常德市降水量的精细化气候特征分析

贾岸斌，昌立伟，焦静

（1.常德市气象局，湖南常德 415000；2.岳阳市气象局，湖南岳阳 414001）

随着社会经济发展和人民生活水平的提高，社会对气象服务的精细化要求也越来越强烈。降水作为对人民生产生活影响最重要的气象因子，其精细化预报的需求也最为迫切。要做好精细化预报与服务，必然要对降水的精细化气候特征有深入认识和理解［1］。目前在降水精细化气候特征分析方面，Yu等［2］利用全国588个台站的小时雨量资料分析发现，我国夏季降水日变化较大且具有明显的区域特征；Li等［3］研究发现，降水周期具有较强的季节性变化，与区域和持续时间有关；孙佳等［4］、李永荣等［5］利用气象资料和DEM资料，通过建立其与地理地形参数的关系模型，利用高分辨率DEM资料回代的方法，在空间尺度上做了精细化的分析。

因为受限于高时空密度降水资料的积累等原因［6］，精细化降水量时空特征的全面分析相对较少［7-8］。近十几年来常德市气象部门通过山洪地质灾害等项目逐年建设了一批自动气象站，区域精细化气象数据增多［9-11］。为了详细了解常德降水气候特征，为精细化预报预测与气候区划提供技术参考，本研究分析了常德市2007—2018年气象自动站小时降水资料，研究常德市精细化降水量气候特征。

1 资料来源

降水资料来源于2007—2018年常德市297个自动气象站逐小时数据。2014年5月20日气象资料业务系统（MDOS）试运行后，对自动站数据进行严格质量控制［12］，并将在此之前个别站点的极端异常数据置为缺测，数据缺测率1.96%，站点分布均匀具有代表性。

2 气候特征分析

2.1 年降水量

2007—2018年常德市国家气象站降水数据只粗略显示常德市年平均降水呈现西南多东北少分布（图1a），对比精细化区域站资料（图1b）可以发现：全市年平均降水量分布并不均匀，这和地形地势关系密切（如图1c），表现为多雨区主要分布在海拔较高的地区，即武陵山脉（石门西南部东山峰至观国山一线、桃源西北部尖峰附近）、雪峰山脉东北段（桃源、鼎城、汉寿南界，磨子界-沧山-金牛山一线）和环临澧地区（紫和寺、太浮山、太阳山、嘉山等零散山头附近）。少雨区主要位于湖区等低洼地区，即安乡、鼎城北部。但同为较高海拔地区，石门县境内以阳高山至云盖山一线的西南部地区降水明显大于东北部地区，这可能与该地区降水系统移动路径常常导致西南部地区处于迎风坡增幅作用下有关［13］。

图1 2007—2018年常德市平均年降水量分布（单位：mm）和海拔高度（单位：m）

2.2 年降水量异常分析

从2007—2018年全市降水分布（图略）来看，年平均降水量一般在偏多或偏少10%～20%变化。采用合成分析法［14］，按照年降水量超过（低于）多年平均降水量一个标准差为标准，将其划分为多雨年和少雨年（图2）。研究表明，多雨年降水偏多地区主要位于市区及安乡南部（偏多40%左右），同时也是少雨年降水偏少严重的地区。

图2 2007—2018年常德市多雨年（a）与少雨年（b）平均年降水量距平百分率分布（%）

2.3 月降水量

常德市月平均降水量呈现单峰型，6月降水最多，降水主要集中在汛期4—9月，尤其是5—7月的季风降水占年降水量的40.7%。

各月降水量气候平均如图3所示，可以看出1月降水量分布为南多北少，2—3月降水量逐渐增多，仍保持南多北少的分布形势，4月总体形势变化不大，但在北部开始出现分散高降水量点。5月降水量分布形势开始转换，与常年平均降水最为接近。6月多雨区主要位于石门地区。7—8月继续保持，并有加强。9—10月有一个分布形态转换期，全市除安乡略少外，其它为多雨区，11—12月基本回到南多北少形态。

2.4 降水日变化分析

从常德市降水日变化（图略）可以看出，降水日变化呈双峰形，主峰出现在08：00（北京时，下同），次峰出现在 15：00。04：00—11：00为多降水量时段，其中，06：00—10：00降水明显增多，这给以08：00为分界点的短期预报增加一定难度。15：00以后降水逐渐减少，20：00—23：00为少降水量时段。

从逐3 h降水距平分布（图4）可以看出，常德市日降水量有明显的区域差异，00：00—03：00主要集中在澧水，04：00—06：00主要在沅水，07：00—08：00主要在湖区，23：00之前的上半夜全市降水量占比最小，除石门局地外，全市大部几乎全为负距平，降水多在下半夜从北部地区开始发展，南部地区夜雨量少。

图3 常德市2007—2018年逐月平均降水量分布（单位：mm）

图4 常德市2007—2018年00：00—24：00逐3 h平均降水量距平百分率分布（%）

3 结论

1）常德全市年平均降水量与地势地形关系密切，高海拔地区一般为多雨区，分布在石门西南部、桃源西北部以及桃源、鼎城、汉寿南界和环临澧地区，而安乡、鼎城北部地势偏低为少雨区。

2）2007—2018年，年降水量大部分地区在10%～20%变化，其中市区及安乡南部变化相对较剧烈，极端年份变化幅度约40%，其他地区则变化不大。

3）常德市平均月降水量主要集中在汛期4—9月，其中以5—7月最多，6月达到峰值。降水量分布形态有3类，第1类是5月与9—10月为过渡转换期类型，分布型与年降水量分布相似。第2类为6—8月以西北部（尤其是石门）多，东南部少为特点。第3类为11月至次年4月，以西南部（尤其南部边界）多，东北部少的特点。

4）常德市降水日变化明显，04：00—11：00为多降水量时段，20：00—23：00为少降水量时段。中午往后降水量明显减少，分散阵雨多发生在下午，降水多在下半夜从北部地区开始发展，南部地区夜雨量少。00：00—03：00主要在澧水，04：00—06：00主要在沅水，07：00—08：00主要在湖区。