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本文依托武汉中心气象台“湖北省中尺度系统分布规律分析”和“武汉市暴雨雷达回波活动特征分析”项目。利用湖北省17个气象站的1959~2008年近50年的逐日降水资料,统计出各气象站年、季、月、汛期(5~9月)内各旬暴雨量、暴雨频次及大暴雨量、大暴雨频次和各站极大值,建立各气象站的17个暴雨的时间序列。通过Kriging方法、线性趋势、相关性检验、累计距平、滑动平均及Mann-Kendall、复Morlet小波函数等方法,分析了湖北省暴雨的时空分布特征,并分析了湖北省暴雨产生的气候背景和雷达回波特征。
1、湖北省暴雨的地域分布特征为:鄂东南和鄂东北为全省的暴雨高值高频中心区,鄂西南、江汉平原次之,鄂西北为暴雨低值低频区;且暴雨带从春季的鄂东南移动到秋季的鄂西南。
2、湖北省暴雨从上世纪60年代开始经历了偏少-偏少-偏多-偏多-偏少的年代际变化过程;其年内分布呈显著的单峰型特征,其中夏季为暴雨的集中期,6~7月为高频期,6月下旬至7月中旬为暴雨的第一高峰期;且湖北省暴雨的偏多年较偏少年出现的频率高,存在9年和5年左右的振荡周期,且在1978年发生突变。湖北省汛期5~9月及春、夏季的暴雨近50年来呈增长趋势,而秋季表现出弱的下降趋势。湖北省年暴雨与年降水量具有较好的正相关性,但暴雨量对月降水量的贡献差异较大。
3、湖北省五个分区暴雨的时间演变趋势表现出明显的差异性。具体为:湖北省各分区的暴雨量、大暴雨量表现出不同的年代际变化周期,其中鄂西北的暴雨峰值出现在上世纪70年代,鄂西南、鄂东北和江汉平原出现在80年代,鄂东南在上世纪90年代为峰值期。近50年来湖北省年暴雨量的各分区除鄂西北下降和江汉平原持平外,其他各区均呈现出上升趋势,除江汉平原和鄂东南在1978年和1989年发生突变外,其余各分区无突变,五个分区表现出显著地8~10年的年代际周期特征。鄂西北和江汉平原的暴雨偏多年较偏少年出现的频率高,鄂西南、鄂东南和鄂东北反之。各分区暴雨的季际分布均表现出以夏季为明显的集中期,春季大于秋季的特征,其中鄂西南地区表现出明显的秋汛特征。旬际变化上,6月下旬鄂东南、鄂东北和江汉平原为暴雨的峰值期,7月上旬鄂西北和鄂西南出现峰值期,7月中旬江汉平原为峰值期。五大分区的暴雨与年降水量具有较好的正相关性,对月降水量的贡献中,除鄂西南不吻合外其余四个区域均表现为几乎一致的特征。
4、从高空、中低层及地面影响系统和热带风暴低压倒槽、急流及特殊地形等不同天气系统分析了湖北省暴雨形成的气候背景,并在此基础上从冷锋暴雨、梅雨锋暴雨、气旋波暴雨和局地强降水等分析了其雷达回波特征。