唐敏麗，肖潺，原韋華

(1.成都信息工程大學(xué)，成都 610225；2.國家氣候中心，北京 100081；3.中國科學(xué)院大氣物理研究所，北京 100029；4.江西省氣象臺，南昌 330000)

引 言

秦嶺山脈是位于中國中部的東西向山脈，其北側(cè)是關(guān)中平原與黃土高原，南側(cè)是漢江谷地與大巴山，三山兩谷的獨(dú)特地形與所處的地理位置造就其氣候環(huán)境的特殊性。秦嶺山脈是我國暖溫帶與亞熱帶的分界線，它既能阻止干冷空氣南下，又能阻擋暖濕氣流北上(畢寶貴等，2006)。秦嶺位于南亞季風(fēng)與東亞季風(fēng)交匯影響的季風(fēng)邊緣區(qū)，秦嶺及周邊地區(qū)不僅存在夏季的降水峰值，秋季降水同樣明顯，俗稱“華西秋雨”。同時(shí)，不同環(huán)流系統(tǒng)以及緯度造成了秦嶺南北氣候的較大差異(宋佃星等，2011)。由于秦嶺地區(qū)降水特征獨(dú)特，此前有許多研究關(guān)注秦嶺及周邊地區(qū)夏秋兩季的降水特征。對于秦嶺夏季降水研究，主要集中在短時(shí)強(qiáng)降水與極端降水的時(shí)空變化特征與不同天氣與氣候系統(tǒng)對于降水的影響作用(王曉玲等，2012；高琦等，2020)；對秦嶺秋季降水分析則主要集中在秋季降水的氣候特征與個(gè)例分析(方建剛等，2008；惠英，2015)方面。

隨著高時(shí)空降水分辨率降水?dāng)?shù)據(jù)的出現(xiàn)，降水研究的時(shí)間尺度不再局限于候、月、年尺度的演變特征分析，日變化成為天氣氣候系統(tǒng)關(guān)注的熱點(diǎn)研究對象。太陽輻射的日變化，導(dǎo)致溫壓濕風(fēng)等氣象要素表現(xiàn)出明顯日變化特征，其中降水因受海陸分布和復(fù)雜地形的影響，在日變化上存在鮮明的區(qū)域差異。對降水日變化的深入研究，一方面有助于理解降水形成的機(jī)制，進(jìn)一步認(rèn)識區(qū)域天氣和氣候的演變規(guī)律特征；另一方面可為檢驗(yàn)和評估數(shù)值模式提供科學(xué)依據(jù)，有助于改進(jìn)模式，對降水的精細(xì)化預(yù)報(bào)也具有指導(dǎo)作用。在小時(shí)降水尺度的演變特征上，已有研究表明我國暖季降水在日變化上存在明顯區(qū)域特征：中國大陸東南和東北部的降水量日變化表現(xiàn)為下午單峰型(Yu et al.，2007)；中國西南區(qū)域?yàn)槲缫箚畏逍?王夫常等，2011)；中國中東部地區(qū)為清晨和午后雙峰型(原韋華等，2014)；長江上游至下游地區(qū)表現(xiàn)為午夜至清晨滯后的峰值位相特征(Chen et al.，2010；徐明等，2016)。宇如聰?shù)?2016)指出中國大陸暖季降水日變化峰值時(shí)間主要表現(xiàn)為下午、清晨、夜間3類典型位相，且降水頻次的清晨峰值更凸出，降水強(qiáng)度以下午峰值為主。同時(shí)，降水的持續(xù)時(shí)間是反映降水特性的重要指標(biāo)，降水持續(xù)時(shí)間也是區(qū)分不同類型降水事件的一個(gè)關(guān)鍵因素，長持續(xù)性降水事件的峰值大多位于夜間和清晨，而短持續(xù)性降水事件的極大值則多出現(xiàn)在下午或傍晚(Yu et al.，2007)。李建等(2008)提出北京市暖季午后降水主要表現(xiàn)為持續(xù)時(shí)間少于6 h的降水事件，而后半夜至清晨的降水峰值則主要由持續(xù)時(shí)間大于6 h的降水事件累積而成。這些研究主要針對我國不同區(qū)域日降水特征進(jìn)行的分析工作，均指出了不同區(qū)域降水具有顯著的時(shí)空差異和區(qū)域特點(diǎn)。

