赵克明，古丽格娜·海力力，美丽巴奴·艾则孜，阿不力米提江·阿布力克木，羊　兴

（1.新疆气象台，新疆　乌鲁木齐830002；2.新疆气象信息中心，新疆　乌鲁木齐830002；3.喀什地区气象局，新疆　喀什，844000）



喀什市降水的日变化特征分析

赵克明1，古丽格娜·海力力2，美丽巴奴·艾则孜1，阿不力米提江·阿布力克木1，羊兴3

（1.新疆气象台，新疆乌鲁木齐830002；2.新疆气象信息中心，新疆乌鲁木齐830002；3.喀什地区气象局，新疆喀什，844000）

摘要：利用1994—2013年5—9月喀什气象站逐小时降水资料，分析喀什近20a降水的日变化特征。研究表明，20时至翌日06时为降水量的高值阶段，最大值出现在01时，07—19时为降水量的低值时段，最小值出现在16时。降水频次的高值区为00时至07时，降水最不易产生的时间为17时。降水强度最高值在20时，次高值为01时，也是累积降水量较大时刻，降水强度最低值出现在15时也是累积降水量的低值区。喀什的降水主要以短时性降水（1～3h）为主，多发生在傍晚至夜间，1h降水频次最多的是量级≤1mm的降水，但1.1mm≤R1≤3.0mm量级的降水贡献率最高。小雨、中雨及大雨降水过程最易发生时段均为前半夜，下午为各量级降水过程发生最少的时段。

关键词：降水；日变化；雨强；持续时间；喀什

赵克明，古丽格娜·海力力，美丽巴奴·艾则孜，等.喀什市降水的日变化特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2016，10（2）：31-35.

降水是一个地区气候变化最直接、最敏感的因素，降水量对国民经济和人民生产、生活有极其重要的影响。近年来全球气候变化及其引发的自然灾害引起人们的普遍关注，暴雨、雪灾、洪涝灾害等不仅与降水量有关，还与降水强度及降水日数有密切关系[1-11]，而对于降水的研究，也由过去的单一地对降水量的研究转向对降水量、雨日、雨强的综合研究，因为只有综合地研究雨日和降水量才能更好地体现降水强度的变化。近年来气象工作者逐步开展了以逐日、逐时降水资料为基础的关于降水事件的研究，姚莉等[12]基于我国1991—2005年逐小时的降水观测资料，通过概率分布、统计检验与机制分布等方法，分析研究了我国中东部地区逐时降水强度的时空分布特征；周雪英等[13]利用巴音布鲁克气象站1960—2011年逐日降水资料，分析了巴音布鲁克山区日降水的变化趋势和突变特征；汪清春等[14]利用青海省1961—2002年26个代表站逐日雨量资料和青海省东部地区10个站1981—2001年降水资料自记资料，分析近40年来青海省雨日、雨强气候变化；唐冶等[15]利用1991—2011年5—9月伊宁市气象站逐小时降水资料，分析了伊宁近21 a降雨特征；尤焕苓等[16]采用15个常规气象站1961—2010年逐日降水数据资料，分析了北京地区降水量、降水日数和降水强度的变化趋势；王世杰等[17]利用1991—2010 年5—9月乌鲁木齐市气象站降水量资料，分析了乌鲁木齐近20 a降雨特征；黄秋霞等[18]基于伊宁市2007—2011年逐时自动站降水资料，分析主汛期（5—8月）降水日变化特征。

喀什地处欧亚大陆中部的中纬度地区，并且2010年喀什辟为国家第六经济特区，也成为中国内陆第一个经济特区，因此研究了解喀什降水特征不仅对人民生活极其重要，也对今后喀什经济发展极为重要。近年来也有许多气象工作者对喀什降水开展了研究，黄艳等[19]选用喀什地区1961—2005年45 a的逐月降水量资料，分析了喀什地区平原和山区年降水量的分布特征；郑红莲等[20]利用喀什地区1951—2008年的月平均气温、降水资料，用经验函数拟合法和小波分析法对喀什地区的月平均气温和月降水量的变化趋势和周期变化进行了分析研究。但上述研究多基于日、月降水量进行分析，由于观测资料的限制，对喀什降雨精细化特征研究很少。本文利用1994—2013年5—9月喀什气象站的逐小时降水资料，从多种角度分析近20 a喀什降水的日变化特征，试图给出具有较多参考信息的分析结果，为精细化降雨预报预警提供基础性背景资料。

