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摘要 利用2001—2012年5—9月敦煌气象站降水量资料，对敦煌近12年降雨特征进行分析，以期为科学预警、防洪减灾提供依据，同时也有助于了解敦煌地区降水变化特征，更科学、有效地保护敦煌历史文明遗迹。
关键词 汛期；降水；变化特征；甘肃敦煌；2001—2012年
中图分类号 P468.0 24 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0177-03
Analysis on Precipitation Change Characteristics in Flood Season in Dunhuang City from 2001 to 2012
YANG Qing-hua 1 CAO Ling 1 CAO Hua 1 WANG Xiu-qin 2
（1 Jiuquan Meteorological Bureau in Gansu Province，Jiuquan Gansu 735000； 2 Dunhuang Meteorological Bureau）
Abstract By using the precipitation observation datas of Dunhuang Meteorological Station from May to September during 2001-2012，the precipitation characteristics of Dunhuang City were analyzed，in order to provide scientific basis for early warning， flood control and disaster mitigation，it also help to understand the characteristics of precipitation changes in Dunhuang，provide more scientific and effective protection for historical relics in Dunhuang.
Key words flood season；rainfall；change characteristics；Dunhuang Gansu；2001-2012
近年来，在全球气候变化的大背景下，区域气候变化情况更加引起人们的关注，气候变化和异常会对当地生产、生活和经济发展造成越来越严重的影响。降水是一个地区气候变化最直接、最敏感的因素，干旱、暴雨、暴雪等灾害性天气不仅与降水量有关，还与降水强度、降水日数和地理位置有密切联系[1-3]。敦煌地处甘肃省河西走廊最西端，是中华文明的重要组成部分，那里有举世闻名的艺术宝库——莫高窟。由于敦煌深处内陆，四周沙漠戈壁包围，降水稀少但变率大，近30年年平均降水量只有40 mm，近几年局地性暴雨頻发，莫高窟屡遭洪水侵害。有研究表明，西北地区的气候在向暖湿方向变化[4-7]，敦煌年降水量也呈略增加趋势[8-14]。现利用2001—2012年5—9月敦煌自动气象站的逐小时降水量资料，对敦煌降雨精细化特征进行分析如下。
1 资料与方法
选用敦煌市国家基准气候站2001—2012年5—9月的逐小时降水量资料，经过资料审核后统计分析逐小时降水频次、降水时段和不同量级逐时雨强发生频次、雨日等。
如果该时次内降水量≥0.1 mm，则该小时内会发生1次降水，然后统计各时次的累积降水量与降水次数的总和。雨强指单位时间的降雨强度，本文雨强均指1 h降雨量。将1 h雨强（用R1表示）根据敦煌小时降水特征分为R1≤1.0 mm、1.1 mm≤R1≤3.0 mm、3.1 mm≤R1≤5.0 mm、5.1 mm≤R1≤7.0 mm、R1≥7.1 mm 5个量级，分别统计各量级发生的频次。将1 h雨强不同量级降水量之和占小时降水量总和的百分比称为各量级降水对总降水量的贡献率。
在分析不同量级降水变化特征时，按降水过程来统计降水量（用R表示），根据甘肃省河西地区降水量等级标准，24 h降水总量中，0.1 mm≤R≤4.9 mm为1个小雨过程；3.0 mm≤R≤9.9 mm为1个小到雨过程；5.0 mm≤R≤14.9 mm为1个中雨过程；10.0 mm≤R≤22.9 mm为1个中到大雨过程；15.0 mm≤R≤29.9 mm为1个大雨过程；23.9 mm≤R≤49.9 mm为1个大到暴雨过程；R≥30 mm为1个暴雨过程。降水结束后6 h未发生降水，则该次降水结束。同时，为了分析不同降水量级的日变化特征，根据敦煌所处时区的日变化特点，将每日分成4个时段，分别为上午（8：00—13：00）、下午（14：00—19：00）、前半夜（20：00至次日1：00）、后半夜（2：00—7：00），然后统计各量级降水的频次、持续时间、发生时段。
