中国区域逐小时地面—雷达—卫星三源降水融合实况产品在阜新地区短时强降水分析中的应用

张丹梅 赵振宇 万楠楠 谭婷婷

辽宁省阜新市气象局 辽宁 阜新 123000

引言

IPCC第四次科学评估指出，随着全球的变暖，极端气温和强降水等极端事件的发生将更频繁[1]。近年来国内外专家在区域性暴雨及其机理的研究方面做了大量工作[2]，但是三源降水融合实况产品在短时强降水应用方面研究的较少。廖捷[3]等人选取2008年9月-2010年2月的中国2400个国家级地面观测站降水资料和美国NOAA研发的CMORPH卫星反演降水产品，开展了两类降水资料的融合试验并进行评估。周璇[4]等人对比分析了国家级气象观测站逐时地面观测资料和CMORPH卫星-地面自动站融合降水数据在反映中国南方地区2008-2013年4-10月短时强降水时空分布特征上的差异。陈炯等[5]人分别利用1991-2009年基本基准气象站逐时降水资料，研究了中国暖季短时强降水的地理分布、日变化及气候变化等基本特征。本文对比分析了地面—雷达—卫星三源降水融合实况产品和气象观测站地面站点资料在反映阜新地区短时强降水时空分布特征上的异同，建立阜新地区三源降水实况产品本地化检验业务。

1 资料和方法

使用了2017-2020年5-9月份逐小时阜新地区三源降水融合实况产品（简称融合资料）469个格点和61个自动站地面站点降水资料（简称站点资料），融合资料空间分辨率为0.05°×0.05°，范围为121-123°E，41-43°N，站点资料为阜新地区2个常规自动站和59个加密自动站共61个气象观测站点。

由于现有的降水资料为整点降水资料，短时强降水标准阈值为≥20mm/h，造成非整点时段≥20mm/h的数据未被统计，这样就会出现实际发生短时强降水的次数要多于统计的次数，再加上融合资料产品业务运行时间短，逐小时降水资料样本少，为了增加样本量，选取1h降水量大于或等于15mm作为短时强降水指标。

2 短时强降水的气候特征

2.1 短时强降水的空间分布特征

分别利用融合资料（图1）和站点资料（图2）计算2017-2020年5-9月份短时强降水时数的空间分布，短时强降水发生时数最多的地区融合资料出现在阜蒙县福兴地镇和太平镇之间的两个格点数据为17次，站点资料出现在阜蒙县红帽子镇为20次，均是阜蒙县西北部。

图1 阜新地区2017-2020年5-9月份融合资料短时强降水发生时数的空间分布

图2 阜新地区2017-2020年5-9月份站点资料短时强降水发生时数的空间分布

两种资料的结果都表明，短时强降水发生最频繁的区域主要出现在阜新县西北部、彰武县西北部和彰武县东南部，不同点在于站点资料显示在阜新县西南部短时强降水发生也比较频繁，而融合资料并没有表现。融合资料体现出阜蒙县太平镇到福兴地镇有一个短时强降水活跃中心，彰武县四堡子镇北部和本站附近有二个短时强降水次活跃中心，但是在站点资料中短时强降水活跃中心更加凸显地集中在某一站点，而不是某一区域。

2.2 短时强降水的时间分布特征

由图3可以看出，2017-2020年5-9月份融合资料短时强降水发生频次的年变化，4a阜新地区469个格点共发生短时强降水3366次，年平均842次，2020年最多982次，2019年最少660次。站点资料短时强降水发生频次的年变化，4a阜新地区61个站点共发生短时强降水667次，年平均167次，2017年最多193次，2020年最少112次。

图3 阜新地区2017-2020年5-9月份融合资料和站点资料短时强降水发生频次的年变化

由图4可知，2017-2020年融合资料短时强降水发生频次的月变化，7-8月是短时强降水发生的重点月份。其中，8月1845次, 为最多，与总次数相比占54.8%；7月945次，为第二多，与总次数相比占28.1%；6月296次，逐渐减少，与总次数相比占8.8%。9月和5月分别为244次和36次，与总次数相比分别占7.2%和1.1%。站点资料短时强降水发生频次的月变化，7-8月份也是短时强降水发生的重点月份。其中，8月341次，为最多，与总次数相比占51.2%；7月155次，为第二多，与总次数相比占23.2%；6月96站次，逐渐减少，与总次数相比占14.4%。9月和5月分别为59次和16次，与总次数相比分别占8.8%和2.4%。

图4 阜新地区2017-2020年5-9月份融合资料和站点资料短时强降水发生频次的月变化

由图5可知，2017-2020年5-9月份融合资料短时强降水发生频次的日变化，发生较多的时间为10-22时，共2664次，与总次数相比占79.1%。其中17-18时出现次数最多，为695次，与总数相比占20.6%。较少的时段为夜间（23-9时），共702次，与总次数相比占20.9%，低谷期为3时，仅有8次，与总次数相比占0.2%。站点资料短时强降水发生频次的日变化，发生较多的时间在10-23时，共539次，与总次数相比占80.8%。其中17-18时最多，为125次，与总次数相比占18.7%。发生较少的时段为夜间（0-9时），共128次，与总次数相比占19.2%，低谷期为1-2时，仅有5次和7次，与总次数相比占0.7%和1.0%。

图5 阜新地区2017-2020年5-9月份融合资料和站点资料短时强降水发生频次的日变化

3 结束语

短时强降水空间分布特征站点资料和融合资料特征相近，同时短时强降水分布的局地特征在融合资料中有更加细致地描述。

短时强降水发生最频繁的区域主要出现在阜新县西北部、彰武县西北部和彰武县东南部，站点资料显示在阜新县西南部短时强降水发生也比较频繁，而融合资料并没有表现 。

两种资料所反映的短时强降水的月分布和日分规律较为一致。月分布8月份出现短时强降水的频次最多，6月份到7月份次之，9月份和5月份最少，呈夏季多发性。日分布呈单峰型，17-18时最多，呈傍晚多发性。