針對秦嶺的降水日變化研究結(jié)果表明，以34°N劃分的南北兩側(cè)在暖季降水量、降水頻率與降水強(qiáng)度上存在顯著差異；南側(cè)降水量與降水強(qiáng)度的日變化峰值位相位于06∶00—08∶00(北京時(shí)，下同)，降水頻率峰值位相位于06∶00和17∶00，北側(cè)降水量與降水頻率峰值位相位于17∶00，而降水強(qiáng)度在06∶00和17∶00都具有峰值位相(張宏芳等，2020)。由于秦嶺地區(qū)降水在年尺度上夏秋兩季都具有降水峰值，且降水性質(zhì)可能不同，有必要對秦嶺地區(qū)南側(cè)漢江谷地與北側(cè)關(guān)中平原在夏秋兩季降水的精細(xì)化特征進(jìn)行進(jìn)一步的系統(tǒng)對比和深入分析。這不僅有利于了解復(fù)雜地形條件下秦嶺地區(qū)南北的降水差異，也可為降水精細(xì)化模擬評估提供依據(jù)。

1 資料與方法

本文所用數(shù)據(jù)來自中國氣象局國家氣象信息中心提供的“中國國家級地面氣象站逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)集(V2.0)”(張強(qiáng)等，2016)，該數(shù)據(jù)集包含全國2400多個(gè)國家級地面觀測站(國家基準(zhǔn)氣候站、國家基本氣象站和國家一般氣象站)的經(jīng)過質(zhì)檢的每日逐小時(shí)降水量數(shù)據(jù)。考慮到秦嶺地區(qū)冷季降水?dāng)?shù)據(jù)資料少，選取1961—2015年55 a暖季(4—10月)的逐時(shí)降水資料進(jìn)行分析；同時(shí)本文中取34—41候代表夏季(6月15日—7月24日)，47—54候代表秋季(8月19日—9月27日)。研究區(qū)域?yàn)榍貛X及周邊(31°—36°N，105°—113°E)，所選站點(diǎn)如圖1所示，秦嶺地區(qū)共計(jì)210個(gè)站點(diǎn)，選取漢江谷地附近的14個(gè)站點(diǎn)表示秦嶺南側(cè)區(qū)域，關(guān)中平原中25個(gè)站點(diǎn)表示秦嶺北側(cè)區(qū)域，后文中均以這兩個(gè)區(qū)域代表秦嶺南北，分析區(qū)域平均特征。

圖1 秦嶺地區(qū)地形特征和臺站位置(其中填色為地形高度(單位:m)，紅(藍(lán))色圓點(diǎn)是關(guān)中平原(漢江谷地)站點(diǎn))Fig.1 The terrain features and station locations in the Qinling Mountains,where the color is the terrain height(unit:m).The red(blue)colored dot is the site of Guanzhong Plain(Hanjiang Valley).

