第３１卷第１期 ２０１５年２月 气象与环境学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ＶＯ１．３１ ＮＯ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１５ 沈澄，颜廷柏，刘冬晴，等．２００８－－２０１２年南京短时强降水特征分析［Ｊ］．气象与环境学报，２０１５，３１（１）：２８—３３． ＳＨＥＮ Ｃｈｅｎｇ，ＹＡＮ Ｔｉｎｇ—ｂａｉ，ＬＩＵ Ｄｏｎｇ－ｑｉｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｈｏｒｔ—ｔｉｍｅ ｈｅａｖｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ２００８ ｔｏ ２０１２ ｉｎ Ｎａｎｊｉｎｇ ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１５，３１（１）：２８—３３． ２００８１２０１２年南京短时强降水特征分析 沈澄 颜廷柏 刘冬晴 李菁 （１．南京市气象局，江苏南京２１０００９；２．南京江宁区气象局，江苏南京２１１１００） 摘要：利用２００８－－２０１２年南京自动气象站逐时降水量的观测资料，分析南京短时强降水的发生规律，包括ａＮ－强降水的 年变化、月变化、日变化和空间分布等特征。结果表明：２００８－－２０１２年南京雨强３￣－ｔ－５０ ｎｌｎｌ・ｈＩ１的致灾性短时强降水过程的发 生次数呈显著增长的趋势；短时强降水天气主要出现在６－＿９月，其中７—８月出现日数最多，雨强最大。春雨期短时强降水最 易发生在凌晨，梅雨期短时强降水最易发生在上午和傍晚，台汛期短时强降水最易发生在上午；下半夜一凌晨短时强降水出现 次数较少，傍晚前后是短时强降水多发时段。短时强降水天气的空间分布具有明显的城郊差异，城市化效应不能引起城区的局 地降雨，但在大尺度天气系统过境时，会使城区的对流活动较郊区更活跃，且城市下风向地区的降水也因此增强。 关键词：短时强降水；城市化；Ｎ－空分布 中图分类号：Ｐ４６８．０ ２４ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－５０３Ｘ．２０１５．０１．００５ 嘴 南京地江中下游地区，梅雨期间暴雨频发， 量 资料来自１９７９－－２０１２年南京国家基准气候站和 特别是在全球变暖的大背景下，夏季短时强降水天气的发生频率呈显著上升的趋势。随着城市化进程 的加剧，市区房屋建筑趋于密集，混凝土和水泥等不 透水的表面大量增加，雨水渗透减少；与此同时，池 塘和湖 白等水面面积也不断减少，使城市对雨水调 蓄的功能下降 。除此之外，城市化还加重了空气 污染，空气中凝结核增多，有利于强降水的产生 。 另外，城市人口不断增加，经济不断发展，城市的用 水量和排水量也不断增加，使城市已有的排涝系统 的负荷超过其承受能力 。强降水引发的积涝对社 会经济发展及人民生活造成越来越严重的影响，社会 各界对城市强降水和积涝的预报预警服务需求迫切。 由于短时强降水往往是中小尺度天气系统造成 的，发生发展十分迅速，局地性较强，对短时强降水 落区和时效的预报预警一直是预报的难点 。本 文利用２００８－－２０１２年南京自动气象站１ ｈ降水量的 观测资料，分析南京短时强降水发生的年变化、月变 ４个国家一般气象观测站（六合站、浦口站、溧水站和 高淳站）逐小时降水量观测数据及２００８－－２０１２年南 京地区８０个自动气象站逐小时降水量的观测数据。 在对自动气象站数据进行统计分析的过程中，按照 其所在行政区域分为主城区、六合区、浦口区、江宁 区、溧水区和高淳区。 本文规定４个国家一般气象站（六合站、浦口 站、溧水站高淳站）及南京国家基准气候站中只要 、有一个站及以上出现降水量≥２０ ｍｉｌ１．ｈ～即定义为 一个短时强降水日；而自动站中只要有两个站及以上 出现降水量≥２０ ｉｎｌｎ．ｈ～即定义为一个短时强降水 日。一天中一个站多次出现短时强降水时站次累加 统计。短时强降水发生的范围按照其出现的站数分为 局地短时强降水（出现短时强降水的站数占总站数 ＜１０％）小范围短时强降水（１０％≤出现短时强降水 的站数占总站数＜３０％）、区域性短时强降水（３Ｏ％≤ 出现短时强降水的站数占总站数＜５０％）及大范围短 ，，，、化、日变化和空间分布特征，以期为短时强降水预报 时强降水（出现短时强降水的站数占总站数≥５０％）。 提１Ⅱ参考伙＿话。 ２ 结果分析 １ 资料与方法 水量达到或超过某一量值的天气现象，结合南京地 收稿日期：２０１４—０１—１４；修订日期：２０１４—０６—２０。 ２．１年变化 １９７９－－２０１２年南京站和国家一般气象站短时强 短时强降水是指短时间内降水强度较大，其降 ２．１．１南京站和国家一般气象站年变化 资助项目：江苏省青年气象科研基金项目（Ｑ２０１１０６）、江苏省科委科技支撑计划社会发展项目（ＢＥ２０１１８１８）和国家科技支撑计 划课题“青奥会期间高影响天气监测预警服务技术集成与应用”（２０１１ＢＡＫ２１Ｂ０４）共同资助。 作者简介：沈澄，女，１９８５年生，工程师，主要从事短期预报研究，Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｉｃｉｉ＠１２６．ｏｏｍ。 第１期 沈澄等：２００８－－２０１２年南京短时强降水特征分析 ２９ 降水天气的出现日数呈明显的阶段性变化。１９７９— 中出现短时强降水天气的日数为５３．０ ｄ，仅占暴雨 １９９０年，短时强降水天气出现日数少，范围小，年平 日数的４８．２％。而没有较强天气尺度系统支撑的中 均发生日数为１．９ ｄ，年平均发生站数仅为０．５个；而 小尺度系统虽然可以产生短时强降水天气，却因为 １９９１年后，短时强降水天气出现日数及范围均显著 没有足够的持续时间或水汽供应，不能形成暴雨，如 增加。这与南京地区２０世纪８０年代中期以前，夏季 １９７９－－２０１２年南京站短时强降水出现日数为 相对少雨，８０年代中期以后，夏季相对多雨的气候特 ８８．０ ｄ，其中有３９．８％日降雨量未达到暴雨量级。 征基本一致 。１９９１年以后，短时强降水天气的年 平均发生日数为１１．３ ｄ，偏多发生的年份有１９９９、 ２００３、２００５、２００６、２００７、２０１０、２０１１年和２０１２年，其 中２０１１年短时强降水出现日数最多，达２０．０ ｄ；而短 时强降水天气出现的范围也扩展至全市大部地区， 年平均发生站数达３．９个。从平均雨强来看，１９７９— １９９０年与１９９１－－２０１２年的雨强差异较小，平均雨强 分别为３０．５ ｉ／ｌｎｌ・ｈ 和２９．８ ｎｌｌｎ・ｈ～。 对于雨强大于５０ ｍ／ｎ・ｈ 的强降水过程， １９７９－－１９９４年南京共出现３．０站次，而１９９５－－２０１２ 年的年平均出现次数达１．２站次，除１９９６年、２００５ ２．１．２自动站年变化 从２００８－－２０１２年南京８０个自动站１ ｈ降水量 的统计来看，南京市短时强降水天气的年平均发生 日数达２６．６ ｄ。２０１０年和２０１１年为短时强降水偏 多发生年份，每年短时强降水出现日数均为３０．０ ｄ 以上。若仅考虑国家基准站及一般站的资料，则 ２００８－－２０１２年南京市短时强降水天气的年平均发生 日数仅为１５．２ ｄ，由此可见短时强降水天气的发生 具有明显的区域特征。 ２００８－－２０１２年南京强降水过程均以２０— ３０ ｉｎｔ／１・ｈ 的强度为主，占总发生次数的６５．３％。 年和２０１２年外，南京每年均有致灾性的短时强降水 天气出现。 短时强降水天气与暴雨有密切联系，在一次暴 雨天气过程中，起主要作用的经常是某个或几个时 段的短时强降水积累 』，即暴雨往往是由天气尺度 对于雨强大于５０ １１１１１１＿・ｈ 的强降水过程，２００８年仅 出现６站次，而２００９年增至３２站次，２０１１年更是增 至３６站次，由此可见致灾性的短时强降水天气的发 生次数呈显著增长，２００９年以后其平均发生率已超 －２０１２年，１ ｈ降水量极值均为 系统中的若干中小尺度系统产生的。但并不是所有 过５％。２００８－ｉｌｌｎｌ以上，而最大值出现在２０１１年７月１８日六 的暴雨过程均会出现短时强降水天气，以南京站为 ６５．０ 例，１９７９＿２０１２年４＿＿９月的暴雨日数共１１６．０ ｄ，其 合区新集站，降水量达１００．２ ａｒｉｎ（表１）。 表１ ２００８－－２０１２年南京雨强大于５０ ｍｍ・ｈ 强降水出现站次、所占比例及１ ｈ降水量极值 Ｔａｂｌｅ １ Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｔａｔｉｏｎｓ，ｉｔｓ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｔｏ ａｌｌ ｓｔａｔｉｏｎｓ ａｎｄ １ ｈｏｕｒ ｒａｉｎｆａｌｌ ｅｘｔｒｅｍｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｓｈｏｒｔ－ｔｉｍｅ ｈｅａｖｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ５０ ｌｎｉｎ・ｈ一 ｆｒｏｍ ２００８ ｔｏ ２０１２ ｉｎ Ｎａｎｊｉｎｇ ２．