雨日定义为1 d内（北京时间20：00至次日20：00）的降雨量 ≥0.1 mm时，这一天为雨日，以天（d）为单位。24 h内的降水量叫日雨量。小雨日为日雨量≥0.1 mm且≤4.9 mm的日数，中雨日为日雨量≥5.0 mm且≤14.9 mm的日数，大雨日为日雨量≥15.0 mm且≤29.9 mm的日数，暴雨日为日雨量≥30.0 mm的日数。
2 敦煌市逐小时降水日变化特征
从图1可以看出，降水量較少时段为14：00—19：00，仅占日降水总量的35%，14：00为降水量最少时段。降水量高值阶段为2：00—7：00、8：00—13：00，其中9：00降水量最大。
从图2可以看出，逐小时降水频次呈两峰两谷型波动，降水易发时段为4：00—9：00和14：00—24：00，这些时次内的降水次数总和占24 h降水次数总和的79.2%，且每个时刻降水频次均超过17次，其中早晨7：00达到27次。降水频次的低值时段为1：00—3：00和10：00—13：00，最低值出现在1：00和2：00，降水次数为11次，不到最多频次的40%。 通过统计1 h雨强得出敦煌12年中逐小时降水总次数为542次，总的降水量为415.7 mm。从图3可以看出，频次最高的为1 h降水量≤1 mm，共有425次，降水量为144.0 mm，占总降水次数总和的78.41%，贡献率34.64%。1.1 mm≤R1≤3.0 mm频次共有98次，占总降水频次总和的18.08%，降水量为169.7 mm，占降水总量的比率为40.82%。3.1 mm≤R1≤5.0 mm频次共有12次，降水量为45.3 mm，占总降水频次总和的2.21%，贡献率10.90%。5.1 mm≤R1≤7.0 mm降水2次，降水量10.2 mm，占总降水频次总和的0.37%，贡献率2.45%。R1≥7.1 mm量级降水5次，降水量46.5 mm，占总降水频次总和的0.92%，贡献率11.19%。敦煌市1 h最大雨强出现在2002年6月7日8：00，降水量达到11.4 mm，达到甘肃省河西降水量大雨等级标准，这在敦煌是非常罕见的。但是从降水量贡献率来看，敦煌总体降水还是偏小的。
3 敦煌市不同量级及不同持续时间降水变化特征
3.1 敦煌市不同量级降水特征
统计分析得出敦煌市近12年不同量级降水频次逐年变化的时间特征，不同年份之间差异较大，小雨过程年际变化较为明显。12年中共出现小雨过程125次，平均每年10.4次，平均持续时间为2.6 h，其中2007年最多，为18次，而2008年和2009年最少，都仅出现了6次。中雨过程12年中共出现22次，平均每年1.8次，平均持续时间为7 h，2007年出现5次中雨过程，为12年来最多，而2008年和2009年连续2年未出现中雨过程。大雨过程在2002年、2005年和2012年各出现1次，持续时间分别为11、12、17 h。12年中未发生1次暴雨过程。
从图4可以看出，上午、下午是小雨降水过程最易发生的时间，出现频次为36次和32次，分别占小雨降水过程频次总和的28.8%和25.6%，前半夜发生小雨的频次最少；中雨过程最易出现在下午，为10次，占中雨降水过程频次总和的45.5%，最不易出现为夜间；大雨过程只有下午没有出现，在其他时段各出现1次；暴雨过程各时段均未出现。
分析各月不同量级降水变化情况，不同量级降水过程表现出不同的变化特征（表1）。从各月降水过程来看，7月最多，5月最少，5—9月月平均降水过程分别为1.8、1.9、2.6、2.3、1.9次。
敦煌小雨过程发生最多的月份为7月，共有31次，其他月份出现次数在21～27次。从各月发生时段看，7月上旬最多，其次是8月中旬。6月下旬到7月中旬、8月中旬到9月上旬是小雨高发时段；5月中旬到6月中旬、7月下旬到8月上旬以及9月中下旬为小雨低发时段。中雨过程也是7月出现最多，为6次，其次是5月和6月，均为5次。6月中旬和7月中旬为中雨高发时段，6月上旬和下旬、7月上旬、8月中旬到9月上旬均未出现中雨过程。大雨过程12年间共出现3次，分别是5月中旬、6月上旬和8月上旬。
3.2 敦煌市不同持续时间降水变化特征
从图5可以看出，不同持续时间的降水在1日内表现出不同的变化特征。持续时间在1～3 h的降水振幅较大，最多发生在12：00—23：00，其中最大值为13：00，较低值为22：00。0：00—11：00为低值区，其中4：00为最低值，7：00为较高值。随着持续时间的增加，降水的日变化趋势表现出不同特点，持续时间在4～6 h的降水高值区集中在0：00—7：00，最大值出现在4：00—7：00；低值区间为16：00—21：00，最小值出现在17：00。持续7～9 h的降水高值区在5：00—9：00，最大值出现在6：00—7：00，其他时段均为低值区间，其中13：00为最低值。持续时间超过10 h的降水高值区在6：00—16：00，最大值出现在10：00—14：00，其他时段为低值區，最低值出现在3：00—5：00和17：00—21：00。