參考我國現(xiàn)行降水量等級劃分的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 28592-2012)，將某時(shí)次內(nèi)降水量≥0.1 mm認(rèn)定為該時(shí)次為有效降水時(shí)次，相對應(yīng)的降水量計(jì)為有效降水量(單位：mm)。本文中降水量為00∶00—23∶00逐時(shí)累積得出，降水頻次定義為有效降水時(shí)次與總觀測非缺測時(shí)次的比值(單位：%)，降水強(qiáng)度為累積降水量與有效降水時(shí)次的比值(單位：mm·h-1)。在關(guān)于降水日變化的分析上，對秦嶺地區(qū)各臺站的小時(shí)降水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)獲取研究時(shí)段00∶00—23∶00每個(gè)時(shí)刻的累積降水量和有效降水時(shí)次，計(jì)算出各個(gè)時(shí)次對應(yīng)的小時(shí)降水量、頻次和強(qiáng)度。在降水事件上，降水事件開始時(shí)間定義為2 h以上無降水之后發(fā)生降水的第一個(gè)有效時(shí)次；在2 h及2 h以上無降水小時(shí)之前的有效降水時(shí)次，認(rèn)為是降水事件的結(jié)束時(shí)次。降水事件的持續(xù)時(shí)間是指一次事件從開始到結(jié)束所經(jīng)歷的小時(shí)數(shù)。本文中所用時(shí)間均為北京時(shí)，并定義22∶00—03∶00為夜間；04∶00—10∶00為清晨；11∶00—14∶00為中午；15∶00—21∶00為午后。

2 秦嶺降水整體特征

從暖季降水量空間分布(圖2a)上看，以秦嶺主山脈為分界線，其南邊四川盆地、大巴山和漢江谷地年均降水量都在400 mm以上；而北邊關(guān)中平原和黃土高原地區(qū)的站點(diǎn)降水量多在400 mm以下，只有少數(shù)站點(diǎn)可達(dá)400 mm以上，這與之前的研究結(jié)果相一致。秦嶺對西南暖濕氣流的阻擋作用是造成秦嶺南北兩側(cè)的降水差異的主要原因(劉曉東等，2003)。圖2b給出暖季降水頻次的空間分布。整體上，降水頻次自西南向東北方向遞減；秦嶺主山脈南邊四川盆地、大巴山和漢江谷地年均降水頻次均在14%以上，最高可達(dá)40%以上；而北邊關(guān)中平原與黃土高原的降水頻次大多不到14%，最低值不到10%。圖2c給出降水強(qiáng)度的空間分布，秦嶺地區(qū)整體降水強(qiáng)度的范圍在0.9～1.7 mm·h-1之間，秦嶺北側(cè)的降水強(qiáng)度在1～1.2 mm·h-1之間，而秦嶺南側(cè)的范圍在1.2～1.6 mm·h-1。秦嶺地區(qū)暖季降水量、降水頻次和降水強(qiáng)度的空間分布相一致，秦嶺北側(cè)的降水量、降水頻次與降水強(qiáng)度均小于秦嶺南側(cè)地區(qū)。

圖2 1961—2015年暖季(4—10月)平均的降水量(a,單位:mm)、降水頻次(b,單位:%)、降水強(qiáng)度(c,單位:mm·h-1)空間分布圖(填色為地形高度，單位:m,下同)Fig.2 Spatial distribution map of(a)average precipitation amount(unit:mm),(b)precipitation frequency(unit:%),and(c)precipitation intensity(unit:mm·h-1)during the warm season(April-October)from 1961 to 2015(The shading is the terrain height,unit:m).

秦嶺地區(qū)南北兩側(cè)降水量差異還表現(xiàn)在季節(jié)變化中候降水量最大值出現(xiàn)時(shí)段。圖3給出候平均最大降水量出現(xiàn)時(shí)間的空間分布，區(qū)域內(nèi)有44.76%的站點(diǎn)的最大候平均降水出現(xiàn)在38—39候(即7月上旬)，28.57%的站點(diǎn)出現(xiàn)在48—51候(即8月底到9月上旬)。在秦嶺北側(cè)的關(guān)中平原，候降水量最大值主要出現(xiàn)在48—51候；在秦嶺以南的大部分臺站候降水主峰值出現(xiàn)在38—39候。與劉曉東等(2003)指出的秦嶺地區(qū)多年平均汛期出現(xiàn)在6月下旬至10月上旬，其間7月上旬和9月上旬先后出現(xiàn)兩次降水峰值相呼應(yīng)。為了進(jìn)一步研究秦嶺南北兩側(cè)降水特征差異，根據(jù)候降水主峰值出現(xiàn)的時(shí)間以及結(jié)合地形條件和海拔高度，選取關(guān)中平原(107.6°—110°E，34°—34.9°N)的25個(gè)站點(diǎn)表示秦嶺北側(cè)區(qū)域，漢江谷地(106.6°—109.2°E，33.4°—32.2°N)的14個(gè)站點(diǎn)表示南側(cè)區(qū)域，后文均以這兩個(gè)區(qū)域作為秦嶺南北的代表區(qū)域進(jìn)行分析。

