北京市大興地區近5年強降水統計特征

趙晨 岳志忠 陳學玲 王子靜 孫巖 王璐

（北京市大興區氣象局，北京 102600）

北京市大興地區近5年強降水統計特征

趙晨 岳志忠 陳學玲 王子靜 孫巖 王璐

（北京市大興區氣象局，北京 102600）

選取2009—2013年4—10月北京市大興國家一般氣象站的61次中雨以上降雨過程，采用統計分析等方法，對降水的時空分布及雷達回波特征進行分析。統計結果表明：在明顯降雨時，多以陣性降雨或混合性降雨為主；61次降水過程中，過程降水量以中雨和大雨居多，大興站暴雨最大日降水量為185.4 mm，出現在2011年7月21日；1 h最大降水量為56.5mm，出現在2011年7月24日19:00—20:00；強降水主要出現在傍晚和夜間；雷達回波分析顯示，強降水的移動路徑主要為西南方向和西北方向。

強降水；實況分布；特征

北京市南部平原的大興區，是糧食產區、旅游農業區，降水對當地農業生產等活動有重大影響，尤其是短時強降水是當地農業生產等方面致災的主要因素。大興區夏季受副熱帶高壓西南暖濕氣流及高空槽影響，極易出現短時強降水及強對流天氣，并且影響大興地區的天氣系統路徑多變，主要有西南路徑、西北路徑、東南路徑等。面對氣象業務防災減災的需求，要求區氣象局的預報服務工作要進一步加強。做好天氣預報服務，尤其是做好短臨天氣預報，做到1～2 h的預報提前量，對大興區防災減災有重大意義。尺度小，突發性強、災害性大，預報難度大是短時強降水的特點。目前，大興區氣象臺主要通過當地加強監測天氣實況，在上級部門的指導下進行預報預警工作，因為大興地區降水路徑來源多變，做好預報預警工作有較高難度，并且對降水量級、落區很難把握。

目前，伴隨著多普勒雷達在天氣學中的應用與發展，國內針對不同天氣系統對降水影響類的研究也很多，大多是針對不同地區的特有地形對降水分布的影響進行研究雷達產品本地化應用解釋［1］，或者是通過降水數據對數值預報、雷達等產品進行反算，對產品進行訂正，進一步對業務運行即天氣預報進行指導［2］。從所查的資料看，只有2013年5月張之賢［3］對此類型問題進行了分析，也著重分析了強降水天氣發生的環境條件，以及探空、雷達等產品的反算訂正。王令、康玉霞等［4］主要研究了北京地區不同的強對流天氣的雷達回波特征，得出了“冰雹、雷雨大風與暴雨的動力結構有著明顯的差異。地形的影響是顯著的。”的結論。

該文通過分析大興區2009—2013年強降水天氣的時空分布、雷達回波的移動路徑等特征，對當地日后短歷時降水預報進行指導，為當地應對強降水的防災減災工作提供幫助。

1 資料來源

研究所用資料包括2009—2013年大興國家一般氣象站觀測資料和雷達回波資料。利用大興國家一般氣象站2009—2013年4—10月的自動站觀測資料、雷達回波圖等資料對強降水天氣（日降水量在10.0 mm及以上）進行篩選和計算，篩選的結果制作成數據集，對強降水天氣的時空分布特征進行統計分析。

2 強降水天氣典型特征

2.1 降水性質特征

根據2009—2013年大興站4—10月強降水天氣過程（日降水量在10.0 mm及以上）統計，共有61次降水過程，按照大興站實況天氣現象資料，將降水過程基本分為普通降水、陣性降水、混合型降水三類。該特征表明：在61次中雨以上降水過程中，穩定性降水18次，占29.5%；陣性降水31次，占50.8%；混合型降水12次，占19.7%；2009—2013年間，陣性降水顯著偏高，說明當地的主要降雨以陣性降雨或混合性降雨為主。

2.2 降水量分布特征

2.2.1 降水量等級分布特征。61次降水過程，按照降水量級劃分，如圖1所示。圖1表明，降水量達到10.0～24.9 mm的中雨32次，占總數的52%；降水量達到25.0～49.9 mm的大雨20次，占總數的33%；降水量≥50.0 mm的暴雨9次，降水量達到100.0～199.0 mm的大暴雨2次。由圖1可以看出，2009—2013年，中雨量級幾乎每年出現，且2013年中雨量級出現次數較多，占全年降水次數的32%；2009、2010年降水基本上以中雨為主；2011、2012年出現大暴雨量級的降水。2009—2013年統計結果顯示，當地出現中雨量級的降水較頻繁，大暴雨量級的降水較少。