從图6可以看出，敦煌降水在中午到前半夜主要是短时性降水，后半夜至上午主要为长时性降水。敦煌近12年降水过程共150次，其中短时性降水较多，持续1 h降水46次，占降水过程总频次的30.7%；持续2 h降水33次，占22.0%；持续3 h降水20次，占13.3%。
4 雨日的变化特征
从表2可以看出，敦煌近12年小雨日数共计有131 d，年平均日数为11 d，有5年的小雨日数超过平均日数，2008年小雨日数最少，为6 d，超过平均日数的小雨日数之和，占小雨日数总和的55.7%。中雨日数共计有25 d，平均每年有2 d，其中2012年7 d，为12年中最多，2008年和2009年均没有出现中雨，为20年中最少；超过平均值的年份只有3年，其降水日数之和占中雨日数总和的60%。大雨日数只有2 d，分别出现在2002年和2005年，平均每年有0.2 d。
总体来说，敦煌12年中共有雨日158 d，最多年为2007年，共出现22 d雨日，最少年为2008年，只有6 d。对比2003—2007年和2008—2012年的小雨、中雨和大雨日数，发现后5年与前5年相比，各量级雨日均减少，总雨日减少26 d，其中小雨日减少最明显，为23 d。敦煌小雨和大雨日数年变化较小，但中雨雨日数的年际变化显著，如中雨日数，有的年份1年可出现7 d，有的年份1年内1 d没有出现。
5 结论
（1）敦煌近12年逐小时累积雨量在2：00—13：00为高值区，14：00至翌日1：00为低值区。逐小时降水频次是4：00—9：00和14：00—24：00为降水易发生时段，1：00—3：00和10：00—13：00为降水频次的低值时段。敦煌总体降水偏小，1.1 mm≤R1≤3.0 mm量级的降水贡献率最高，其次才是 ≤1.0 mm量级的降水贡献率。但近12年来敦煌1 h降水频次最多的是量级 ≤1.0 mm的降水，其次是1.1 mm≤R1≤3.0 mm量级的降水。 （2）不同量级降水过程均有明显的年际差异。不同年份之间差异较大，小雨过程年际变化较为明显。发生频次最多的小雨过程，其次是中雨、大雨过程，暴雨过程未出现。小雨过程次数平均每年10.4次，中雨过程次数平均每年1.8次，大雨过程次数平均每年0.3次。
（3）上午、下午是小雨和降水过程最易发生的时间，大雨过程除下午外其他时段均有出现。7月上旬和6月中旬分别为小雨、中雨过程发生最多时段。
（4）1日内不同持续时间的降水呈现出不同的变化特征，敦煌降水主要以短时性降水（1～3 h）为主，最多为持续1 h的降水。短时性降水主要集中在中午至前半夜，后半夜到清晨集中为持续4～9 h的降水，持续10 h以上的降水多发生在白天16 h之前。
（5）各量级雨日不同年份之间存在差异，敦煌小雨和大雨日数年变化比较小，但中雨雨日数的年际变化显著，后5年与前5年相比，各量级雨日均减少，其中小雨日减少最（下转第182页）
（上接第179页）
明显。
6 参考文献
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关键词 汛期；降水；变化特征；甘肃敦煌；2001—2012年
中图分类号 P468.0 24 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0177-03
Analysis on Precipitation Change Characteristics in Flood Season in Dunhuang City from 2001 to 2012
YANG Qing-hua 1 CAO Ling 1 CAO Hua 1 WANG Xiu-qin 2
（1 Jiuquan Meteorological Bureau in Gansu Province，Jiuquan Gansu 735000； 2 Dunhuang Meteorological Bureau）
Abstract By using the precipitation observation datas of Dunhuang Meteorological Station from May to September during 2001-2012，the precipitation characteristics of Dunhuang City were analyzed，in order to provide scientific basis for early warning， flood control and disaster mitigation，it also help to understand the characteristics of precipitation changes in Dunhuang，provide more scientific and effective protection for historical relics in Dunhuang.
