高翠翠，陳浩偉，鄧月珍，肖芳進
（1.韶關市氣象局，廣東韶關 512000；
2.乳源縣氣象局，廣東乳源 512000）
降水日變化是天氣氣候系統最基本的變化模態之一，研究降水的日變化特征，對理解降水形成機理，評估區域天氣和氣候特征以及提升數值模式預報能力等方面有重要作用［1］。Yu等［2］指出中國大陸夏季降水存在顯著的日變化，并且區域差異較大，陸地降水日變化振幅較大，峰值主要出現在午后，也有的區域峰值出現在午夜至凌晨；
Li等［3］的研究表明夏季我國南方地區降水日峰值出現時間存在明顯的東西差異，西南地區峰值出現在夜間至清晨，東南地區峰值則較一致地出現在午后；
冷季西南和東南地區的日位相差異較小；
李建等［4］、戴澤軍等［5］、孫嫻等［6］利用當地逐時降水觀測站資料分別對北京、湖南、西安夏季降水日變化特征進行了分析，更加細致地認識了當地降水的日變化特征；
潘巧英［7］利用TRMM衛星觀測數據分析了珠三角地區的降水日變化特征。
目前對廣東降水特征的研究多采用日、月降水量資料［8－11］，關于降水日變化特征的研究較少。因此，研究廣東省降水日變化特征能夠豐富對降水特征的認識，同時可為提高數值預報模式對降水日變化的模擬提供參考依據，進而提高模式對降水的精細化預報水平。
本研究所用降水資料為經過質量控制的2008—2020年的廣東省86個國家站的逐時降水數據。本研究定義小時降水量≥0.1 mm時判定為有降水發生；
降水量、降水頻率和降水強度按照24個時次統計，其中降水量是指00：00—23：00（北京時，下同）各時刻累計降水量除以相應時刻的總觀測次數；
降水頻率是各時刻有降水的次數除以相應時刻總觀測次數的百分比形式；
降水強度指各時刻累計降水量除以相應時刻的降水次數。一天24 h內降水量的最大值定義為日峰值，降水量、降水頻率和降水強度日變化的振幅能夠反映降水日變化幅度的大小，將降水日振幅定義為A＝Rmax／Ravg，其中A表示振幅，Rmax表示降水量、降水頻率或降水強度的日峰值，Ravg表示日平均降水量、降水頻率或降水強度。在研究降水的日變化隨季節的變化時，為了消除降水在各季節降水量存在的差異，本研究計算了各月降水量在00：00—23：00的距平值，即先計算各月降水量的日平均值，然后以各月各時次降水量減去相應月份降水量的日平均值。
2.1 降水日峰值出現時間的空間分布
降水量、降水頻率和降水強度都是反映降水特性的重要指標［12］。從廣東省86個國家站全年降水量、降水頻率和降水強度的日峰值出現時間和日變幅的空間分布（圖略）可以看出，廣東大部分地區降水量的日峰值出現在14：00—18：00，且緯度較低的站點達到日峰值的時間較緯度稍高的站點達到日峰值的時間略早，即緯度越低，達到日峰值的時間越早；
韶關和清遠的個別站點降水量日峰值則出現在05：00—06：00；
而沿海地區降水量日峰值主要出現在兩個時段，分別為08：00—10：00和14：00—17：00。由全年降水量振幅空間分布可以看出韶關、清遠和沿海地區降水量日變化幅度相對較小，其他地區降水日變化幅度較大。另外，降水頻率和降水量達到日峰值的時間并不一致，其中韶關中北部、清遠北部降水頻率的日峰值出現在05：00—08：00；
沿海地區出現在07：00—09：00；
其他站點降水頻率的日峰值主要出現在15：00—19：00，且降水頻率的日變幅明顯比降水量小。而降水強度與降水量達到日峰值的時間基本較一致，與降水量不同的是韶關和清遠降水強度日峰值均出現在午后到傍晚，降水強度日變幅較降水量略小或持平。
對廣東降水日峰值出現時間和日變化幅度的分析表明降水量、降水頻率和降水強度大部分站點日峰值出現在午后至傍晚，三者在韶關、清遠和沿海一些站點與其他地區有差異；
降水量日變化幅度較降水強度略大，降水頻率日變化幅度明顯小于降水量和降水強度。
2.2 不同區域降水的日變化
從降水日變化的空間分布特征可以看出，不同地區降水的日變化存在一定的差異，由于降水日變化的區域差異與廣東省的行政區域較為對應，因此在分析不同區域降水日變化的特征時，按照廣東省的行政區域劃分為5個區域：粵西北（韶關、清遠）、粵東北（河源、梅州）、粵中（云浮、肇慶、佛山、廣州、東莞）、粵東南（惠州、深圳、汕尾、揭陽、汕頭、潮州）、粵西南（珠海、中山、江門、陽江、茂名、湛江）。各個區域降水的日變化特征是各區域中所包含站點的降水量、降水頻率和降水強度的平均值。圖1給出了廣東5個區域降水的日變化曲線。
圖1 粵西北（a）、粵東北（b）、粵中（c）、粵東南（d）和粵西南（e）降水量、降水頻率和降水強度的日變化