2.2.2 日降水量分布特征。2009—2013年4—10月，大興站中雨以上強降水日降水量及小時最大降水量特征表明，大興站最大日降水量為185.4 mm，出現在2012年7月21日；1 h最大降水量為56.5 mm，出現在2011年7月24日19:00—20:00。

圖1 2009—2013年不同降水強度（中雨、大雨、暴雨、大暴雨）的發生次數統計圖

2.3 降水時間分布特征

2.3.1 月變化特征。2009—2013年4—10月，大興地區強降水天氣主要集中在6—9月，其中7月最多，達20次，約占33%。在每年6—9月受太平洋副熱帶高壓影響，華北地區進入汛期，降水相對偏多，雨量偏大。而大興隸屬華北區域，故降水主要集中在6—9月。

2.3.2 日變化特征。大興地區強降水主要出現在傍晚和夜間。其中，午后到夜間以陣性強降水為主，穩定性降水的較強時段主要出現在凌晨；早晨到中午穩定性降水出現概率很小，混合性降水和陣性降水在各個時段均有可能出現。

2.4 雷達回波移動路徑特征

經雷達顯示工作站（PUP）回放61次強降水過程雷達反射率因子圖像，分析顯示，強降水的移動路徑主要為西南方向（70%）和西北方向（20%）；東南方向和本地熱對流生成較少，各為5%。

2.5 大興本站短時強降水過程統計

表1 2009—2013年大興短時強降水過程統計

表1為大興本站2009—2013年短時強降水過程出現時間及雷達路徑、降水性質。從表1可以看出，降水性質以陣性和混合降水為主，降水時間大部分出現在傍晚或者夜間，降雨系統移動路徑以西南向東北移動為主。

表2 2009—2013年大興短時強降水參數變化特征

2.6 大興短時強降水參數分析

表2為短時強降水時雷達數據資料，分析顯示，短時強降水出現時雷達反射率因子屏顯特征是帶狀、弓形回波、寬帶狀、片狀。大于40dBz強回波高度范圍是5～9 km，回波頂高出現的最大范圍是5～10 km，垂直累積液態水含量最大范圍為8～33 kg/m2。

3 結論

利用2009—2013年4—10月大興國家一般氣象站的自動站實況、雷達圖等資料，采用統計分析等方法，對大興區的強降水的時空分布及雷達回波特征進行了分析，結果如下。

①61次中雨以上降水過程中，穩定性降水18次，陣性降水31次，混合型降水12次。可見，陣性降水占50.8%，陣性及混合性降水占70.5%。說明在明顯降雨時，多以陣性降雨或混合性降雨為主。

②61次降水過程中，降水量10.0～24.9 mm的中雨32次，占總數的52%；降水量25.0～49.9 mm的大雨20次，占總數的33%；降水量≥50.0 mm的暴雨9次，降水量100.0～199.0 mm的大暴雨2次。5 a間，大興站暴雨最大日降水量為185.4 mm，出現在2011年7月21日。1 h最大降水量為56.5 mm，出現在2011年7月24日19:00—20:00。

③強降水主要出現在傍晚和夜間。其中，午后到夜間以陣性強降水為主，穩定性降水的較強時段主要出現在凌晨。

④雷達回波分析顯示，強降水的移動路徑主要為西南方向（70%）和西北方向（20%）；東南方向和本地熱對流生成較少，各為5%。

⑤根據在出現短時強降水時雷達數據資料提煉，分析得出：短時強降水出現時雷達反射率因子屏顯特征是帶狀、弓形回波、寬帶狀、片狀。大于40dBz強回波高度范圍是5～9 km，回波頂高出現的最大范圍是5～10 km，垂直累積液態水含量最大范圍為8～33 kg/m2。

［1］莊薇.青藏高原復雜地形雷達估測降水關鍵方法研究［D］.南京：南京信息工程大學，2013：15.

［2］江源.天氣雷達觀測資料質量控制方法研究及其應用［D］.南京：南京信息工程大學，2013：38.

［3］張之賢.隴東南地區短時強降水時空分布特征及短時臨濟預報技術研究［D］.蘭州：蘭州大學，2013：24.

［4］王令，康玉霞，焦熱光，等.北京地區強對流天氣雷達回波特征［J］.氣象，2004（7）：31-36.

S161.6

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1674-7909（2016）21-88-3