２月变化 ２．２．１南京站和国家一般气象站月变化 １９７９－－２０１２年南京站和国家一般气象站短时强 （图１），１１月至翌年３月南京未出现短时强降水天 气，短时强降水天气主要出现在６＿＿９月，其中７月 降水天气主要出现在６＿＿９月，其中７月出现Ｅｔ数最 多，平均为２６．８ ｄ，南京站７月平均短时强降水日数 达３７．０ ｄ；其次是８月，短时强降水平均出现Ｅｔ数为 ２３．２ ｄ。最大雨强也出现在７＿．８月，平均雨强达 ３１ ｒｌｌｉｎ・ｈ 以上，尤其是雨强大于５０ ｍｉｌｌ・ｈ 的短 时强降水主要出现在７月，１９７９－－－２０１２年共出现１１ 站次；雨强大于４０ １／ＩＨＩ・ｈ 的短时强降水则主要集 中出现在主汛期６＿８月。另外，７月发生短时强降 水的频率也远大于８月，其中１９９２年、２００９年和 ２０１０年７月短时强降水发生的频率均达３０％以上。 ２．３日变化 ２．３．１南京站和国家一般气象站日变化 ２．２．２自动站月变化 １９７９－－２０１２年南京短时强降水天气在一日内有 由２００８－－２０１２年南京自动站降水量可知 短时强降水出现日数最多，达５０．０ ｄ，占短时强降水 总日数的３７．０％；其次是８月短时强降水出现日数 为４３．０ ｄ，占短时强降水总日数的３１．９％；而７＿８ 月短时强降水天气的发生日数占短时强降水总日数 的６８．９％，９月后，短时强降水天气的发生日数明显 减少，仅占短时强降水总日数的９．６％。同时，南京 短时强降水最大雨强也出现在７月和８月，平均雨 强达３０ ｎｌｌＩ１・ｈ一，且雨强大于５０ ｉｎｎｌ・ｈ 的致灾性短 时强降水天气发生的总次数分别达６１站次和２８ 站次。 第１期 沈澄等：２００８－－２０１２年南京短时强降水特征分析 ３３ 气候特征［Ｊ］．气象科学，２０１２，３２（６）：６４６—６５２． ［８］ 张京英，陈金敏，刘英杰，等．大暴雨过程中短时强降 水机制分析［Ｊ］．气象科学，２０１０，３０（３）：４０７—４１３． 时降水特征的影响［Ｊ］．南京气象学院学报，２０００，３０ （１）：６８—７２． ［１１］廖镜彪，王雪梅，李玉欣，等．城市化对广州降水的影 响分析［Ｊ］．气象科学，２０１１，３１（４）：３８４—３９０． ［１２］ 李书严，马京津．城市化进程对北京地区降水的影响 分析［Ｊ］．气象科学，２０１１，３１（４）：４１４—４２１． ［９］ 邱新法，顾丽华，曾燕，等．南京城市热岛效应研究 ［Ｊ］．气候与环境研究，２００８，１３（６）：８０７—８１４． ［１Ｏ］ 吴息，王晓云，曾宪宁，等．城市化效应对北京市短历 Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｈｏｒｔ－ｔｉｍｅ ｈｅａｖｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ２００８ ｔｏ ２０１２ ｉｎ Ｎａｎｊｉｎｇ ＳＨＥＮ Ｃｈｅｎｇ ＹＡＮ Ｔｉｎｇ—ｂａｌ ＬＩＵ Ｄｏｎｇ—ｑｉｎｇ ＬＩ Ｊｉｎｇ （１．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉａｎｇｎｉｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎ Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１１１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｏｕｒｌｙ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｗｅａｔｈｅｒ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｎａｎｊｉｎｇ ｆｒｏｍ ２００８ ｔｏ ２０１２，ａｎｎｕａｌ， ｍｏｎｔｈｌｙ ａｎｄ ｄａｌｌｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｈｏｒｔ—ｔｉｍｅ ｈｅａｖｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅ－ ｓｕｉｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｈｏｒｔ－ｔｉｍｅ ｈｅａｖｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ５０ ＩＩｌＩＩｌ・ｈ～ｉｓ ｉｎ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓ— ｉｎｇ ｔｒｅｎｄ ｆｒｏｍ ２００８ ｔｏ ２０１２．