1　资料与方法

选用经过新疆气象局信息中心校验后的喀什市气象站1994—2013年5—9月的逐小时降水量资料，通过筛选去除缺测的降水记录，对逐小时降水频次、高发时段和不同量级逐时雨强发生频次、雨日等进行统计分析。雨日定义为日降雨量大于等于0.1 mm的日数，如果前一日20时（北京时，下同）到当日20时之间降水量大于等于0.1 mm，就记为一个雨日，这24 h雨量称为日雨量。根据新疆降水量等级标准[21]，定义小雨日为日雨量≥0.1 mm且≤6 mm的日数；中雨日为日雨量≥6.1 mm且≤12 mm的日数；大雨为日雨量≥12.1 mm且≤24 mm的日数；暴雨日为日雨量＞24 mm的日数。

当一次降水结束后6 h没有降水发生，就认为该次降水过程结束。例如：02时持续4 h降水就是指：01:01开始、止于05时的降水过程。在分析不同量级降水过程变化特征时，过程降水量用R表示，当0.1 mm≤R≤6.0 mm时定义为一个小雨过程；当6.1 mm≤R≤12.0 mm时定义为一个中雨过程；当12.1 mm≤R≤24.0 mm时定义为一个大雨过程；R≥24.1 mm时定义为一个暴雨过程。对于不同量级降水的日变化特征的分析，将每日24 h分成4个时段，考虑到喀什所处的时区，4个时段分别为：上午（09—14时）、下午（15—20时）、前半夜（21—02时）、后半夜（03—08时），然后统计各量级降水的频次、持续时间、发生时段。

对于逐小时降水频次的统计，只要该时刻内降水量大于0.1 mm，就认为该小时内有一次降水发生，然后统计各时次降水频次的总和。雨强，又称为降雨强度，指单位时间的降雨量，文中雨强均指1 h雨强。将1 h雨强（1 h降水量用R1表示）分为6个量级，即R1≤1 mm，1.1 mm≤R1≤3 mm，3.1 mm≤R1≤5 mm，5.1 mm≤R1≤7 mm，7.1 mm≤R1≤9 mm，R1≥9.1 mm，分别统计各量级发生频次。将1 h雨强不同量级降水量总和占各量级降水量总和的百分比称为各量级降水对总降水量的贡献率。

2　降水的日变化特征分析

2.1逐时降水日变化特征

利用1994—2013年喀什夏半年逐时降水资料，计算24 h逐时累积的降水量。从图1中可知，喀什市一日内不同时次的累积降水量存在明显的波动，最大值出现在01时，为99.3 mm，其次为02时，96.6 mm，最小值出现在16时，为12.5 mm。降水量存在一个高值区和一个低值区，07—19时为降水量的低值时段，仅占24 h降水总量的28.74%，20时—翌日06时为降水量的高值阶段。从多年累积逐时降水量来看，降水量最大时刻01时多年累积降水量为16时的8倍。

图1　1994—2013年5—9月逐小时多年累积降水量日变化

2.2逐时降水频次和降水强度日变化

从喀什市20 a累积降水频次分布来看（图2a），00—07时为降水易发生时段，该时间段降水发生次数为624次，这8个时次内的降水频次总和占到24 h降水频次总和的51.87%，且这一时段的每个时刻降水频次超过50次，其中夜间02时降水次数最多，达98次。08—23时为降水频次的低值区间，最小值在17时，降水次数为19次，约为最大值的1/5。

从多年降水强度日变化特征（图2b）来看，降水强度波动性较大，降水强度最高值在20时，为1.53 mm·h-1，但20时降水的累积降水量和降水频次低于平均值；次高值为01时，为1.13 mm·h-1，01时是累积降水量最大时刻。降水强度最低值出现在15时，为0.59 mm·h-1，15时降水的累积降水量和降水频次低于平均值且属于较低状态。因此，最高和最低累积降水量、降水频次和降水强度时刻并不一致。从全天来看，01时、02时、03时、14时、18时、19时、20时和22时的降水强度大于平均值，其余时间段的降水强度低于平均值。

