1953——017年阜阳市短时强降水特征分析

王 莹 张庆奎 项 阳

（阜阳市气象局，安徽阜阳 236000）

近年来，在气候变暖背景下，极端强降水事件呈现多发趋势，强降水对城市造成的灾害损失以及对人民生活带来的影响越来越大［1-5］。2012年7月21日北京大暴雨致77人死亡；2013年5月16日高铁韶关至英德间普降暴雨，雨量最高达到40mm/h，导致武汉至广州高铁大多数动车不同程度晚点；2016年6月30日阜阳地区出现明显降水，颍泉区苏集镇21～22时雨强达到83mm/h，受短时强降水影响，城市内涝、农田渍涝严重，类似例子在国内不胜枚举。可见，强降水对城市和人们生活的影响已经深入到各个方面。不少学者对短时强降水的时空分布和气候特征进行了分析。姚莉等［6］认为我国雨强的日变化具有明显的地区差异，东南沿海、淮河流域是短时强降水的高值区。袁晨等［7］认为都江堰地区短时强降水多发于夜间，午间发生短时强的频次较低；殷水清等［8］利用海河流域的逐时降水资料对海河流域的逐时降水研究表明：短时降水的频次和强度都呈增加趋势。郝莹等［9］利用1995-2010年逐小时降水量资料，分析安徽省的短时强降水时空分布特征，表明淮北地区是短时强降水的高发区。

阜阳市位于我国南北气候过渡带，季风气候特征显著，四季分明，雨量丰沛，气象灾害繁多，由短时强降水引起的暴雨天气影响尤其严重，由于对流系统的尺度小，局地性强，生命史短，预报的时效性和准确率普遍偏低，因此给阜阳市的经济和农业生产带来不利影响。本研究利用1953-2017年阜阳市6个地面国家级气象站的逐小时降水量数据，统计分析阜阳市短时强降水的年际、月际以及强度、空间分布变化特征，以期为当地市、县气象台在短时强降水的预报预警业务工作中重点监测时段和地区提供参考依据。

1 资料与方法

选取阜阳市6个国家站1953—2017年逐小时降水数据，资料来源于安徽省气象局信息中心。由于目前国内尚无统一的短时强降水的标准，根据中国气象局《全国短时临近预报业务规定》中的规定，短时强降水的基本定义为1h雨量大于等于20mm的降水，本文参考该规定的标准。在进行短时强降水统计时，依据气象观测规范，以20时（北京时，下同）为日界。定义6个国家级观测站点中只要有1个站点出现大于等于20mm/h的降水则为1个短时强降水日；1d中同一站点出现多次短时强降水，则累加统计站次。

2 结果分析

2.1 年际变化1953—2017年阜阳市出现短时强降水总计1368站次，年平均21站次，年平均强度30.7mm。其中阜阳本站最多（4.0站次/a），界首站次之（3.7站次/a），太和站最少（2.7站次/a）。由图1可知，通过对变化曲线进行线性拟合，提取出其中的斜率因子，以此来表征其变化趋势（斜率为负表示有下降趋势，斜率为正表示有上升趋势）。从线性拟合的斜率来看，阜阳市短时强降水有增加的趋势，为2.269次/10a。从短时强降水出现的逐年总站次来看，近65a发生短时强降水最多的为57次（2005年），最少的为1次（1953年）；整体呈明显上升趋势（通过0.01检验）。

图1 1953—2017年历年短时强降水出现频次

由图2可知，通过对阜阳市历年短时强降水的强度进行分析可以发现，阜阳的短时强降水以20～30mm的为主，占总频次的65%，其次为30～40mm的短时强降水（29%）。从逐小时整点降水量来看，阜阳市出现短时强降水的多年平均雨强为30.2mm/h，1966年最小（23.8mm/h），1953年最大（83.4mm/h）。从极端降水的强度（图3）来看，阜阳市极端小时降水量最大值为120mm，出现在界首站；50mm以上的短时强降水出现64次，80mm以上的短时强降水仅出现9次。

图2 历年短时强降水雨强和历年短时强降水最大雨强

图3 1953—2017年两年短时间强降雨量

2.2 月变化由图4可知，阜阳市短时强降水天气主要发生在汛期5—9月，不分等级的短时强降水发生次数呈现明显的单峰型分布，6—8月为主要发生月，其中7月份出现站次最多，发生频率超过40.8%，8月（22.2%）多于6月（20.5%）。

图4 不分等级短时强降水月变化

由图5可知，20mm发生在7月最多，6月多于8月；30mm7月最多，8月多于6月；50mm主要集中在7、8月，其中7月最多；80mm发生在8月最多，7月和9月频次相当。

图5 不同等级短时强降水逐月分布（a.20mm b.30mm c.50mm d.80mm）

2.3 日变化短时强降水日变化特征可以揭示短时强降水时间发生的频数在1天24小时内的变化情况。由图6可知，从不分等级短时强降水各时段的出现频次看有2个高峰时段，峰值在早晨前后和傍晚前后。阜阳市短时强降水多发于夜晚至凌晨，凌晨时分的降水强度最大，对于这种夜间多发性，有学者认为这与低空急流常在夜间加强有关［10］。且该时段气压也处于1天中的较低时刻，有利于低压辐合的形成，易于对流天气的产生。

图6 不分等级短时强降水日变化

由图7可知，20mm为双峰型，最大峰值在早晨；30mm为双峰型特征，最大峰值在傍晚；50mm为单峰型特征，峰值在傍晚前后；80mm为单峰型，峰值在夜间到早晨，但是由于样本仅8个，统计特征代表性不足。

图7 不同等级短时强降水逐时分布（a.20mm b.30mm c.50mm d.80mm）

由图8可知，4月呈现双峰型，峰值出现在凌晨和傍晚，最大峰值在傍晚；5月呈三峰型，峰值在早晨、下午和晚上，最大峰值在下午；6月呈双峰型，峰值在早晨和傍晚，最大峰值在早晨；7月呈双峰型，峰值在早晨和傍晚，最大峰值在早晨；8月呈单峰型，峰值在傍晚；9月呈双峰型，峰值在早晨和傍晚，最大峰值在早晨。774-777

图8 不分等级短时强降水逐时分布的月变化

3 结果与讨论

利用1953—2017年阜阳市6个地面国家级气象站的逐小时降水量数据，统计分析阜阳市短时强降水的年际、月际以及强度、空间分布变化特征。结果表明：（1）6站多年平均短时强降水频次为每站4次，6个国家站空间分布差异不大，以20mm/h的短时强降水发生频率为最多。（2）短时强降水中7月最多，其次8月，再次6月；4个等级的短时强降水中，除80mm/h的短时强降水8月最多外，其余3个等级均是7月最多。（3）短时强降水在逐时分布上显示为双峰型特征，峰值在早晨前后和傍晚前后，最大峰值早晨与傍晚相当。4个等级的短时强降水中，除80mm/h的短时强降水外，伴随的短时强降水等级的提升，其最大峰值由早晨向傍晚转移。（4）不同月份短时强降水的逐时分布显示，雨季夜雨（早晨）明显，6、7为汛期雨季，9月为淮河秋雨。（5）短时强降水发生频率和极端雨强都呈现出上升的年代际变化特征，极端雨强上升趋势尤为明显。