圖3 秦嶺地區(qū)1961—2015年候平均降水最大值出現(xiàn)時(shí)間(單位:候)Fig.3 Time of occurrence for the maximum of the average pentad precipitation from 1961 to 2015 in Qinling area,unit:pentad.

圖4給出兩區(qū)域平均降水量的逐候變化，由圖可見，秦嶺南北兩側(cè)的漢江谷地與關(guān)中平原的降水逐候變化均表現(xiàn)為雙峰型，峰值時(shí)段分別在6月中旬到7月中下旬(34—41候)和8月中下旬到9月底(47—54候)，第一個(gè)峰值主要是夏季風(fēng)推進(jìn)形成的，本文稱之為夏季峰值時(shí)段，第二個(gè)峰值對應(yīng)于華西秋雨，本文稱之為秋季峰值時(shí)段。對于峰值降水量而言，南側(cè)漢江谷地最大降水峰值出現(xiàn)在夏季峰值時(shí)段，秋季峰值次之；而北側(cè)關(guān)中平原則相反，主峰是出現(xiàn)在秋季峰值時(shí)段，也就是說北側(cè)秋季降水較之其夏季降水更突出。值得一提的是，在整個(gè)暖季，秦嶺北側(cè)區(qū)域降水量始終小于同時(shí)期南側(cè)降水量。

圖4 漢江谷地(藍(lán)線)和關(guān)中平原(紅線)降水量(單位:mm)逐候變化(上(下)坐標(biāo)為月(候)，虛線是區(qū)域平均，實(shí)線是五點(diǎn)滑動平均;灰色標(biāo)出夏秋兩個(gè)降水峰值時(shí)段)Fig.4 The variation of pentad mean precipitation amount in the Hanjiang Valley(blue line)and the Guanzhong Plain(red line)(unit:mm).The upper x-axises indicate the month(pentad)dashed line is the regional average,and the solid line is the five-point moving average.Gray bars mark the two peak periods of precipitation in summer and autumn.

綜上所述，秦嶺地區(qū)降水在夏秋兩季的特征有所區(qū)別，故后文分別對夏秋兩季降水的小時(shí)尺度特征進(jìn)行對比分析。分析中取34—41候代表夏季(6月15日—7月24日)，47—54候代表秋季(8月19日—9月27日)，如圖4中灰色陰影所示。

