Page 115 - 《高原气象》2026年第1期
P. 115

1 期                      刘旭东等：横断山区2001 -2020年小时极端降水时空分布特征                                  111
               势下， 日尺度的极端降水预计将以近似克劳修斯-                           著， 华南地区和西南地区分别集中在下午和午夜
               克拉佩龙（Clausius–Clapeyron， CC）的速率（即低               （Zhang and Zhai， 2011； Wang et al， 2023）。但是现
                                                      -1
               层 水 汽 随 温 度 升 高 而 增 加 ，  约 为 7%·K ）增 加            阶段以横断山区为研究对象的小时极端降水相关
              （Soden et al， 2005； Wentz et al， 2007）。中国的极        研究较少， 对横断山区小时极端降水特征认识不
               端降水事件在近半世纪以来明显增多， 同时中国的                           足， 而分析复杂地形区的极端降水特征需要从更小
               极端降水事件存在着明显的地域性差异和显著的                             的时间尺度出发。
               年际和年代际变化特征（陈海山等， 2009； 龙妍妍                            基 于 此 ，  本 研 究 利 用 卫 星 降 水 资 料 分 析
               等， 2016； 武文博等， 2016）。横断山区的极端降水                    2001 -2020 年横断山区小时极端降水阈值、 持续时
               格局大致呈现南多北少， 从东南向西北减少的分布                           间的时空特征， 并探究雨量、 频次和强度的时空分
               特征， 极端降水指数与年总降水量呈正相关关系，                           布格局、 年际趋势以及日变化情况， 从而提供该区
               极端降水量在全区域内年际变化呈上升趋势， 并且                           域内更加精细的极端降水事件特征。
               极端降水事件随海拔的升高而周期地减少（Zhang                          2  数据与方法
               et al， 2014）。在未来， 李沁汶等（2019）通过统计降
               尺度的方式得出横断山区极端降水总体上呈现出                             2. 1 研究区域
              “增加-减少-增加”的趋势。                                         横断山区（24°48′N -33°39′N； 96°20′E -104°
                   极端降水事件的显著特征之一是极端雨强， 通                         4′E）位于我国西南部（图 1）， 面积约 5×10  km（Shi
                                                                                                           2
                                                                                                       5
               常伴随着超过区域历史记录的短时强降水事件（顾                            et al， 2018）， 海拔范围 308~7473 m。横断山区地处
               佳佳和武威， 2017； 张静和孙羡， 2021； 汪小康等，                   高原温带亚热带气候区， 山地地形复杂， 气候差异
               2024）。以往关于极端降水的研究多数集中于日尺                          较大（Li et al， 2011； Zhu et al， 2012）。同时是典型
               度上， 然而极端降水事件通常发生在日内尺度， 其                          的季风气候区， 受南亚季风和东亚季风控制（Zhu
               中日内尺度的极端降水强度对气温变化响应更加                             et al， 2016； Dong et al， 2018， 2019）。该地区降水
               复 杂（Barbero  et  al，  2017；  Lenderink  et  al，  2017；   量的季节变化较大。年降水量为 978. 64 mm， 降水
               Ali and Mishra， 2018； Barbero et al， 2019； Huang   分布呈现出自东南向西北递减的格局（Yu et al，
               et al， 2021）。日内尺度的极端降水数据可以更加精                     2020）。雨季（5 -9 月）降水丰沛， 当期平均降水量
               确地捕捉降水过程和日变化， 以提供更多极端降水                           为 769. 11 mm， 占全年降水量的 78. 59%。因此， 接
               强度和频次的细节特征（Li et al， 2013； 李建等，                   下 来 的 工 作 将 围 绕 全 年（Annual，  AP）、  雨 季
               2013a； Liu et al， 2017a）。一般而言， 日内极端降             （Rainy， RP）和非雨季（Non-Rainy， NP）三个阶段共
               水事件的定义有两种， 分别为固定阈值（张天宇                            同开展。DEM 数据是 ASTER GDEM V3（https： //
               等， 2023）和相对阈值（Wang et al， 2023； 李建等，              lpdaac. usgs. gov/）， 来源于美国航空航天局（NASA）
               2013b； Lai et al， 2024）， 而采用局地百分位阈值的              和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）共同开发的
               相对阈值方法更加适用于分析局部区域内日内尺                             全球 DEM 30 m 数据。本节涉及的研究区域地图是
               度的极端降水特征（Zhang and Zhai， 2011）。                   基于标准地图服务系统（http： //bzdt. ch. mnr. gov.
                   近年来在中国以及各分区内展开了大量关于                           cn/）下载的中国地图［审图号： GS（2019）1882］制作
               小时极端降水的研究， 增加了中国各地区小时尺度                           而成， 底图无修改。
               上的极端降水事件趋势、 日变化和持续时间的特征                           2. 2 数据选取
               细 节（Li， 2018； Li et al， 2019； Jiang et al， 2020；      研究数据主要包括了地面气象站实测降水数
               Lai et al， 2024）。我国小时极端降水具有显著的区                   据和相应时段的卫星观测数据。其中气象站实测
               域差异和年代际变化特征。年际变化上， 我国小时                           观测数据是来源于中国气象数据网（http： //data.
               极端降水量整体呈现不显著下降趋势， 而频率呈增                           cma. cn）， 包括了研究区内的 27 个站点（图 1）。站
               加趋势。在分布格局中， 强度和频率主要表现为                            点观测资料主要用于计算区域多年月均降水， 以确
              “西弱东强”的格局， 以低涡/切变线和弱天气系统                           定横断山区雨季与非雨季。卫星产品是来自 Glob‐
               强迫的天气类型为主（Luo et al， 2016； Wang et al，            al Precipitation Measurement（GPM）的 IMERG Final
               2023）。同样地， 我国小时极端降水事件日变化具                         V07B （https： //disc. gsfc. nasa. gov/）（Hou  et  al，
               有明显的地域差异， 日变化特征在我国北方并不显                           2014； Liu et al， 2017b）， 时间跨度为 2001 -2020
   110   111   112   113   114   115   116   117   118   119   120