Key words flood season；rainfall；change characteristics；Dunhuang Gansu；2001-2012
近年来，在全球气候变化的大背景下，区域气候变化情况更加引起人们的关注，气候变化和异常会对当地生产、生活和经济发展造成越来越严重的影响。降水是一个地区气候变化最直接、最敏感的因素，干旱、暴雨、暴雪等灾害性天气不仅与降水量有关，还与降水强度、降水日数和地理位置有密切联系[1-3]。敦煌地处甘肃省河西走廊最西端，是中华文明的重要组成部分，那里有举世闻名的艺术宝库——莫高窟。由于敦煌深处内陆，四周沙漠戈壁包围，降水稀少但变率大，近30年年平均降水量只有40 mm，近几年局地性暴雨頻发，莫高窟屡遭洪水侵害。有研究表明，西北地区的气候在向暖湿方向变化[4-7]，敦煌年降水量也呈略增加趋势[8-14]。现利用2001—2012年5—9月敦煌自动气象站的逐小时降水量资料，对敦煌降雨精细化特征进行分析如下。
1 资料与方法
选用敦煌市国家基准气候站2001—2012年5—9月的逐小时降水量资料，经过资料审核后统计分析逐小时降水频次、降水时段和不同量级逐时雨强发生频次、雨日等。
如果该时次内降水量≥0.1 mm，则该小时内会发生1次降水，然后统计各时次的累积降水量与降水次数的总和。雨强指单位时间的降雨强度，本文雨强均指1 h降雨量。将1 h雨强（用R1表示）根据敦煌小时降水特征分为R1≤1.0 mm、1.1 mm≤R1≤3.0 mm、3.1 mm≤R1≤5.0 mm、5.1 mm≤R1≤7.0 mm、R1≥7.1 mm 5个量级，分别统计各量级发生的频次。将1 h雨强不同量级降水量之和占小时降水量总和的百分比称为各量级降水对总降水量的贡献率。
在分析不同量级降水变化特征时，按降水过程来统计降水量（用R表示），根据甘肃省河西地区降水量等级标准，24 h降水总量中，0.1 mm≤R≤4.9 mm为1个小雨过程；3.0 mm≤R≤9.9 mm为1个小到雨过程；5.0 mm≤R≤14.9 mm为1个中雨过程；10.0 mm≤R≤22.9 mm为1个中到大雨过程；15.0 mm≤R≤29.9 mm为1个大雨过程；23.9 mm≤R≤49.9 mm为1个大到暴雨过程；R≥30 mm为1个暴雨过程。降水结束后6 h未发生降水，则该次降水结束。同时，为了分析不同降水量级的日变化特征，根据敦煌所处时区的日变化特点，将每日分成4个时段，分别为上午（8：00—13：00）、下午（14：00—19：00）、前半夜（20：00至次日1：00）、后半夜（2：00—7：00），然后统计各量级降水的频次、持续时间、发生时段。
雨日定义为1 d内（北京时间20：00至次日20：00）的降雨量 ≥0.1 mm时，这一天为雨日，以天（d）为单位。24 h内的降水量叫日雨量。小雨日为日雨量≥0.1 mm且≤4.9 mm的日数，中雨日为日雨量≥5.0 mm且≤14.9 mm的日数，大雨日为日雨量≥15.0 mm且≤29.9 mm的日数，暴雨日为日雨量≥30.0 mm的日数。
2 敦煌市逐小时降水日变化特征
从图1可以看出，降水量較少时段为14：00—19：00，仅占日降水总量的35%，14：00为降水量最少时段。降水量高值阶段为2：00—7：00、8：00—13：00，其中9：00降水量最大。