3 夏秋降水小時(shí)尺度特征對比

3.1 夏秋降水日變化特征對比

圖5給出夏季降水量、降水頻次、降水強(qiáng)度日變化峰值時(shí)間的空間分布。從降水量峰值上看(圖5a)，秦嶺地區(qū)有100個(gè)臺站出現(xiàn)午后峰值(15∶00—21∶00)，70站出現(xiàn)清晨峰值(04∶00—10∶00)，還有28站出現(xiàn)夜間峰值(22∶00—03∶00)，僅12個(gè)臺站降水峰值出現(xiàn)在中午時(shí)段(11∶00—14∶00)。秦嶺以南地區(qū)，大致以109°E為界，東西兩側(cè)降水峰值時(shí)間存在差異，西南側(cè)以清晨峰值為主，東南側(cè)以午后峰值為主。關(guān)中平原地區(qū)以午后峰值(126站)為主，而南側(cè)漢江谷地只有1個(gè)臺站出現(xiàn)午后降水量峰值，其他195站的降水峰值均出現(xiàn)在清晨。對于降水頻次(圖5b)而言，秦嶺地區(qū)整體上以清晨(130站)和午后(65站)峰值為主，其他13站是夜間峰值，僅有1站出現(xiàn)中午時(shí)段的降水峰值。在秦嶺南北兩個(gè)區(qū)域中，均只有清晨和午后兩種峰值位相，且均是峰值位于清晨的臺站居多。其中，漢江谷地區(qū)域內(nèi)有179站出現(xiàn)清晨峰值，關(guān)中平原地區(qū)則有151站在清晨出現(xiàn)降水頻次峰值。從小時(shí)降水強(qiáng)度峰值的空間分布上看(圖5c)，出現(xiàn)夜間(44站)和中午(26站)時(shí)段峰值的臺站較降水頻次明顯增多，清晨峰值范圍縮小。南側(cè)漢江谷地仍以清晨峰值占主導(dǎo)，關(guān)中平原地區(qū)的降水強(qiáng)度峰值時(shí)間的區(qū)域一致性較差，四個(gè)時(shí)段峰值均存在，午后峰值臺站最多。夏季秦嶺南側(cè)的日變化峰值在降水量、降水頻次和降水強(qiáng)度上都是清晨峰值為主；秦嶺以北地區(qū)，降水頻次和降水強(qiáng)度的日變化峰值時(shí)間差異較大。

圖5 夏季降水量(a)、降水頻次(b)、降水強(qiáng)度(c)的日變化峰值時(shí)間的空間分布(其中填色是地形高度(單位:m)；彩色圓點(diǎn)表示峰值時(shí)間所在時(shí)段：藍(lán)色為夜間(22∶00—03∶00)，綠色為清晨(04∶00—10∶00)，棕色為中午(11∶00—14∶00)，紅色為下午(15∶00—21∶00))Fig.5 The spatial distribution of the peak time of summer(a)precipitation amount,(b)precipitation frequency,and(c)precipitation intensity.The shading is the terrain,unit:m.The colored dots indicate the peak time:blue is night(22∶00—03∶00),green is early morning(04∶00—10∶00),brown is noon(11∶00—14∶00),red is the afternoon(15∶00—21∶00).

圖6給出秋季降水量、降水頻次、降水強(qiáng)度的空間分布。由圖可見，降水量(圖6a)、降水頻次(圖6b)和降水強(qiáng)度(圖6c)均以清晨峰值為主。降水頻次的清晨峰值臺站最多，降水量次之，降水強(qiáng)度最少。從降水量上看，以110°E為界，110°E西側(cè)降水量峰值時(shí)間與降水頻次更為接近，110°E東側(cè)以降水量峰值時(shí)間與降水強(qiáng)度更相似。位于110°E以西的關(guān)中平原和漢江谷地均以清晨峰值為主導(dǎo)。在降水強(qiáng)度上，降水峰值時(shí)刻有86個(gè)臺站(占40.95%)出現(xiàn)在清晨，52個(gè)臺站在午后，34站在中午，38站在夜間。在秦嶺南側(cè)漢江谷地92.86%的臺站出現(xiàn)清晨峰值，北側(cè)關(guān)中平原中52%(36%)的臺站出現(xiàn)清晨(中午)峰值。

圖6 同圖5，但為秋季降水量(a)、降水頻次(b)、降水強(qiáng)度(c)的日變化峰值時(shí)間空間分布Fig.6 Same as Fig.5,but for precipitation in autumn.

對比夏秋兩季，秦嶺南側(cè)漢江谷地的降水量、降水頻次和降水強(qiáng)度的日變化峰值時(shí)間均為清晨峰值主導(dǎo)，但秋季清晨峰值臺站更多；關(guān)中平原的降水量和降水強(qiáng)度，則由夏季的午后峰值主導(dǎo)轉(zhuǎn)為秋季的清晨峰值主導(dǎo)。

