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        同仁地區(qū)精細(xì)化降水分布特征研究

        2017-07-29 08:46:14許顯花李延林
        現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2017年12期

        許顯花+李延林

        摘要 隨著氣象現(xiàn)代化發(fā)展,區(qū)域自動(dòng)氣象站在氣象服務(wù)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。通過(guò)對(duì)同仁地區(qū)區(qū)域自動(dòng)氣象站降水?dāng)?shù)據(jù)的分析,了解和掌握同仁地區(qū)降水量分布情況,為氣象服務(wù)、防災(zāi)減災(zāi)等提供真實(shí)可靠的科學(xué)數(shù)據(jù)。

        關(guān)鍵詞 降水;分布特征;精細(xì)化;區(qū)域自動(dòng)氣象站;青海同仁

        中圖分類(lèi)號(hào) P426.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2017)12-0243-03

        隨著我國(guó)氣象事業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,自動(dòng)氣象站在大氣探測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用,而區(qū)域自動(dòng)氣象站具有獲取資料準(zhǔn)確度高、時(shí)間和空間分辨率強(qiáng)并能獲取空白區(qū)域資料的特點(diǎn),在氣象服務(wù)中得到廣泛應(yīng)用[1-4]。近年來(lái),依托各類(lèi)項(xiàng)目建設(shè),同仁縣在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)了區(qū)域站、單雨量站、溫雨站及山洪站等自動(dòng)氣象站,區(qū)域站觀測(cè)網(wǎng)的建成,實(shí)現(xiàn)了氣象要素的連續(xù)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過(guò)區(qū)域站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能隨時(shí)了解各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的雨情變化情況,對(duì)同仁縣短時(shí)臨近預(yù)報(bào)有較好的指導(dǎo)意義。區(qū)域站資料的應(yīng)用,為提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率和精細(xì)化水平提供了重要的基礎(chǔ)資料,但目前臺(tái)站對(duì)區(qū)域站數(shù)據(jù)資料的利用率較低,大多數(shù)只用于雨情服務(wù),在開(kāi)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)預(yù)報(bào)時(shí)不能發(fā)揮很好的指導(dǎo)作用。因此,開(kāi)展縣以下區(qū)域降水分布的研究,可直接服務(wù)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù),降低氣象災(zāi)害造成的損失,為地方政府提供更加科學(xué)化、精細(xì)化的氣象決策服務(wù)。

        1 資料與方法

        1.1 資料選取

        選取同仁地區(qū)1個(gè)國(guó)家基本氣象站、1個(gè)山洪站、2個(gè)區(qū)域自動(dòng)站、6個(gè)單雨量站、12個(gè)溫雨站共22個(gè)自動(dòng)氣象站2014年、2015年5—9月(汛期)、2016年5—7月逐小時(shí)降水資料。

        1.2 資料處理

        除同仁國(guó)家基本站外,其余站點(diǎn)均用GPS手機(jī)卡傳輸數(shù)據(jù),因受傳輸條件限制,研究時(shí)段內(nèi)數(shù)據(jù)有部分缺測(cè),根據(jù)中國(guó)氣象局《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》第二十三章《缺測(cè)記錄和不完整記錄的統(tǒng)計(jì)》中規(guī)定的方法:降水量直接剔除缺測(cè)的時(shí)段,按實(shí)有記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,降水缺測(cè)率為2.73%。

        1.3 降水統(tǒng)計(jì)方法

        日界同氣溫相同,以北京時(shí)間20:00為日界,統(tǒng)計(jì)5—9月逐日20:00至次日20:00的降水資料。只統(tǒng)計(jì)日降水量 ≥0.1 mm的降水事件,并將日降水量≥0.1 mm的降水稱(chēng)為有效降水,根據(jù)中國(guó)降水量標(biāo)準(zhǔn)[5]將24 h日降水量分為4級(jí):小雨、中雨、大雨和暴雨(表1),各級(jí)別降水日數(shù)即為該降水級(jí)別的降雨日數(shù),所有降水級(jí)別的雨日(量)之和為總雨日(量),即有效降水的總雨日(量)。