从图2可以看出，逐小时降水频次呈两峰两谷型波动，降水易发时段为4：00—9：00和14：00—24：00，这些时次内的降水次数总和占24 h降水次数总和的79.2%，且每个时刻降水频次均超过17次，其中早晨7：00达到27次。降水频次的低值时段为1：00—3：00和10：00—13：00，最低值出现在1：00和2：00，降水次数为11次，不到最多频次的40%。 通过统计1 h雨强得出敦煌12年中逐小时降水总次数为542次，总的降水量为415.7 mm。从图3可以看出，频次最高的为1 h降水量≤1 mm，共有425次，降水量为144.0 mm，占总降水次数总和的78.41%，贡献率34.64%。1.1 mm≤R1≤3.0 mm频次共有98次，占总降水频次总和的18.08%，降水量为169.7 mm，占降水总量的比率为40.82%。3.1 mm≤R1≤5.0 mm频次共有12次，降水量为45.3 mm，占总降水频次总和的2.21%，贡献率10.90%。5.1 mm≤R1≤7.0 mm降水2次，降水量10.2 mm，占总降水频次总和的0.37%，贡献率2.45%。R1≥7.1 mm量级降水5次，降水量46.5 mm，占总降水频次总和的0.92%，贡献率11.19%。敦煌市1 h最大雨强出现在2002年6月7日8：00，降水量达到11.4 mm，达到甘肃省河西降水量大雨等级标准，这在敦煌是非常罕见的。但是从降水量贡献率来看，敦煌总体降水还是偏小的。
3 敦煌市不同量级及不同持续时间降水变化特征
3.1 敦煌市不同量级降水特征
统计分析得出敦煌市近12年不同量级降水频次逐年变化的时间特征，不同年份之间差异较大，小雨过程年际变化较为明显。12年中共出现小雨过程125次，平均每年10.4次，平均持续时间为2.6 h，其中2007年最多，为18次，而2008年和2009年最少，都仅出现了6次。中雨过程12年中共出现22次，平均每年1.8次，平均持续时间为7 h，2007年出现5次中雨过程，为12年来最多，而2008年和2009年连续2年未出现中雨过程。大雨过程在2002年、2005年和2012年各出现1次，持续时间分别为11、12、17 h。12年中未发生1次暴雨过程。
从图4可以看出，上午、下午是小雨降水过程最易发生的时间，出现频次为36次和32次，分别占小雨降水过程频次总和的28.8%和25.6%，前半夜发生小雨的频次最少；中雨过程最易出现在下午，为10次，占中雨降水过程频次总和的45.5%，最不易出现为夜间；大雨过程只有下午没有出现，在其他时段各出现1次；暴雨过程各时段均未出现。
分析各月不同量级降水变化情况，不同量级降水过程表现出不同的变化特征（表1）。从各月降水过程来看，7月最多，5月最少，5—9月月平均降水过程分别为1.8、1.9、2.6、2.3、1.9次。
敦煌小雨过程发生最多的月份为7月，共有31次，其他月份出现次数在21～27次。从各月发生时段看，7月上旬最多，其次是8月中旬。6月下旬到7月中旬、8月中旬到9月上旬是小雨高发时段；5月中旬到6月中旬、7月下旬到8月上旬以及9月中下旬为小雨低发时段。中雨过程也是7月出现最多，为6次，其次是5月和6月，均为5次。6月中旬和7月中旬为中雨高发时段，6月上旬和下旬、7月上旬、8月中旬到9月上旬均未出现中雨过程。大雨过程12年间共出现3次，分别是5月中旬、6月上旬和8月上旬。
3.2 敦煌市不同持续时间降水变化特征