除降水峰值時(shí)間外，降水量、降水頻次和降水強(qiáng)度的日變化曲線可以給出更加豐富和完整的降水日內(nèi)演變特征。圖7給出秦嶺地區(qū)夏秋兩季降水量(圖7a)、降水頻次(圖7b)、和降水強(qiáng)度(圖7c)的區(qū)域平均日變化曲線。

秦嶺地區(qū)降水量、降水頻次、降水強(qiáng)度日變化峰值位相主要是清晨與午后，從夏季到秋季的午后峰值比例減小，清晨峰值比例增加(黑線)。在降水量(圖7a)和降水強(qiáng)度(圖7c)上，夏季午后峰值強(qiáng)于清晨峰值，秋季則是清晨峰值強(qiáng)于午后，但降水強(qiáng)度日變化振幅更弱。夏秋兩季的降水頻次(圖7b)都以清晨降水為主，但在秋季清晨和午后降水頻次更接近。

圖7 夏季(實(shí)線)與秋季(虛線)區(qū)域平均的降水量(a)、降水頻次(b)、降水強(qiáng)度(c)的逐時(shí)變化(黑線表示秦嶺地區(qū)，藍(lán)線表示南側(cè)漢江谷地、紅線表示北側(cè)關(guān)中平原)Fig.7 The diurnal cycle of(a)precipitation amount,(b)precipitation frequency,and(c)precipitation intensity in summer(solid line)and autumn(dotted line)averaged in the Qinling region(black lines),the Hanjiang Valley(blue lines)and the Guanzhong Plain(red lines).

秦嶺南側(cè)地區(qū)，降水量、降水頻次和降水強(qiáng)度上夏秋兩季變化較小，均為清晨峰值；降水頻次雖然主峰出現(xiàn)在清晨，但在午后時(shí)段，降水頻次也有小幅增加。在秦嶺北側(cè)的關(guān)中平原，降水量與降水強(qiáng)度的日變化在夏秋差別較大，降水量都呈現(xiàn)出雙峰形態(tài)，夏季降水的主峰在午后，次峰在清晨，而秋季主峰在清晨，次峰在午后；夏秋兩季降水強(qiáng)度呈現(xiàn)出04∶00開始上升到21∶00的單峰，夏季在午后16∶00到達(dá)峰值，而秋季(清晨09∶00)提前7 h到達(dá)峰值，降水頻次上夏秋兩季變化較小，都表現(xiàn)為清晨主峰，午后次峰的雙峰型。

對于南北兩個(gè)區(qū)域，降水頻次在夏秋兩季的清晨峰值時(shí)間相同，但漢江谷地秋季(夏季)的午后降水次峰值時(shí)間滯后關(guān)中平原1 h(2 h)；降水強(qiáng)度則是秦嶺北側(cè)以清晨至午后的降水峰值為主，秦嶺南側(cè)以清晨時(shí)段峰值為主。在秦嶺北側(cè)，夏秋兩季降水量的日變化特征受降水強(qiáng)度影響更明顯；在秦嶺南側(cè)，降水量、降水頻次和降水強(qiáng)度的日變化特征較為一致。

3.2 夏秋不同持續(xù)時(shí)間降水特征對比

除降水日變化峰值時(shí)間的特征之外，降水事件的持續(xù)時(shí)間以及不同持續(xù)時(shí)間的降水事件演變特征，也是表征降水特性的重要指標(biāo)。夏季秦嶺地區(qū)的平均持續(xù)時(shí)間(圖8a)整體上在5 h以下，南北兩側(cè)區(qū)域內(nèi)持續(xù)時(shí)間都處于3.9～5 h之間；夏季降水事件的最長持續(xù)時(shí)間(圖8b)在秦嶺整個(gè)區(qū)域上平均為42.05 h，秦嶺北側(cè)平均為43.43 h，秦嶺南側(cè)平均為50.21 h，夏季最長時(shí)間為74 h發(fā)生在秦嶺南側(cè)的寧強(qiáng)站。而秋季平均持續(xù)降水時(shí)長(圖8c)整體在3.8 h以上，而南北兩側(cè)地區(qū)都在5～6.2 h之間，秋季最長持續(xù)時(shí)間(圖8d)在秦嶺整個(gè)區(qū)域上平均為61.03 h，秦嶺北側(cè)平均為66.71 h，秦嶺南側(cè)平均為70.29 h，秋季在秦嶺北側(cè)隴縣站最長持續(xù)時(shí)間有121 h。

