陇东半干旱区一次特大暴雨事件的降水极端性分析

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0922

干旱气象 ›› 2022, Vol. 40 ›› Issue (6): 922-932.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0922

陇东半干旱区一次特大暴雨事件的降水极端性分析

张君霞¹^,²(), 黄武斌²(), 杨秀梅², 刘维成², 周子涵², 沙宏娥²

1.甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室，甘肃兰州 730020
2.兰州中心气象台，甘肃兰州 730020

收稿日期:2022-08-24 修回日期:2022-09-28 出版日期:2022-12-31 发布日期:2023-01-10
通讯作者: 黄武斌
作者简介:张君霞（1990—），女，甘肃白银人，助理工程师，主要从事模式客观订正方法研究.E-mail:18419611389@163.com。
基金资助:
甘肃省气象局气象科研项目重点项目(Zd2023-03);干旱气象科学研究基金(IAM202206);甘肃省青年科技基金计划(2021-0406-JCC-0030);甘肃省科技计划项目(20YF3FA012);甘肃省科技计划项目(21JR7RA702);甘肃省气象局人才专项(2122rczx-青年优秀科技人才-05);甘肃省气象局人才专项(2122rczx-十人计划-01);甘肃省气象局创新团队项目(GSQXCXTD-2020-01)

Analysis on precipitation extremity of a torrential rain event in semi-arid region of eastern Gansu

ZHANG Junxia¹^,²(), HUANG Wubin²(), YANG Xiumei², LIU Weicheng², ZHOU Zihan², SHA Honge²

1. Key Laboratory of Arid Climate and Reducing Disaster of Gansu Province， Lanzhou 730020， China
2. Lanzhou Central Meteorological Observatory， Lanzhou 730020， China

Received:2022-08-24 Revised:2022-09-28 Online:2022-12-31 Published:2023-01-10
Contact: HUANG Wubin

摘要/Abstract

摘要：

2022年7月15日地处半干旱区的甘肃陇东出现一次特大暴雨过程，多站日雨量和小时雨量均突破历史极值。利用2022年7月14日20：00至15日20：00（北京时）逐分钟、逐小时降水观测数据，甘肃省庆阳市192个区域气象站建站以来日降水量、小时降水量资料，以及地面-卫星-雷达三源融合降水分析产品（CMA Multi-source Merged Precipitation Analysis System，CMPAS）10 min和1 h降水量数据，分析此次特大暴雨过程的降水特征及极端性。结果表明：这次特大暴雨过程具有累积降水量大、暴雨及以上量级降水落区集中、对流性降水强、降水中心稳定少动、短时强降水持续时间长等特征，其中累积降水量、降水强度和短时强降水持续时间的极端性明显。特大暴雨中心位于庆城县中北部的翟家河站，最大累积雨量达373.2 mm，是该站建站以来观测最大值，接近甘肃省所有国家站日降水量极值的2倍；最大小时雨量达84. 9 mm，位居庆阳市所有测站建站以来小时雨量第3位；短时强降水最长持续时间达6 h，是庆阳市所有测站建站以来最大值。分钟级降水量演变表明，强降水中心的降水强度具有脉动变化特征，降水位置在东、西、南、北方向存在摆动，但摆动幅度较小。

关键词: 半干旱区, 特大暴雨, 极端性, 短时强降水

Abstract:

An extremely heavy rainstorm occurred on 14-15 July 2022 in Longdong, Gansu Province, which is located in semi-arid region, the daily rainfall and hourly rainfall intensity at several stations broke the historical extreme values. Based on the minutely and hourly precipitation observation data from 20:00 BST 14 to 20:00 BST 15 July 2022, the daily and hourly precipitation data from 192 regional meteorological stations since the establishment of them in Qingyang of Gansu Province, and the CMPAS (CMA Multi-source Merged Precipitation Analysis System) 10-minute and hourly precipitation data, the precipitation characteristics and extremity of the torrential rain event are analyzed. The results show that the extremely torrential rain event is characterized by large cumulative precipitation, concentrated rainfall area of rainstorm and above, strong convective precipitation, stable and less movement of the rainfall centers, and long duration of short-term strong precipitation, among which the extremities of cumulative precipitation, hourly precipitation intensity and short-term heavy precipitation duration are obvious. The heavy rainstorm center, Zhaijiahe station, is located in the middle and north part of Qingcheng County, the maximum accumulated rainfall is 373.2 mm, which is the maximum since the station establishment, and is nearly twice of daily precipitation extreme values at all national stations in Gansu Province. The maximum hourly rainfall is 84.9 mm, ranking the third in historical records at all stations in Qingyang, and the longest duration of short-term strong rainfall is as long as 6 hours, which is the maximum in historical records at all stations in Qingyang since establishment of them. The evolution of minutely precipitation shows that the precipitation intensity in the heavy precipitation center has pulsating change, and the precipitation location has swing in the east, west, south and north, but the swing amplitude is small.