2.3不同持续时间降水日变化及昼夜分布特征

图2　1994—2013年5—9月逐小时多年累积降水频次（a）、平均降水强度（b）日变化

图3给出了不同持续时间降水的日变化特征，可以看出不同持续时间的降水在一日内表现出不同的变化特征。持续时间在1～3 h的降水18—翌日06时为多发阶段，其中02时为最大值，07—17时为低值区，13时和17时为最低值。随着持续时间的增加，降水的日变化趋势表现出不同特点，持续时间4～6 h的降水高值区集中在夜间至上午，分别为20—翌日04时，其次是09—12时，其中01时为最大值，07时没有持续4～6 h的降水发生，13—19时为低值区间，其中15—17时均没有持续4～6 h的降水发生。持续7～9 h的降水23时—翌日02时较集中连续发生，00时为出现最大值，其它时间断续发生，其中03、05、08、09、12、13和15时至19时及20时均没有持续7～9 h的降水发生。持续10～12 h的降水集中在00、01、04、06、09、10、20和23时发生，其中00时为5次最大，其它时间均没有发生持续10～12 h降水过程。持续13～15 h的降水在04时、20时在24 h内最大值，均为2次，00—02时、06—08时、16时、18时和20时均为1次，其它时间没有发生持续13～15 h的降水过程。持续时间≥16 h降水过程在20 a内仅发生4时次，分别在01时、02时、05时和21时，其中最大值为2次，于01时和05时，而02时和21时均为1次发生持续≥16 h降水过程。

图3　不同持续时间降水日变化

不同持续时间降水过程起始时间日变化统计分析表明：喀什降水在前半夜至后半夜以短时性降水为主。喀什近20 a共400次降水过程（图4），其中以短时性降水占多数，持续1 h降水有150次，占降水总频次的37.5%，持续2 h降水有74次，占降水总频次的18.5%，持续3 h、4 h、5 h和6 h降水分别占降水总频次的8.5%、8.75%、4.25%和7%，而持续时间在7 h以上的降水频次总和仅占降水总数的15.5%。

图4　不同持续时间降水频次

通过对1 h雨强的统计得出喀什20 a中逐小时降水频次共1203，降水量总和为1029.9 mm（图5），1 h降水量R1≤1.0 mm的频次最高，共有904次，占各量级降水频次总和的75.15%，降水量为298.5 mm，对降水总量的贡献率为28.98%。1.1 mm≤R1≤3.0 mm量级的降水共有235次，约占各量级降水频次总和的19.53%，降水量为403.4 mm，对降水总量的贡献率为39.17%。3.1 mm≤R1≤5.0 mm量级的降水共有40次，占各量级降水频次总和的3.30%，降水量为150.1 mm，对降水总量的贡献率为14.57%。5.1 mm≤R1≤7.0 mm量级的降水共有15次，占各量级降水频次总和的1.25%，降水量为85.7 mm，对降水总量的贡献率为8.32%。7.1 mm≤R1≤9.0 mm和R1≥9.1mm量级的降水分别有4次和5次，分别占各量级降水频次总和0.33% 和0.42%，降水量分别为31.6 mm和60.6 mm，对降水总量的贡献率分别为3.07%和5.88%。喀什市1 h最大雨强出现在2012年7月19日20时，降水量达14.1 mm，该小时内降水量已达新疆12 h降水量等级标准的暴雨量级。

综上所述，近20 a喀什市1 h降水频次最多的是量级≤1 mm的降水，其次是1.1 mm≤R1≤3.0 mm量级的降水，但是从对降水量贡献率来看，1.1 mm≤R1≤3.0 mm量级的降水贡献率最高，其次才是量级≤1 mm的降水。