        某日8:00—20:00的累積降水量為該日晝雨量。若其值 ≥0.1 mm則該日為一個(gè)晝雨日;前一日20:00至當(dāng)日8:00的累計(jì)降水量為該日夜雨量,若其值≥0.1 mm則該日為一個(gè)夜雨日。當(dāng)前一日20:00至當(dāng)日20:00 24 h降水量 >0 mm時(shí),理論上就可以計(jì)算當(dāng)日的“夜雨率”,即:夜雨率(%)=(前一日20:00至當(dāng)日8:00降水量)÷(前一日20:00至當(dāng)日20:00降水量)×100,如果20:00至次日8:00 12 h無(wú)降水時(shí)也參與計(jì)算,計(jì)當(dāng)日夜雨率為0[6]。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 降水量的空間分布

        同仁地區(qū)汛期降水量在442.7~258.8 mm之間,從圖1可以看出,降水總體呈現(xiàn)北部少南部多。以同仁基本站降水量做參照標(biāo)準(zhǔn),基本以縣城隆務(wù)為界,以北低于參照站,降水量<340 mm,以南都高于參照站,降水量都在340 mm及以上;北部保安、麻巴至隆務(wù)峽為降水低值區(qū),最小值出現(xiàn)在浪加村,東南部多哇和西部牙浪鄉(xiāng)是降水高值區(qū),最大值出現(xiàn)在力吉村。

        2.2 月降水量分布

        同仁地區(qū)汛期月平均降水量在50.7~70.4 mm之間;8月降水最多,為78.4 mm;7月次之,為77.9 mm;然后依次為6月、9月;5月降水最少,各月降水量分布較為均衡。從各站點(diǎn)降水量的分布來(lái)看,大部分站點(diǎn)8月降水量最多,如圖2所示,其中8月有14個(gè)站降水量均高于其他月份,占所有站點(diǎn)的60.9%,降水量最多的站為加吾,降水量為100.5 mm;7月有7個(gè)站降水多于其他月份,占所有站點(diǎn)的30.4%,降水量最多的站為蘭采林場(chǎng),降水量為100.1 mm。由于同仁地區(qū)地形復(fù)雜,月內(nèi)各站點(diǎn)降水量分布不均,最大降水量是最小降水量的2倍以上,如6月加吾鄉(xiāng)降水量為93.7 mm,而保安鎮(zhèn)浪加村降水量為43.4 mm。

        2.3 日降水量分布

        從圖3可以看出,就5—9月來(lái)說(shuō),同仁地區(qū)的降水量有明顯的日變化,降水曲線(xiàn)呈單峰型分布:一日最高值出現(xiàn)在21:00,21:00之后降水量逐漸減小,11:00降水量達(dá)到最小值,11:00之后開(kāi)始緩慢增加,16:00后增加明顯。其中,17:00至次日3:00為同仁地區(qū)降水量豐富時(shí)段,該時(shí)段內(nèi)各小時(shí)累積降水量幾乎都在40 mm以上,21:00達(dá)到50.9 mm,4:00—16:00降水相對(duì)較少,各小時(shí)累積降水量在26.4~35.7 mm之間。經(jīng)統(tǒng)計(jì),夜雨率為55.1%,這與青藏高原夜雨率一致[6],由此可見(jiàn),同仁地區(qū)日降水量總的分布特征為白天少雨、夜間多雨,即同仁地區(qū)有明顯的夜雨特征。

        從表2可以看出,同仁地區(qū)2014—2016年汛期月晝雨量平均為30.2 mm,月平均晝雨日數(shù)為11.7 d。月夜雨量的平均值為37.1 mm,月平均夜雨日數(shù)為9.9 d。晝雨量最大值為43.4 mm,出現(xiàn)在力吉村;最小值為21.0 mm,出現(xiàn)在浪加村。夜雨量最大值為45.7 mm,出現(xiàn)在加吾鄉(xiāng);最小值為29.3 mm,出現(xiàn)在浪加村。晝雨日最大值為14.8 d,出現(xiàn)在多哇鄉(xiāng);最小值為9.1 d,出現(xiàn)在浪加村。夜雨日最大值為12.1 d,出現(xiàn)在瓜仕則鄉(xiāng);最小值為8.6 d,出現(xiàn)在羊智溝村。除多哇鄉(xiāng)和力吉村站晝雨量大于夜雨量之外,其余各站均為夜雨量大于晝雨量,這與日降水量的分布一致。雖然夜雨量多于晝雨量,但從雨日的分布上來(lái)看,雨日的分布與雨量相反:各站均為晝雨日大于夜雨日。

