报服务，尤其是做好短临天气预报，做到1～2 h的预报提前量，对大兴区防灾减灾有重大意义。尺度小，突发性强、灾害性大，预报难度大是短时强降水的特点。目前，大兴区气象台主要通过当地加强监测天气实况，在上级部门的指导下进行预报预警工作，因为大兴地区降水路径来源多变，做好预报预警工作有较高难度，并且对降水量级、落区很难把握。

目前，伴随着多普勒雷达在天气学中的应用与发展，国内针对不同天气系统对降水影响类的研究也很多，大多是针对不同地区的特有地形对降水分布的影响进行研究雷达产品本地化应用解释［1］，或者是通过降水数据对数值预报、雷达等产品进行反算，对产品进行订正，进一步对业务运行即天气预报进行指导［2］。从所查的资料看，只有2013年5月张之贤［3］对此类型问题进行了分析，也着重分析了强降水天气发生的环境条件，以及探空、雷达等产品的反算订正。王令、康玉霞等［4］主要研究了北京地区不同的强对流天气的雷达回波特征，得出了“冰雹、雷雨大风与暴雨的动力结构有着明显的差异。地形的影响是显著的。”的结论。

该文通过分析大兴区2009—2013年强降水天气的时空分布、雷达回波的移动路径等特征，对当地日后短历时降水预报进行指导，为当地应对强降水的防灾减灾工作提供帮助。

1 资料来源

研究所用资料包括2009—2013年大兴国家一般气象站观测资料和雷达回波资料。利用大兴国家一般气象站2009—2013年4—10月的自动站观测资料、雷达回波图等资料对强降水天气（日降水量在10.0 mm及以上）进行筛选和计算，筛选的结果制作成数据集，对强降水天气的时空分布特征进行统计分析。

2 强降水天气典型特征

2.1 降水性质特征

根据2009—2013年大兴站4—10月强降水天气过程（日降水量在10.0 mm及以上）统计，共有61次降水过程，按照大兴站实况天气现象资料，将降水过程基本分为普通降水、阵性降水、混合型降水三类。该特征表明：在61次中雨以上降水过程中，稳定性降水18次，占29.5%；阵性降水31次，占50.8%；混合型降水12次，占19.7%；2009—2013年间，阵性降水显著偏高，说明当地的主要降雨以阵性降雨或混合性降雨为主。

2.2 降水量分布特征

2.2.1 降水量等级分布特征。61次降水过程，按照降水量级划分，如图1所示。图1表明，降水量达到10.0～24.9 mm的中雨32次，占总数的52%；降水量达到25.0～49.9 mm的大雨20次，占总数的33%；降水量≥50.0 mm的暴雨9次，降水量达到100.0～199.0 mm的大暴雨2次。由图1可以看出，2009—2013年，中雨量级几乎每年出现，且2013年中雨量级出现次数较多，占全年降水次数的32%；2009、2010年降水基本上以中雨为主；2011、2012年出现大暴雨量级的降水。2009—2013年统计结果显示，当地出现中雨量级的降水较频繁，大暴雨量级的降水较少。

2.2.2 日降水量分布特征。2009—2013年4—10月，大兴站中雨以上强降水日降水量及小时最大降水量特征表明，大兴站最大日降水量为185.4 mm，出现在2012年7月21日；1 h最大降水量为56.5 mm，出现在2011年7月24日19:00—20:00。

图1 2009—2013年不同降水强度（中雨、大雨、暴雨、大暴雨）的发生次数统计图

2.3 降水时间分布特征

2.3.1 月变化特征。2009—2013年4—10月，大兴地区强降水天气主要集中在6—9月，其中7月最多，达20次，约占33%。在每年6—9月受太平洋副热带高压影响，华北地区进入汛期，降水相对偏多，雨量偏大。而大兴隶属华北区域，故降水主要集中在6—9月。

2.3.2 日变化特征。大兴地区强降水主要出现在傍晚和夜间。其中，午后到夜间以阵性强降水为主，稳定性降水的较强时段主要出现在凌晨；早晨到中午稳定性降水出现概率很小，混合性降水和阵性降水在各个时段均有可能出现。

2.4 雷达回波移动路径特征

经雷达显示工作站（PUP）回放61次强降水过程雷达反射率因子图像，分析显示，强降水的移动路径主要为西南方向（70%）和西北方向（20%）；东南方向和本地热对流生成较少，各为5%。

2.5 大兴本站短时强降水过程统计

表1 2009—2013年大兴短时强降水过程统计

表1为大兴本站2009—2013年短时强降水过程出现时间及雷达路径、降水性质。从表1可以看出，降水性质以阵性和混合降水为主，降水时间大部分出现在傍晚或者夜间，降雨系统移动路径以西南向东北移动为主。

表2 2009—2013年大兴短时强降水参数变化特征

2.6 大兴短时强降水参数分析

表2为短时强降水时雷达数据资料，分析显示，短时强降水出现时雷达反射率因子屏显特征是带状、弓形回波、宽带状、片状。大于40dBz强回波高度范围是5～9 km，回波顶高出现的最大范围是5～10 km，垂直累积液态水含量最大范围为8～33 kg/m2。

3 结论

利用2009—2013年4—10月大兴国家一般气象站的自动站实况、雷达图等资料，采用统计分析等方法，对大兴区的强降水的时空分布及雷达回波特征进行了分析，结果如下。

①61次中雨以上降水过程中，稳定性降水18次，阵性降水31次，混合型降水12次。可见，阵性降水占50.8%，阵性及混合性降水占70.5%。说明在明显降雨时，多以阵性降雨或混合性降雨为主。

②61次降水过程中，降水量10.0～24.9 mm的中雨32次，占总数的52%；降水量25.0～49.9 mm的大雨20次，占总数的33%；降水量≥50.0 mm的暴雨9次，降水量100.0～199.0 mm的大暴雨2次。5 a间，大兴站暴雨最大日降水量为185.4 mm，出现在2011年7月21日。1 h最大降水量为56.5 mm，出现在2011年7月24日19:00—20:00。

③强降水主要出现在傍晚和夜间。其中，午后到夜间以阵性强降水为主，稳定性降水的较强时段主要出现在凌晨。

④雷达回波分析显示，强降水的移动路径主要为西南方向（70%）和西北方向（20%）；东南方向和本地热对流生成较少，各为5%。

⑤根据在出现短时强降水时雷达数据资料提炼，分析得出：短时强降水出现时雷达反射率因子屏显特征是带状、弓形回波、宽带状、片状。大于40dBz强回波高度范围是5～9 km，回波顶高出现的最大范围是5～10 km，垂直累积液态水含量最大范围为8～33 kg/m2。

［1］庄薇.青藏高原复杂地形雷达估测降水关键方法研究［D］.南京：南京信息工程大学，2013：15.

［2］江源.天气雷达观测资料质量控制方法研究及其应用［D］.南京：南京信息工程大学，2013：38.

［3］张之贤.陇东南地区短时强降水时空分布特征及短时临济预报技术研究［D］.兰州：兰州大学，2013：24.

［4］王令，康玉霞，焦热光，等.北京地区强对流天气雷达回波特征［J］.气象，2004（7）：31-36.

S161.6

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1674-7909（2016）21-88-3