从图5可以看出，不同持续时间的降水在1日内表现出不同的变化特征。持续时间在1～3 h的降水振幅较大，最多发生在12：00—23：00，其中最大值为13：00，较低值为22：00。0：00—11：00为低值区，其中4：00为最低值，7：00为较高值。随着持续时间的增加，降水的日变化趋势表现出不同特点，持续时间在4～6 h的降水高值区集中在0：00—7：00，最大值出现在4：00—7：00；低值区间为16：00—21：00，最小值出现在17：00。持续7～9 h的降水高值区在5：00—9：00，最大值出现在6：00—7：00，其他时段均为低值区间，其中13：00为最低值。持续时间超过10 h的降水高值区在6：00—16：00，最大值出现在10：00—14：00，其他时段为低值區，最低值出现在3：00—5：00和17：00—21：00。
從图6可以看出，敦煌降水在中午到前半夜主要是短时性降水，后半夜至上午主要为长时性降水。敦煌近12年降水过程共150次，其中短时性降水较多，持续1 h降水46次，占降水过程总频次的30.7%；持续2 h降水33次，占22.0%；持续3 h降水20次，占13.3%。
4 雨日的变化特征
从表2可以看出，敦煌近12年小雨日数共计有131 d，年平均日数为11 d，有5年的小雨日数超过平均日数，2008年小雨日数最少，为6 d，超过平均日数的小雨日数之和，占小雨日数总和的55.7%。中雨日数共计有25 d，平均每年有2 d，其中2012年7 d，为12年中最多，2008年和2009年均没有出现中雨，为20年中最少；超过平均值的年份只有3年，其降水日数之和占中雨日数总和的60%。大雨日数只有2 d，分别出现在2002年和2005年，平均每年有0.2 d。
总体来说，敦煌12年中共有雨日158 d，最多年为2007年，共出现22 d雨日，最少年为2008年，只有6 d。对比2003—2007年和2008—2012年的小雨、中雨和大雨日数，发现后5年与前5年相比，各量级雨日均减少，总雨日减少26 d，其中小雨日减少最明显，为23 d。敦煌小雨和大雨日数年变化较小，但中雨雨日数的年际变化显著，如中雨日数，有的年份1年可出现7 d，有的年份1年内1 d没有出现。
5 结论
（1）敦煌近12年逐小时累积雨量在2：00—13：00为高值区，14：00至翌日1：00为低值区。逐小时降水频次是4：00—9：00和14：00—24：00为降水易发生时段，1：00—3：00和10：00—13：00为降水频次的低值时段。敦煌总体降水偏小，1.1 mm≤R1≤3.0 mm量级的降水贡献率最高，其次才是 ≤1.0 mm量级的降水贡献率。但近12年来敦煌1 h降水频次最多的是量级 ≤1.0 mm的降水，其次是1.1 mm≤R1≤3.0 mm量级的降水。 （2）不同量级降水过程均有明显的年际差异。不同年份之间差异较大，小雨过程年际变化较为明显。发生频次最多的小雨过程，其次是中雨、大雨过程，暴雨过程未出现。小雨过程次数平均每年10.4次，中雨过程次数平均每年1.8次，大雨过程次数平均每年0.3次。
（3）上午、下午是小雨和降水过程最易发生的时间，大雨过程除下午外其他时段均有出现。7月上旬和6月中旬分别为小雨、中雨过程发生最多时段。
（4）1日内不同持续时间的降水呈现出不同的变化特征，敦煌降水主要以短时性降水（1～3 h）为主，最多为持续1 h的降水。短时性降水主要集中在中午至前半夜，后半夜到清晨集中为持续4～9 h的降水，持续10 h以上的降水多发生在白天16 h之前。
（5）各量级雨日不同年份之间存在差异，敦煌小雨和大雨日数年变化比较小，但中雨雨日数的年际变化显著，后5年与前5年相比，各量级雨日均减少，其中小雨日减少最（下转第182页）
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明显。
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