        2.4 各量級(jí)降水分布

        同仁地區(qū)汛期有效降水日數(shù)為78.7 d,降水量為339.6 mm(表3)。在各級(jí)降水中,小雨日數(shù)和小雨級(jí)降水量最多,分別占總雨日和總降水量的88.4%和57.0%,大雨日數(shù)和大雨級(jí)降水量最少,分別占總雨日和總降水量的0.8%和6.7%。從雨日上看,中雨和大雨的雨日對(duì)有效降水日數(shù)的貢獻(xiàn)小,尤其是大雨占降水日數(shù)的比例不到1%,但是對(duì)降水量的影響卻非常明顯,兩者雨日之和不到10 d,降水量卻達(dá)到了整個(gè)汛期降水量的43%。由此可以看出,同仁地區(qū)汛期降水以小雨和中雨量級(jí)降水為主,大雨相對(duì)較少。在研究期內(nèi)同仁地區(qū)未出現(xiàn)暴雨量級(jí)的降水。

        從圖4可以看出,小雨的日數(shù)在86.2~61.5 d之間,各站均超過(guò)了60 d,其中最多出現(xiàn)在瓜仕則鄉(xiāng)站,最少出現(xiàn)在浪加站;中雨日數(shù)在13.3~5.3 d之間,最多出現(xiàn)在加吾鄉(xiāng)站,最少出現(xiàn)在夏卜浪站;大雨日數(shù)在0~1.7 d之間,最多出現(xiàn)在蘭采林場(chǎng)站,雙朋西和浪加站未出現(xiàn)大雨天氣。小雨雨量在162.9~237.3 mm之間,最多出現(xiàn)在多哇鄉(xiāng)站,最少出現(xiàn)在浪加站;中雨量在77.4~196.6 mm之間,最多出現(xiàn)在加吾鄉(xiāng)站,最少出現(xiàn)在夏卜浪站;大雨量在0~53.4 d之間,最大雨量在蘭采林場(chǎng)站,因雙朋西和浪加站未出現(xiàn)大雨天氣故無(wú)大雨降水量。從各站各量級(jí)雨日和雨量的關(guān)系上來(lái)看,各量級(jí)降水量的多少與雨日成明顯正相關(guān)關(guān)系,小雨、中雨、大雨的雨量與雨日的相關(guān)系數(shù)分別為0.848、0.985、0.982,均通過(guò)了0.001的顯著性水平檢驗(yàn)。

        3 結(jié)論

        利用同仁地區(qū)區(qū)域自動(dòng)氣象站2014—2016年5—9月逐小時(shí)降水資料,分析了同仁地區(qū)降水空間分布及各級(jí)降水量分布情況,主要結(jié)論如下:一是同仁地區(qū)汛期降水總體呈現(xiàn)北部少南部多。以同仁基本站降水量作參照標(biāo)準(zhǔn),以縣城隆務(wù)為界,以北低于參照站,降水量<340 mm;以南都高于參照站,降水量都在340 mm及以上。二是同仁地區(qū)汛期月平均降水量在50.7~70.4 mm之間,8月降水最多,為78.4 mm;7月次之,為77.9 mm;然后依次為6月、9月,5月降水最少,各月降水量分布較為均衡。三是同仁地區(qū)的降水量有著明顯的日變化,同仁地區(qū)日降水量總的分布特征為白天少雨、夜間多雨,即同仁地區(qū)有明顯的夜雨特征,晝雨日大于夜雨日。四是在各級(jí)降水中,小雨日數(shù)和小雨級(jí)降水量最多,大雨日數(shù)和大雨級(jí)降水量最少。中雨和大雨的雨日對(duì)有效降水日數(shù)的貢獻(xiàn)小,但是對(duì)降水量的影響卻非常明顯,從各站各量級(jí)雨日和雨量的關(guān)系上來(lái)看,各量級(jí)降水量與雨日成明顯正相關(guān)關(guān)系。

        4 參考文獻(xiàn)

        [1] 王承軍,王琪珍,卜慶雷.區(qū)域自動(dòng)氣象站資料在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,15(13):165-166.

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        [5] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.降水量等級(jí):GB/T 28595-2012[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2012.

        [6] 余忠水,康世昌,蔣建瑩,等.青藏高原夏季夜雨率空間分布及其變化特征[J].山地學(xué)報(bào),2011,29(5):627-632.

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