论文部分内容阅读
短时强降水具有时间短，雨强大，局地性强的特点，做好短时强降水研究对防灾减灾工作具有重大意义。由于短时强降水天气主要发生在夏季，本文选用阜新地区2个常规自动站及59个加密自动站2009～2016年5～10月观测到的逐小时降水资料，对阜新地区短时强降水的年变化、月变化、旬变化、日变化及空间分布特征进行了详细的分析，并根据环流特征进行了天气分型，从中寻找预报员预报着眼点和气象服务的关键点，以便更好地进行短时强降水的预报、预警服务工作。
1 短时强降水标准
短时强降水是指短时间内降水强度大，降水量达到或超过某一量值的天气现象，是短时强对流天气中的一种，一般将1h降水量≥20mm的降水定义为短时强降水。因此，本文中短时强降水定义为小时降雨量大于20mm的降水，区域自动站中有一个站出现R≥20mm/h即定义为1个短时强降水日
2 等级分布特征
将阜新地区的短时强降水样本划分成20～30、30～40、40～50、≥50mm/h，4個强度等级。计算得到，2009～2016年5～10月阜新地区共出现了745站次的短时强降水，其中20～30mm/h的降水出现了506站次，占总数的比例为68%，30～40mm/h的降水出现了152站次，占总数的比例为20%，40～50mm/h的降水出现了51站次，占总数的比例为7%，大于等于50mm/h的降水出现了36站次，比例仅为5%，符合降水强度越强，出现的频次越小的一般规律。
3 短时强降水时间分布特征
3.1 年际变化特征
阜新地区短时强降水有较为明显的年际变化特征，总体来看，以3年为一周期。2009～2016年5～10月阜新地区共发生短时强降水133日次，平均每年16.6日次，其中2011年发生短时强降水的日数最多，有21日，而2012年最少，仅有10日出现了短时强降水。
3.2 逐月分布特征
将短时强降水样本按出现的月份进行统计发现，7月平均每年出现5.6次短时强降水天气，占总次数的34%，为出现短时强降水频次最多的月份，其次为8月，平均每年出现短时强降水4.9次，占总次数的29%，最少的是10月，仅在2013年10月10日出现1次短时降水。
3.3 逐旬变化特征
阜新地区短时强降水的降水集中期（7、8月份）进行逐旬统计，发现各旬的短时强降水存在明显的日变化，并且峰值不尽相同。7月份短时强降水的高峰时段随着日期的增加逐渐向更早的时段推移，7月上旬的峰值在傍晚17∶00左右;7月中旬的峰值在下午15∶00左右;7月下旬的峰值在午间11∶00及13∶00～14∶00。而8月份各旬短时强降水的高峰时段较为相似，主要集中在午后到傍晚时间段，8月上旬的峰值为17∶00，8月中旬的峰值为14∶00，8月下旬的峰值为16∶00。8月份各旬的其他时段，发生短时强降水的频次很少。
3.4 逐时变化特征
整体来看，阜新地区短时强降水存在明显的日变化，出现的高峰时段为午后到傍晚（14∶00～18∶00），符合午后多对流的特点。阜新地区短时强降水日分布的最大峰值出现在17∶00，近8年出现31次≥20mm/h短时强降水，其次为18∶00，近8年均出现30次≥20mm/h短时强降水。谷值出现在夜间11∶00，近8年共出现≥20mm/h短时强降水仅有8次。
4 短时强降水空间分布特征
阜新地区短时强降水（1h≥20mm）发生频次空间分布不均匀，整体呈现自东向西逐渐减少的特点。阜新地区短时强降水的高发区主要集中在阜新东南部，发生较少的区域为阜新西北部。几个高发区分别为五峰、兴隆堡、二道河子、彰武，其中发生短时强降水频次最高的乡镇为五峰，平均每年发生2.4次。