Ｓｈｏｒｔ—ｔｉｍｅ ｈｅａｖｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍａｉｎｌｙ ＯＣＣｕｒＳ ｄｕｒｉｎｇ Ｊｕｎｅ ｔｏ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｄｕｒｉｎｇ Ｊｕｌｙ ａｎｄ Ａｕｇｕｓｔ ｗｉｈ ｔｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｄａｙｓ ａｎｄ ｓ￣ｏｎｇｅｓｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｆｏｒ ｓｐｒｉｎｇ ｒａｉｎ ｐｅｒｉｏｄ，ｓｈｏｒｔ—ｉｔｍｅ ｈｅａｖｙ ｐｒｅ－ ｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｏｆｔｅｎ ｏｃｃｕｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｍｏｒｎｉｎｇ；ｆｏｒ Ｍｅｉｙｕ ｐｅｒｉｏｄ，ｉｔ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｅａｒｌｙ ｅｖｅｎｉｎｇ；ｆｏｒ ｔｙ－ ｐｈｏｏｎ ａｎｄ ｆｌｏｏｄ ｐｅｒｉｏｄ，ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｒｎｉｎｇ．Ｉｎ ｇｅｎｅｒａｌ，ｓｈｏｒｔ－ｔｉｍｅ ｈｅａｖｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｆｉｏｎ ｓｅｌｄｏｍ ｏｃｃｕｒｓ ｄｕｒｉｎｇ ｍｉｄｎｉｇｈｔ ｔｏ ｅａｒｌｙ ｍｏｒｎｉｎｇ，ｗｈｉｌｅ ｉｔ ｏｆｔｅｎ ＯＣＣＵＲＳ ａｂｏｕｔ ｅａｒｌｙ ｅｖｅｎｉｎｇ．Ｔｈｅ ｓｐａｔｉｌ ｄａｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｈｏｒｔ—ｔｉｍｅ ｈｅａｖｙ ｒａｉｎ ｈａｖｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｕｒｂａｎ ａｎｄ ｒｕｒａｌ ａｒｅａｓ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｌｅａｄ ｔｏ ｌｏｃａｌ ｈｅａｖｙ ｒａｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ａｒｅａ，ｗｈｉｌｅ ｉｔ ｏｎｌｙ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ ｍｏｒｅ ａｃｔｉｖｅ ｉｎ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ａｒｅａ ｔｈａｎ ｉｎ ｈｅ ｒｕｒａｔｌ ａｒｅａ ｕｎｄｅｒ ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ｗｅａｔｈｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ａｌｓｏ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｆｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ ｕｒｂａｎ ａｒｅａ ｅｎｈａｎｃｅｓ ｂｅ－ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｒｅａｓｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｈｏｒｔ—ｔｉｍｅ ｈｅａｖｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；Ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ；Ｔｅｍｐｏｒａｌ ａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