圖8 夏季(a、b)、秋季(c、d)降水事件平均持續(xù)時(shí)間(a、c)和最長持續(xù)時(shí)間(b、d)的空間分布(單位:h)，填色為地形(單位:m)Fig.8 The spatial distribution(unit:h)of(a,c)the average duration and(b,d)the longest duration of precipitation events in(a,b)summer,and(c,d)autumn.Shading is topography(unit:m).

夏季和秋季的平均持續(xù)時(shí)長都在秦嶺主山脈附近較長，遠(yuǎn)離秦嶺地區(qū)降水持續(xù)時(shí)間較短。無論降水事件的平均持續(xù)時(shí)間還是最大持續(xù)時(shí)間，均是秋季長于夏季，這與華西秋雨區(qū)域內(nèi)的連陰雨相對應(yīng)。

圖9分別給出夏季(秋季)標(biāo)準(zhǔn)化后秦嶺南北不同持續(xù)時(shí)間降水事件的降水量日變化特征。在秦嶺南北兩地區(qū)內(nèi)，夏季持續(xù)時(shí)間為3 h及以下的短時(shí)降水事件的峰值時(shí)間均較為一致地出現(xiàn)在18∶00—21∶00；持續(xù)時(shí)間超過9 h的持續(xù)性降水事件則主要為06∶00—09∶00的降水峰值。南北兩區(qū)域的差異，主要出現(xiàn)在持續(xù)時(shí)間在4～8 h之間的中等持續(xù)時(shí)間降水事件中。在夏季，漢江谷地的中等持續(xù)時(shí)間降水事件主峰值出現(xiàn)在清晨時(shí)段，在中午到午后僅存在次峰值；而在關(guān)中平原地區(qū)，中等持續(xù)性降水在夏季存在隨持續(xù)時(shí)間延長而峰值位相由午后向中午至清晨延遲滯后的特征。這種位相滯后的特征在關(guān)中平原和南側(cè)的漢江谷地的秋季也有較弱的體現(xiàn)。

圖9 夏季(a、b)和秋季(c、d)標(biāo)準(zhǔn)化后漢江谷地(a、c)和關(guān)中平原(b、d)區(qū)域平均不同持續(xù)時(shí)間降水事件的降水量日變化(單位:h)Fig.9 The daily variation of precipitation(unit:h)in(a,c)Hanjiang Valley and(b,d)Guanzhong Plain of average precipitation events over different durations after taking normalization in(a,b)summer and(c,d)autumn.

根據(jù)降水日變化峰值時(shí)間的不同，將兩個(gè)區(qū)域降水持續(xù)時(shí)間小于等于6 h的降水定義為短時(shí)降水，而降水持續(xù)時(shí)間大于9 h的降水定義為持續(xù)性降水，對不同降水事件的降水占比進(jìn)行分析。圖10給出持續(xù)性降水事件的降水量和降水頻次在總降水中的占比情況，短時(shí)降水與之相反(圖略)，短時(shí)降水量在夏秋兩季上對于總降水的貢獻(xiàn)都不大。由圖可見，持續(xù)性降水貢獻(xiàn)總降水的比例在夏季(秋季)大部分地區(qū)在0.5(0.65)以上。夏季持續(xù)性事件降水量占總降水量的比值都在0.5～0.8之間，秋季持續(xù)性事件降水量占總降水量的比值在0.65～0.85之間。兩季間，無論是秦嶺北側(cè)還是南側(cè)夏季持續(xù)性降水量占比都小于秋季。夏季持續(xù)性事件降水頻次占總降水量的比值在0.15至0.3，秋季持續(xù)性降水頻次的比值略高，在0.225至0.35之間。無論在降水量還是降水頻次上持續(xù)性事件的占總降水的比例都是秋季較大，在漢江谷地較關(guān)中平原略大。

圖10 夏季(a、c)和秋季(b、d)持續(xù)性降水的降水量(a，b)和降水頻次(c，d)占總降水的比值Fig.10 Percentage of(a,b)precipitation amount and(c,d)precipitation frequency of continuous precipitation to total precipitation in(a,c)summer and(b,d)autumn.