5 短时强降水天气分型
5.1 东北冷涡型
500～850hPa均有闭合低中心，并配合有冷温度槽或冷中心，自贝湖地区东移发展。冷涡后部有强冷空气堆积，随着冷涡缓慢东移，冷空气移近，850hpa配合有暖切和低空急流，输送水汽和不稳定能量，在锋面触发下形成大面积的短时强降水天气。此种类型多发生在6～8月，其中7月最为常见。
5.2 横槽型
500hPa高空，阜新地区北部存在一横槽，横槽北部的东北气流输送冷空气南下，横槽不断发展。中低层有横槽或横切变相配合，且位置和走向与500hPa基本一致。阜新地区处于地面横切的南部或倒槽顶部，当横槽转竖及地面横切变过境前后时，阜新地区产生短时强降水天气，此类型多发在7月。
5.3 高空槽型
500hpa存在高空槽，且高度槽后常伴有冷温度槽，中低层强盛的偏南气流中常伴有低空急流，地面配合有冷锋或副冷锋。高空槽东移时地面冷锋或副冷锋东移，受锋前的低压控制，槽线东移较为缓慢，与副高外围的低层暖湿气流配合，在槽与副高之间形成位势不稳定，在地面冷锋的触发下，产生短时强降水天气。此类型主要出现在7～8月，8月居多。
5.4 西北气流型
阜新地区上空500hpa为槽后脊前的偏北气流控制，中低层有切变线或低槽，配合暖舌或西南急流，地面有冷锋、静止锋或切变线。高空偏北气流携带的干冷空气叠加于低层暖湿气流之上，形成上冷下暖的不稳定层结结构，在低层切变和辐合的动力抬升作用下，使阜新地区产生短时强降水天气，此种类型出现较少，主要发生在7月。
6 综述
阜新地区短时强降水具有一定的年际变化特征，且集中发生在5～10月，7月发生频次最多，其次为8月，最少为10月。阜新地区短时强降水的日变化明显，高峰时段为14∶00～18∶00。按照逐旬统计后同样有明显日变化，7月各旬峰值逐渐提前，8月峰值集中在14∶00～17∶00，其他时段发生短时强降水概率很低。阜新地区短时强降水整体呈现东多西少的特点，高发区主要位于阜新东南部一带。分析发现有利于阜新地区短时强降水发生的环流背景主要有四类：东北冷涡型、横槽型、高空槽型、西北气流型。
1 短时强降水标准
短时强降水是指短时间内降水强度大，降水量达到或超过某一量值的天气现象，是短时强对流天气中的一种，一般将1h降水量≥20mm的降水定义为短时强降水。因此，本文中短时强降水定义为小时降雨量大于20mm的降水，区域自动站中有一个站出现R≥20mm/h即定义为1个短时强降水日
2 等级分布特征
将阜新地区的短时强降水样本划分成20～30、30～40、40～50、≥50mm/h，4個强度等级。计算得到，2009～2016年5～10月阜新地区共出现了745站次的短时强降水，其中20～30mm/h的降水出现了506站次，占总数的比例为68%，30～40mm/h的降水出现了152站次，占总数的比例为20%，40～50mm/h的降水出现了51站次，占总数的比例为7%，大于等于50mm/h的降水出现了36站次，比例仅为5%，符合降水强度越强，出现的频次越小的一般规律。
3 短时强降水时间分布特征
3.1 年际变化特征
阜新地区短时强降水有较为明显的年际变化特征，总体来看，以3年为一周期。2009～2016年5～10月阜新地区共发生短时强降水133日次，平均每年16.6日次，其中2011年发生短时强降水的日数最多，有21日，而2012年最少，仅有10日出现了短时强降水。
3.2 逐月分布特征
将短时强降水样本按出现的月份进行统计发现，7月平均每年出现5.6次短时强降水天气，占总次数的34%，为出现短时强降水频次最多的月份，其次为8月，平均每年出现短时强降水4.9次，占总次数的29%，最少的是10月，仅在2013年10月10日出现1次短时降水。
