乌鲁木齐地区夏季降水日变化特征分析

杨佩琪

摘  要：利用2005—2016年5—9月乌鲁木齐市6个国家级气象站逐小时降水资料，运用常规统计方法，分析乌鲁木齐近12a降水的日变化特征。研究表明：小渠子、牧试站、大西沟和乌鲁木齐站的降水日变化趋势较为一致，明显降水时段出现在17：00—21：00之间;达坂城和米泉站的较为一致，明显降水时段出现在夜间22：00—05：00;小渠子和牧试站在17：00—20：00为小时强降水易发生时段，其余4个气象站则没有明显的波动。

关键词：降水;日变化;小时雨强;降水频次;乌鲁木齐

中图分类号：P458.1+21                           文献标识码：A                                       DOI：10.11974/nyyjs.20181032061

近年来全球气候变暖及其引发的自然灾害引起人們的普遍关注，暴雨、洪涝等灾害不仅与降水量有关，还与降水强度及降水日数有密切关系，因此，对气候变化成因及防治的研究显得尤为重要。新疆地处我国西北，地域辽阔，地形较为复杂，内由高山盆地相间，沙漠与绿洲共存，气象要素的分布很不均匀[1]。降水量是陆地水资源的补给来源，它的丰久程度直接影响着当地的水资源[2]。乌鲁木齐市作为新疆的首府，又是亚欧大陆的中心点，地形复杂，大降水天气往往对乌鲁木齐市交通、工农业以及人民生活造成一定的影响。

随着研究气候变化的工作趋于细致深入，诸多学者开始关注日降水资料，甚至是逐时降水资料，并开展了很多研究[3]。乌鲁木齐市大降水主要分布于5—9月和8—9月，气候概况较小，日变化较明显[4]。徐广玲等人的研究表明，新疆降水量的各统计特征随地理位置和季节变化有明显区域特征，降水以夏季居多，春秋季次之，冬季降水最少，降水量由西北向东南递减[5]。陈春艳等人的研究表明，新疆小时降雨频数呈现西北多，东南少的特征，4 mm/h以上量级雨量的强降雨高频时段北疆自西向东依次出现在下午、前半夜和后半夜，南疆多出现在夜间[6]。

已有的新疆区域降水的研究更多的集中在较大时间尺度，讨论降水日变化的工作相对较少。本文以乌鲁木齐地区为研究区域，将从观测资料的角度得出乌鲁木齐地区近12a降水日变化、降水频次和小时强降水分布特征等多角度的探讨，为提高降水预报预警能力提供一定的参考依据，同时为日后相关科研工作的进一步开展提供理论基础。

1     资料与方法

选取2005—2016年12a间乌鲁木齐地区6个国家级气象观测站5—9月的逐小时降水量资料，降水数据都是进行过人工检测通过质量控制的，数据可靠。然后对6个气象站逐小时降水频次、小时强降水高发时段和雨日等进行统计分析。时间为北京时间，站点信息如表1所示。

雨日定义为日降雨量≥0.1mm的日数，即前1日20：00（北京时）到当日20：00之间的降水量≥0.1mm，就记为一个雨日，24h雨量称为日雨量。本文挑选出所有符合这一标准的数据，再进一步进行逐小时的统计分析。

将每小时降水量≥0.1mm的时次判定为有效降水，并分时次对逐小时降水量进行累加，得到逐小时累积降水序列[7]。

对于逐小时降水频次的统计为，统计时间内发生降水量>0.1mm的总次数，统计各时次降水频次的总和;雨强，又称为降水强度，即某整点到下一整点1h内≥0.1mm的降水累积总量，本文雨强均是指1h雨强[8];根据相关文献的查阅，将本文中的小时强降水定义为，1h≥5.0mm的降水。

2     乌鲁木齐地区降水的日变化特征分析

2.1     逐时降水日变化特征

利用2005—2016年乌鲁木齐地区6个气象站夏季逐时降水资料，计算24 h逐时累积的降水量。从图1可知，乌鲁木齐地区6个气象站1d内不同时次的累积降水量存在明显波动，降水量大小也有明显区别。小渠子、牧试站、大西沟和乌鲁木齐站的降水日变化趋势较为一致，明显降水时段出现在17：00—21：00之间;达坂城和米泉站的较为一致，明显降水时段出现在夜间22：00—05：00。