4 結(jié)論與討論

本文從降水逐候變化及日變化角度，通過對秦嶺地區(qū)1961—2015年夏秋兩季小時(shí)尺度降水演變特征進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論：

(1)秦嶺南側(cè)漢江谷地年均降水量、降水頻次和降水強(qiáng)度均大于北側(cè)關(guān)中平原。從秦嶺南北兩側(cè)降水的逐候演變來看，南北兩側(cè)均為夏秋雙峰型降水，但北側(cè)降水主峰值出現(xiàn)在秋季，秦嶺南側(cè)降水主峰值出現(xiàn)在夏季。

(2)從降水日變化峰值時(shí)刻位相上看，秦嶺地區(qū)降水量、降水頻次、降水強(qiáng)度日變化峰值位相主要是清晨與午后，從夏季到秋季的午后峰值比例減小，清晨峰值比例增加。在夏秋兩季上，南側(cè)漢江谷地降水量、降水頻次和降水強(qiáng)度均以清晨峰值為主，僅在降水頻次在夏季出現(xiàn)了午后的次峰值；而北側(cè)關(guān)中平原的降水量日變化夏秋變化較大，且主要由降水強(qiáng)度貢獻(xiàn)，在夏季降水強(qiáng)度在午后較強(qiáng)，而秋季清晨降水強(qiáng)度更大。

(3)從降水持續(xù)性上看，夏季降水事件持續(xù)時(shí)長要小于秋季，夏季和秋季的平均持續(xù)時(shí)長都在秦嶺主山脈附近較長，遠(yuǎn)離秦嶺地區(qū)降水持續(xù)時(shí)間較短，而秋季在秦嶺北側(cè)隴縣站有最長持續(xù)時(shí)間(121 h)。而不同持續(xù)時(shí)間的降水事件，兩區(qū)域在夏秋均表現(xiàn)為持續(xù)9 h以上(3 h以下)的降水為清晨(午后)降水峰值，持續(xù)性事件占總降水的比例為秋季較大。南北兩區(qū)域降水日變化的差別主要存在于持續(xù)時(shí)間為4～8 h的中等持續(xù)時(shí)間降水事件中。

從夏秋兩季降水日變化的對比中見，漢江谷地地區(qū)夏秋兩季降水日變化特征變化較小，降水日變化特征與四川盆地地區(qū)較為相似。秦嶺南側(cè)四川盆地的夜雨與低層環(huán)流的日變化（Chen et al.，2010）、盆地的云輻射效應(yīng)（Li et al.，2008）等因子密切相關(guān)。而秦嶺北側(cè)的關(guān)中平原，在秋季上午時(shí)段的降水量和降水強(qiáng)度明顯增大增強(qiáng)，這與此前Li等(2008)針對我國東部降水日變化的季節(jié)變化特征一致。此前研究表明，午后(傍晚)的降水峰值多由太陽輻射加熱引起的熱力不穩(wěn)定因素所致，且張宏芳等(2020)指出關(guān)中平原地區(qū)的午后上升氣流，可與高原上空西風(fēng)氣流形成正反饋上升機(jī)制，有利于短時(shí)強(qiáng)降水的形成。而在秋季，熱力強(qiáng)迫相對夏季減弱，降水量在清晨和上午達(dá)到最大，持續(xù)性降水比例增大。秦嶺地區(qū)的夏秋兩季南北兩側(cè)降水日變化的物理機(jī)制有待深入分析。