3.3 逐旬变化特征
阜新地区短时强降水的降水集中期（7、8月份）进行逐旬统计，发现各旬的短时强降水存在明显的日变化，并且峰值不尽相同。7月份短时强降水的高峰时段随着日期的增加逐渐向更早的时段推移，7月上旬的峰值在傍晚17∶00左右;7月中旬的峰值在下午15∶00左右;7月下旬的峰值在午间11∶00及13∶00～14∶00。而8月份各旬短时强降水的高峰时段较为相似，主要集中在午后到傍晚时间段，8月上旬的峰值为17∶00，8月中旬的峰值为14∶00，8月下旬的峰值为16∶00。8月份各旬的其他时段，发生短时强降水的频次很少。
3.4 逐时变化特征
整体来看，阜新地区短时强降水存在明显的日变化，出现的高峰时段为午后到傍晚（14∶00～18∶00），符合午后多对流的特点。阜新地区短时强降水日分布的最大峰值出现在17∶00，近8年出现31次≥20mm/h短时强降水，其次为18∶00，近8年均出现30次≥20mm/h短时强降水。谷值出现在夜间11∶00，近8年共出现≥20mm/h短时强降水仅有8次。
4 短时强降水空间分布特征
阜新地区短时强降水（1h≥20mm）发生频次空间分布不均匀，整体呈现自东向西逐渐减少的特点。阜新地区短时强降水的高发区主要集中在阜新东南部，发生较少的区域为阜新西北部。几个高发区分别为五峰、兴隆堡、二道河子、彰武，其中发生短时强降水频次最高的乡镇为五峰，平均每年发生2.4次。
5 短时强降水天气分型
5.1 东北冷涡型
500～850hPa均有闭合低中心，并配合有冷温度槽或冷中心，自贝湖地区东移发展。冷涡后部有强冷空气堆积，随着冷涡缓慢东移，冷空气移近，850hpa配合有暖切和低空急流，输送水汽和不稳定能量，在锋面触发下形成大面积的短时强降水天气。此种类型多发生在6～8月，其中7月最为常见。
5.2 横槽型
500hPa高空，阜新地区北部存在一横槽，横槽北部的东北气流输送冷空气南下，横槽不断发展。中低层有横槽或横切变相配合，且位置和走向与500hPa基本一致。阜新地区处于地面横切的南部或倒槽顶部，当横槽转竖及地面横切变过境前后时，阜新地区产生短时强降水天气，此类型多发在7月。
5.3 高空槽型
500hpa存在高空槽，且高度槽后常伴有冷温度槽，中低层强盛的偏南气流中常伴有低空急流，地面配合有冷锋或副冷锋。高空槽东移时地面冷锋或副冷锋东移，受锋前的低压控制，槽线东移较为缓慢，与副高外围的低层暖湿气流配合，在槽与副高之间形成位势不稳定，在地面冷锋的触发下，产生短时强降水天气。此类型主要出现在7～8月，8月居多。
5.4 西北气流型
阜新地区上空500hpa为槽后脊前的偏北气流控制，中低层有切变线或低槽，配合暖舌或西南急流，地面有冷锋、静止锋或切变线。高空偏北气流携带的干冷空气叠加于低层暖湿气流之上，形成上冷下暖的不稳定层结结构，在低层切变和辐合的动力抬升作用下，使阜新地区产生短时强降水天气，此种类型出现较少，主要发生在7月。
6 综述
阜新地区短时强降水具有一定的年际变化特征，且集中发生在5～10月，7月发生频次最多，其次为8月，最少为10月。阜新地区短时强降水的日变化明显，高峰时段为14∶00～18∶00。按照逐旬统计后同样有明显日变化，7月各旬峰值逐渐提前，8月峰值集中在14∶00～17∶00，其他时段发生短时强降水概率很低。阜新地区短时强降水整体呈现东多西少的特点，高发区主要位于阜新东南部一带。分析发现有利于阜新地区短时强降水发生的环流背景主要有四类：东北冷涡型、横槽型、高空槽型、西北气流型。