梅县区短时强降水的统计特征分析

林晓鸣，张俊权

(梅州市梅县区气象局，广东 梅州 514700)

1 概述

梅县区位于广东东北部，梅州中北部，全区山林覆盖面积大，境内形成盆地、丘陵、山地交错的复杂地形，地质灾害发生的风险系数非常高，尤其是因短时强降水引发的山体滑坡地质灾害居多。目前许多学者对区域性的短时强降水分布特征，或者是年际降水变化都做了研究[1-6]，如孙喜艳[7]等研究发现广东年小时强降水频次呈现明显增加的趋势，且小时强降水多出现在广东3个多雨区域内；凌良新[8]等进一步对广东的年、季降水量时空变化分布特征进行研究；黄晴晴[9]等发现梅州市近50 a的降水存在年代际周期以及年际周期变化；刘蕾[10]等提出近30 a梅县年降水量随时间没有明显的变化趋势，但不同时段仍存在阶段性的趋势变化。但对于梅县小区域性的短时强降水的研究较少，本文试图通过对梅县短时强降水资料的分析，得出梅县小区域的短时强降水分布情况，为梅县短历时强降水预报预警提供有力的参考，对提高本地短历时强降水的临近预报具有重要的指导意义。

2 资料选取

本文短时强降水的规定按照《全国短时临近预报业务规定》执行，即1 h降水量≥20 mm的降水。根据梅县的地理位置和数据的连续性，本文将选取2011—2016年梅县12个自动站点的数据，每出现1个站点雨量≥20 mm/h 的记为1个站次。所选站点见后文“区域自动站点分布图”，选取的数据：60 min的数据为≥20 mm/h的降水，120 min的数据为≥20 mm/h且相邻时段有连续降水。梅县国家气象站资料选取的范围为2007—2016年的5 min、10 min、15 min、20 min、30 min、45 min、60 min、90 min、120 min和180 min 10个历时年最大降水资料。

3 短时强降水特征分析

3.1 短时强降水雨量分析

短历时强降水箱线图(见图1(a))反映出，近10 a的各短历时降水量分布基本都在正常范围内，部分短历时降水量出现有异常值。以30 min为界分为前后两个时间段，即前30 min为第1时段，30～180 min为第2时段，从降水中位数发现第1时段的降水量是第2时段的1.45倍，但时间只有后者的1/5。2011—2016年的12个区域自动站的短时强降水资料显示，短时强降水共出现449站次。图1(b)可看出，近6 a区域自动站的短时强降水为前60 min的雨强明显大于后60 min的。图中的60 min上下限内的数据，占了120 min数据的75%左右，也就是说近75%的120 min的降水量在60 min内都可完成，且从后60 min时段的降水量来看，大部分都小于20 mm。

(a)国家站短历时降水

(b)区域自动站60 min、120 min降水

3.2 从时间上分析

3.2.1短时强降水的年月变化

从年份分析来看，2013年和2016年均出现100站次以上的短时强降水，图1(b)中表明这两年也是降水量出现异常值较多的年份。2013年出现114站次的短时强降水，2016年出现104站次短时强降水，同时期的国家站年降水量都超过2 500 mm，短时强降水出现的站次较多的年份，国家站年降水量也较常年明显增加(见图2(a))。

从月份分析来看，短时强降水站次主要集中在汛期。其中5月出现短时强降水的站次居首位，有112站次；其次是8月，有96站次(见图2(b))。这与广东省各地的年雨量分布特征[3]相吻合，梅县的年降水分布也呈双峰型(5月的主雨峰和8月的次雨峰)。短时强降水与年雨量及月雨量分布密切相关，年降水量多的年份短时强降水发生的站次也增多，月降水量较多的月份短时强降水发生的站次也相增多，年降水量、月降水量与短时强降水发生站次呈正相关关系。

图2 短时强降水出现站次年分布示意及月分布示意

3.2.2短时强降水日变化

从日变化来看，强降水一般发生在午后至傍晚，主要集中在15：00—18：00，18：00后的强降水发生的站次急剧减少。其次在20：00、凌晨2：00、早晨7：00强降水出现站次有小幅增加(见图3)。短时强降水主要发生在午后至傍晚时段，午后短时强降水发生的频次高，主要是因为梅县地处山区，午后地表升温明显，极易形成暖湿不稳定层结，有利于短时强降水的发生。另外，凌晨2：00前后短时强降水发生的次数有所增加(见图3)。查阅资料发现，因2013年7月梅县受台风“苏力”的影响，在0：00—2：00出现连续性的强降水。早晨7：00的短时强降水发生的次数也相对较多，主要发生在前汛期的4月和5月，可能跟这一时期的西南季风在早晨逐渐加强有关。

图3 短时强降水站次逐小时分布示意

3.3 从空间各站点分析

从各站出现的短时强降水次数分析，最少的站点只出现21次，平均每年3.5次，最多的站点出现57次，平均每年9.5次。梅县受山地的特定地形影响，海拔高度图(见图4)显示四周均有山系，西南部是莲花山脉，东南部有莲花山系的阴那山脉；东北部有武夷山系延伸而下的项山山脉。山区地形复杂，白天受热不均匀易产生局部热力对流，容易触发短时强降水的发生。一般在山麓的站点降水量相比其他站点要少。数据表明G1627站的降水量是最少的，该站是正处于莲花山脉的背风坡山麓。同时，处在低谷地形的站点较有利于短时强降水的发生，如西北部的G5008站是短时强降水发生最多的站次，东北部山谷之间的 G5000站和G5007站的短时强降水次数也较多。

图4 梅县海拔高度及区域自动站点分布示意

从降水强度来看，所选站点短时强降水大部在20～40 mm/h之间，占比近90%，最大60 min降水量<80 mm，而位于短时强降水中心地区的60 min降水可达上百毫米。蔡晶[1]指出，梅州为短时强降水发生次数较少的区域，且梅县是处在以兴宁为中心的少暴雨区域范围内[3]，说明短时强降水发生次数少的地区与少暴雨中心对应。梅县区域自动站短时强降水的数据也表明，与暴雨高发地区的短时强降水相比，梅县短时强降水量级明显偏小，雨强明显偏弱。

4 结语

1) 梅县国家站的短时强降水主要集中在30 min内，60 min后的降水强度明显减弱；区域自动站点的短时强降水也主要发生在前60 min，后60 min的降水增加量不大。

2) 年降水量、月降水量与短时强降水发生站次成正相关关系。短时强降水主要发生在汛期，其中5月出现短时强降水的站次最多，其次是8月，呈明显的双峰型分布。

3) 午后至傍晚是短时强降水高发时段，短时强降水在17：00发生站次最多，说明短时强降水极易受热力不稳定条件影响。同时分析表明，受台风及西南季风的影响，在相应时段短时强降水发生站次均有小幅增加。

4) 区域自动站受所处地形影响，短时强降水发生的次数和强度均有不同。一般处在山麓的站点的发生短时强降水次数相对要少，低谷地形和山谷之间的站点较有利于短时强降水的发生。