Key words: semi-arid area, extremely torrential rain, extremity, short-term strong rainfall

中图分类号:

P458.2+21.1

张君霞, 黄武斌, 杨秀梅, 刘维成, 周子涵, 沙宏娥. 陇东半干旱区一次特大暴雨事件的降水极端性分析[J]. 干旱气象, 2022, 40(6): 922-932.

ZHANG Junxia, HUANG Wubin, YANG Xiumei, LIU Weicheng, ZHOU Zihan, SHA Honge. Analysis on precipitation extremity of a torrential rain event in semi-arid region of eastern Gansu[J]. Journal of Arid Meteorology, 2022, 40(6): 922-932.

图/表 11

图1 2022年7月14日20：00至15日20：00庆阳市24 h降水量（a，单位：mm）及地形高度（填色区，单位：m）与气象站点（b）分布（矩形区域为强降水中心位置）

Fig.1 Spatial distribution of accumulated precipitation from 20：00 BST 14 to 20：00 BST 15 July 2022 （a， Unit： mm） and terrain elevation （the color shaded， Unit： m） and meteorological stations （b） in Qingyang （the rectangular regions for position of strong rainfall center）

图2 2022年7月14日20：00至15日20：00庆阳市累积降水量达建站以来最大值的站点分布

Fig.2 The distribution of stations with maximum cumulative precipitation from 20：00 BST 14 to 20：00 BST 15 July 2022 in Qingyang since the establishment of each station

图3 2022年7月14—15日庆阳市特大暴雨过程降水量排名前10站点的过程降水量及历年汛期与7月平均降水量

Fig.3 The accumulative precipitation on 14 to 15 July 2022 and historical mean precipitation in flood season and July at the top 10 stations in terms of the cumulative precipitation during the severe torrential rain process in Qingyang

图4 2022年7月14日20：00至15日20：00庆阳市12 h（a）、6 h（b）、3 h（c）降水量建站以来同期最大站点降水量分布（单位：mm）

Fig.4 The distribution of accumulative precipitation in 12 （a）， 6 （b） and 3 （c） hours from 20：00 BST 14 to 20：00 BST 15 July 2022 at stations with maximum cumulative precipitation during historical same period since the establishment in Qingyang （Unit： mm）

图5 2022年7月14日20：00至15日20：00最大小时降水量（a，单位：mm）及其对总降水量的贡献率（b，单位：%）、建站以来最大小时降水量测站（c）分布和最大小时降水量站次数（d）

Fig.5 Spatial distribution of maximum hourly precipitation （a， Unit： mm） and its contribution rate to the total precipitation（b， Unit： %） and stations with maximum hourly precipitation since the establishment of station （c）， and station numbers occurring maximum hourly precipitation （d） from 20：00 BST 14 to 20：00 BST 15 July 2022

图6 2022年7月14日21：00至15日20：00庆阳市短时强降水典型代表站逐小时降水量变化

Fig.6 The variation of hourly precipitation of short-term heavy rain at the typical representative stations from 21：00 BST 14 to 20：00 BST 15 July 2022 in Qingyang

图7 2022年7月14日20：00至15日20：00庆阳市短时强降水出现次数（a，单位：次）及持续时长（b，单位：h）、短时强降水为极值的站点（c）及此前短时强降水最长持续时间（d，单位：h）分布

Fig.7 The distribution of occurring times （a， Unit： times） and duration （b， Unit： h） of short-term heavy rain and stations with extreme rainfall intensity of short-term heavy rain （c） from 20：00 BST 14 to 20：00 BST 15 July 2022， and the distribution of longest duration of short-term heavy rain before this process （d， Unit： h） in Qingyang

图8 2022年7月14日21：00至15日20：00 庆阳市逐3 h降水量分布（单位：mm）

Fig.8 Spatial distribution of 3-hour cumulative precipitation from 21：00 BST 14 to 20：00 BST 15 July 2022 in Qingyang （Unit： mm）

图9 2022年7月14日21：00至15日20：00逐小时降水量沿36.15°N的经度-时间（a）和沿107.6°E的纬度-时间（b）剖面（单位：mm）

Fig.9 The longitude-time section along 36.15°N （a） and latitude-time section along 107.6°E （b） of hourly precipitation from 21：00 BST 14 to 20：00 BST 15 July 2022 in Qingyang （Unit： mm）

图10 2022年7月14日21：00至15日20：00逐10 min降水量沿36.15°N的经度-时间（a）和沿107.6°E的纬度-时间（b）剖面（单位：mm）

Fig.10 The longitude-time section along 36.15°N （a） and latitude-time section along 107.6°E （b） of 10-minitue precipitation from 21：00 BST 14 to 20：00 BST 15 July 2022 in Qingyang （Unit： mm）

图11 2022年7月15日00：00—09：00（a）和15：00—20：00（b）典型代表站逐分钟降水量演变

Fig.11 Minutely precipitation evolution at typical representative stations from 00：00 BST to 09：00 BST （a） and from 15：00 BST to 20：00 BST （b） on 15 July 2022

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Analysis on precipitation extremity of a torrential rain event in semi-arid region of eastern Gansu

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