图2给出了6个气象站详细的累积降水量时段，小渠子最大值出现在19：00，为388.6mm，最小值出现在07：00，为96.6mm，集中降水时段在17：00—20：00，其次是21：00—00：00，与其它站不同的是该站在08：00也有一个比较明显降水出现;牧试站最大值出现在17：00，为323.1mm，最小值出现在12：00，为74.6mm，集中降水时段在16：00—00：00;大西沟最大值出现在20：00，为194.5mm，最小值出现在13：00，为51.6mm，集中降水时段在16：00—23：00;乌鲁木齐最大值出现在01：00，为140.4mm，最小值出现在16：00，为44.5mm，集中降水时段在20：00—次日04：00;米泉最大值出现在01：00，为102.6mm，最小值出现在38.8mm，集中降水时段在22：00—次日05：00;达坂城最大值出现在04：00，为55.1mm，最小值出现在20：00，为7.3mm，集中降水最大时段在03：00—04：00，其余时次除了17：00—21：00较小以外，其他时段的累积小时降水量在37mm上下浮动，没有出现明显的降水天气。

2.2     日降水空间分布

根据图3可知，乌鲁木齐各站日降水量空间分布呈带状分布，按逐时累计降水量的大小排序来看，小渠子>牧试站>大西沟>乌鲁木齐>米泉>达坂城。累积降水量最大值出现在西南部的小渠子，达到201.3mm，最小在达坂城，只有32.2mm，仅站小渠子日降水的16.0%。

3     乌鲁木齐地区小时强降水频次

为进一步分析乌鲁木齐地区5—9月的降水特征，分别计算整理了2005—2016年6个气象站1h大于5.0mm的降水量的频次，并挑选出6个气象站最大小时强降水12a的极值，如表2所示。图3的结果表明：乌鲁木齐地区出现小时强降水的频率表现出了在某一时次特别集中的现象，但各站却又表现出明显的不同，根据出现小时强降水的总次数可以看出，小渠子>牧试站>乌鲁木齐>米泉>大西沟>达坂城;小渠子和牧试站在17：00—20：00为小时强降水易发生时段，其余4个氣象站则没有明显的波动。

图5为6个气象站详细的小时强降水频率分布图，小渠子最易发生的时段在18：00—20：00，其次是22：00—次日01：00和08：00，小时强降水频次最多为16次，分别出现在18：00和20：00;牧试站最易发生的时段在16：00—19：00，其次是21：00—00：00，小时强降水频次最多为15次，出现在17：00;乌鲁木齐最易发生的时段在01：00—04：00，其次是15：00和18：00—21：00，小时强降水频次最多为5次，出现在01：00;大西沟出现小时强降水的次数非常少，最多频次为3次，分别出现在16：00和22：00;米泉最易发生的时段在22：00—次日02：00，其次是15：00—17：00，小时强降水频次最多为5次，出现在02：00;达坂城出现小时强降水的次数最少，分别在03：00、05：00、06：00、09：00、10：00这5个时次各出现1次。

4      结论

本文通过对乌鲁木齐地区6个国家站2005—2016年5—9月逐小时的降水资料分析，得到以下结论。

乌鲁木齐地区6个气象站1d内不同时次的累积降水量存在明显波动，降水量大小也有明显区别。小渠子、牧试站、大西沟和乌鲁木齐站的降水日变化趋势较为一致，明显降水时段出现在17：00—21：00之间;达坂城和米泉站的较为一致，明显降水时段出现在夜间22：00—05：00。

乌鲁木齐各站日降水量空间分布呈带状分布，最大出现在西南部的小渠子，按逐时累计降水量的大小排序来看，小渠子>牧试站>大西沟>乌鲁木齐>米泉>达坂城。

小时强降水频率表现出了在某一时次特别集中的现象，但各站却又表现出明显的不同，根据出现小时强降水的总次数可以得出，小渠子>牧试站>乌鲁木齐>米泉>大西沟>达坂城;小渠子和牧试站在17：00—20：00为小时强降水易发生时段，其余4个气象站则没有明显的波动。

小渠子、牧试站、乌鲁木齐和达坂城的逐时累积降水量和小时强降水频次是一致的，但是米泉虽然逐时累计降水量小于大西沟，小时强水频次却高于大西沟。

参考文献

[1]李如琦，唐冶，蔡仁，等. 新疆夏季降水的区域特征分析[J]. 沙漠与绿洲气象，2007（5）：15-17.

[2]赵玲，刘新春，同新炜. 阿克苏河流域降水量特征分析[J]. 新疆气象，2006（1）：7-8.

[3]黄秋霞，方雯，王春燕，等. 新疆昌吉市主汛期降水的日变化特征[J]. 沙漠与绿洲气象，2016，10（06）：19-23.

[4]木妮娜. 乌鲁木齐市大降水特征分析[J].新疆气象，1996   （03）：15-17.

[5]徐广玲，谭芳.新疆降水量统计特征和季节变化[J].新疆气象，   1994（05）：34-37.

[6]陈春艳，赵克明，阿不力米提江·阿布力克木，等. 暖湿背景下新疆逐时降水变化特征研究[J].干旱区地理，2015，

38（04）：692-702.

[7]黄秋霞，赵勇，何清. 新疆伊犁河谷夏季降水日变化特征[J]. 冰川冻土，2015，37（02）：369-375.

[8]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（02）：

31-35.