图5　不同量级雨强降水量及频次变化特征

2.4不同量级降水过程的日变化特征

图6为不同量级降水过程发生时段的统计图，小雨、中雨及大雨降水过程最易发生在前半夜，出现频次依次为117次、21次、7次，分别占各量级降水过程频次总和的44%、57%、58%；20a中唯一1次的暴雨过程也发生在前半夜。小雨、中雨及大雨过程较为容易发生在后半夜。总体上来看，各量级降水发生最少的时段均为下午，该时段内的小雨、中雨过程频次依次为33次、1次，分别占各量级降水过程频次总和的12%、2.7%，在20 a中该时段内均没发生大雨或暴雨过程。

图6　不同量级降水过程发生时段统计图

3　结论

（1）喀什市日累积降水量和降水频次存在明显的波动，降水量最大值出现在01时，最小值出现在16时，20时—翌日06时为降水量的高值阶段，07—19时为降水量的低值时段。00—07时为降水易发生时段，其中夜间02时降水次数最多，08—23时为降水频次的低值区间，最小值在17时。降水强度最高值在20时，但20时降水的累积降水量和降水频次却低于平均值；次高值为01时，也是累积降水量最大时刻。降水强度最低值出现在15时，15时降水的累积降水量和降水频次低于平均值且属于较低状态。

（2）一日内不同持续时间的降水呈现出不同的变化特征，短时性降水（1～3 h）主要发生在傍晚至夜间，持续4～6 h降水多集中在夜间至上午，持续7～9 h、10～12 h及以上降水多发生在夜间。喀什的降水主要以短时性降水（1～6 h）为主，占总降水频次的84.5%，最多为持续1h的降水。

（3）1h降水频次最多的是量级≤1 mm的降水，其次是1.1 mm≤R1≤3.0 mm量级的降水，但是从对降水量贡献率来看，1.1 mm≤R1≤3.0 mm量级的降水贡献率最高，其次才是量级≤1 mm的降水。

（4）小雨、中雨及大雨降水过程最易发生时段均为前半夜，下午为各量级降水过程发生最少的时段。

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Characteristic Analysison the DiurnalVariation ofPrecipitation in Kashgar

ZHAO Keming1，Gulgina Helil2，M ihribanurAziz1，Ablimitjano Ablikim1，YANG Xin3
（1.Xinjiang MeteorologicalObservatory，Urumqi830002，China；2.Xinjiang MeteorologicalInformation Center，Urumqi830002，China；3.KashgarMeteorologicalBureau，Kashgar844000，China)）

AbstractBased on the hourly precipitation data in main flood season（May-September）from 1994 to 2013 in Kashgarmeteorologicalstation,the diurnalvariation characteristicsofrainfallin recent20 years were analyzed.The results showed thatthe rainfallwas mainly concentrated at 20:00 to 6:00 nextday of Beijing time,with the maximum rainfallappearing at1:00,while the period from 7:00 to 19:00 was the low value section ofthe rainfall,with the minimum rainfall appearint at 16:00. The high value of rainfall frequency occurred at 00:00 to 7:00, with the minimum valueappearingat17:00.The largestrainfallintensitygenerallyappeared at16:00,and it took second place at 15:00, with the largest accumulated precipitation. The minimum rainfall intensity generally appeared at15:00 corresponding to the low value ofaccumulated precipitation. The 1～3 h rainfallwasmore frequentand mainly occurred atevening and night.The maximum of rainfall frequency in 1 h was the precipitation less than or equal to 1.0 mm, however the precipitation more than orequalto 1.1 mm butlessthan orequalto 3.0 mm had main contribution to the total1h precipitation.The lightrain,moderate rain,and heavy rain mosteasily occurred at thefirsthalfofnight（21:00-2:00）,and did noteasilyoccurred in theafternoon.

Key wordsrainfall；diurnalvariation；rainfallintensity；rainfallduration；Kashgar

中图分类号：P468.024

文献标识码：B

文章编号：1002-0799（2016）02-0031-05

doi：10.3969/j.issn.1002-0799.2016.02.005

收稿日期：2015-08-20；修回日期：2015-10-28

基金项目：新疆维吾尔自治区科技支撑项目（201533113）。

作者简介：赵克明（1983-），男，工程师，主要从事中短期天气预报与服务工作。E-mail：zkm226@sina.com