2010—2020年舟曲短时强降水时空特征分析

李小霞，贺海燕，王 涛，魏 玮，金满慧

1.甘肃省甘南藏族自治州舟曲县气象局，甘肃舟曲 746300；2.甘肃省甘南藏族自治州卓尼县气象局，甘肃卓尼 747600；3.甘肃省甘南藏族自治州气象台，甘肃合作747000

短时强降水是夏季极易发生的一种强对流天气，其天气系统发生发展迅速，极易造成山体滑坡、泥石流及城市内涝等灾害，对城市排涝系统造成强大的压力[1]，严重威胁社会发展。由于短时强降水多由中小尺度天气系统造成，发展迅速，对短时强降水量级及落区预报一直是预报的瓶颈[2]。近年来，有大量学者从短时强降水环流特征、影响系统及时空分布方面进行了研究[3-6]，但针对舟曲地区短时强降水的时空分布特征研究相对较少。本文利用2010—2020年舟曲地区1 h降水量观测资料，分析了舟曲地区短时强降水发生的时空分布特征，为预报舟曲短时强降水重点防范区域提供参考。

1 资料与方法

舟曲地处南秦岭山区，岷山山系贯穿全境，海拔1 173~4 504 m，地势西北高东南低，地形地貌复杂，沟壑纵横，高低悬殊，是典型的高山峡谷区。境内自然灾害频繁，是“5·12”特大地震和“8·8”特大山洪泥石流灾害重灾县，同时也是全国滑坡、泥石流、地震三大地质灾害多发区。

舟曲地处青藏高原边缘地带，受下坡气流影响，同时又受西风带及西南气流共同影响，辖区内极易出现短时强降水的发生。而舟曲地区地面多石质土壤，遇有强降水天气，极易诱发山洪、滑坡、泥石流等次生灾害。由于其自身地形特殊性，常因强降水天气造成的地表径流迅速向山谷、河流、塘坝汇集下泻导致舟曲道路中断、电力通信故障等时常发生，破坏性极大，对舟曲地区社会生产活动造成了不可挽回的经济损失。

本文对2010—2020年舟曲国家气象观测站及辖区内48个区域自动气象站短时强降水观测资料进行分析。短时强降水界定：小时降水量≥20.0 mm。

2 结果与分析

2.1 短时强降水的时间变化特征

2.1.1 年变化舟曲地区2010—2020年短时强降水共出现193次（图1），近11年舟曲地区短时强降水出现频次呈“双峰型”，平均每年出现17.5次。其中2011年短时强降水出现次数最少为0次，2017年出现次数最多为38次，短时强降水发生频率达到19.7%，相当于每5天就要出现一次短时强降水天气过程；次多年为2013年和2018年，短时强降水出现次数均达到31次，短时强降水发生频率达到16.1%。

图1 舟曲地区2010—2020年短时强降水出现频次的年变化

2.1.2 月变化统计舟曲地区2010—2020年短时强降水月变化（图2）发现，一年中在4—9月出现短时强降水，但同处甘南地区的其他县市4月并未出现短时强降水，这可能与其处于同纬度但海拔较低有关，且4—9月短时强降水出现频次呈明显的先增加后迅速减少的特征。其中8月短时强降水出现次数最多，共出现86次，占全年总次数的45%，其次为7月，出现了60次，7—8月短时强降水出现频次占全年的75.6%；4月、9月出现次数最少，分别为5次、6次。

图2 舟曲地区2010—2020年短时强降水出现频次的月变化

2.1.3 旬变化统计发现舟曲地区2010—2020年短时强降水主要出现在4—9月，故在分析短时强降水的旬变化时制作了2010—2020年舟曲地区短时强降水相应的旬变化特征（图3），可以发现舟曲地区2010—2020年4月中旬、9月下旬未出现过短时强降水，6月上旬短时强降水出现次数开始逐渐增多，7月下旬—8月上旬短时强降水出现次数达到峰值，出现次数分别为37次、43次，占全月的57%；8月上旬之后短时强降水出现次数开始逐渐下降，截至9月中旬之后再无短时强降水出现。

图3 舟曲地区2010—2020年短时强降水出现频次的旬变化

2.1.4 日变化将1 d分为6个时段：20:00~23:00（上 半 夜）、00:00~03:00（下半夜）、04:00~07:00（凌晨）、08:00~11:00（上午）、12:00~15:00（下午）、16:00~19:00（傍晚）[7]。分析发现（图4），舟曲地区2010—2020年短时强降水最容易出现在傍晚到次日下半夜之间，即17:00~01:00，其中,上半夜出现的频次为68次，下半夜出现频次为49次，凌晨出现频次为8次，上午到下午极少出现，11年间共出现3次，傍晚出现频次达59次。这与午后及地面湍流热交换作用明显增强有关，加上舟曲地处山区，多石质土壤，比热容较高，下垫面加热更为明显，上升运动更加强烈，外加天气系统作用，极易导致短时强降水的出现。因此在此处居住的居民要更加关注天气预警信息，并防范夜雨致灾。

图4 舟曲地区2010—2020年短时强降水出现频次的日变化

2.2 短时强降水的空间变化特征

对舟曲地区2010—2020年短时强降水进行空间分析（图5）发现，后北山、坪里、马土山、舟曲本站2010—2020年间各站只出现过1次短时强降水，桥子在2010—2020年之间出现短时强降水11次，次强9次。整体来看，短时强降水主要出现在舟曲东北部及中部地区。从（图5b）中可以发现武坪镇在2010—2020年出现短时强降水次数最多，共有5个区域站点累计出现短时强降水达36次；次强为峰迭镇，2010—2020年间共有5个区域站点累计出现短时强降水24次。插岗在2010—2020年并未出现过短时强降水。

3 结论

（1）舟曲地区在2010—2020年短时强降水出现频次呈“双峰型”，平均每年出现17.5次。其中，2011年短时强降水出现次数最少为0次，2017年出现次数最多为38次。

（2）4—9月短时强降水出现频次呈明显的先增加后迅速减少的特征。8月短时强降水出现次数最多，其次为7月，短时强降水出现次数达到60次，7—8月短时强降水出现频次占到全年的75.6%；出现次数较少的4月、9月，短时强降水在11年间出现次数则分别5次、6次。

（3）舟曲地区在6月上旬短时强降水出现次数开始逐渐增多，7月下旬—8月上旬短时强降水出现次数达峰值，分别为37次、43次，占全月的57%；8月上旬之后短时强降水出现次数开始逐渐下降，截至9月中旬之后再无短时强降水出现。

（4）舟曲短时强降水在上半夜出现的频次为68次，下半夜出现的频次为49次，凌晨出现8次，上午到下午极少出现，11年间共出现3次，傍晚出现59次。