粵西北地區（圖1a）降水量的日變化表現為雙峰型，從12：00開始降水量逐漸增多，16：00降水量達到峰值，17：00降水量較16：00略少，隨后降水量迅速減少，次峰值出現在05：00。降水頻率的日變化也表現為雙峰型，00：00降水頻率開始增大，06：00達到降水頻率的日峰值，隨后降水頻率迅速減小，13：00降水頻率再次增大，18：00—20：00達到降水頻率的次峰值。降水強度的日變化表現為單峰型，從00：00開始緩慢增大，17：00達到最大，18：00之后降水強度迅速減小。
粵東北地區（圖1b）降水量從午夜到清晨都較小，04：00到08：00有小幅增加，08：00—11：00降水量有小幅減小，隨后從11：00到16：00降水量迅速增加，16：00達到日峰值，17：00開始降水量迅速減小，在00：00減小至最小值。降水頻率的日變化表現為雙峰型，降水頻率從11：00的最小值開始迅速增大，17：00達到主峰值，隨后降水頻率減小，00：00開始降水頻率緩慢增大，07：00達到次峰值；
降水強度的日變化表現為單峰型，04：00降水強度最小，14：00降水強度最大。
粵中地區（圖1c）降水量的日變化表現出與粵東北相似的變化特征，但各時次降水量均明顯較粵東北多，且降水量的主峰值出現在16：00—17：00。降水頻率的日變化也表現為雙峰型，主峰值出現在16：00—18：00，次峰值出現在07：00。降水強度日峰值出現在14：00—17：00，00：00降水強度最小，粵中地區16：00—17：00的降水頻率和降水強度均較大，因此降水量在16：00—17：00也較大。
粵東南地區（圖1d）降水量從00：00到07：00逐漸增加，07：00到09：00略有減小，09：00再次增加，在14：00達到最大，14：00之后降水量迅速減小。降水頻率的日變化表現為雙峰型，23：00降水頻率最小，隨后開始增大，在07：00達到主峰值，16：00—18：00是降水頻率的次峰值。降水強度日變化為單峰型，21：00—00：00降水強度均較小，01：00降水強度開始增大，14：00降水強度達到最大，粵東南地區降水量、降水頻率和降水強度的主峰值均明顯小于其他地區。
粵西南地區（圖1e）降水量的日變化表現為00：00到08：00快速增加，08：00到10：00減少，10：00—16：00快速增加，16：00達到峰值后迅速減小的特征。降水頻率的日變化為雙峰型，兩個峰值基本持平，分別出現在07：00和16：00。降水強度日峰值出現在16：00，且西南地區午后的降水強度峰值較其他地區大。
綜上，降水量的日峰值主要出現在16：00—17：00，其中粵東南地區出現在14：00；
粵西北降水量的日變化表現為雙峰型，清晨降水量達到次峰值；
其他區域降水量在清晨有不同程度的增大。各個區域降水頻率的日變化均表現為雙峰型，其中粵西北和粵東南清晨降水頻率更大；
粵西南清晨和午后降水頻率相當；
粵中和粵東北午后降水頻率更大。降水強度主要表現為單峰型的日變化特征，峰值出現在14：00到18：00。
圖2給出了各區域降水日變化隨季節的變化圖，為了消除降水在各季節降水量存在的差異，圖中填色部分為各月降水量在00：00—23：00的距平值，正距平表示降水量較大。從圖2可以看出，降水日變化特征在汛期（4—9月）更明顯。
圖2 粵西北（a）、粵東北（b）、粵中（c）、粵東南（d）和粵西南（e）降水量日變化隨季節變化的距平（單位：mm）
粵西北地區（圖2a）1—2月降水量日峰值出現在05：00—06：00。3到6月降水量日峰值則表現為隨季節變化日峰值出現時間延遲現象，其中前汛期降水主要為鋒面降水，并以層狀云降水為主，降水日峰值出現在清晨到上午，隨著季節的變化，對流性降水趨于明顯，降水日峰值出現時間逐漸延遲。6—9月降水量日峰值（16：00—19：00）出現的時間比較一致，這是由于該時期傍晚前后不穩定能量較大，有利于對流降水的出現；
從降水強度日變化的季節差異（圖略）也可以看出，6—9月降水強度在傍晚前后明顯較其他季節大。
粵東北地區（圖2b）10月到次年3月降水日峰值出現在01：00—06：00；
4到9月日峰值則出現在午后到傍晚時段，降水日峰值出現的時間隨季節的變化表現出延遲特征；
6月降水量日峰值出現在14：00—16：00；
9月降水量日峰值則出現在18：00—19：00。
粵中地區（圖2c）11月到次年2月降水量日峰值出現在04：00—08：00；
2到4月降水量日峰值出現的時間也表現出延遲特征；
4到9月降水量日峰值則表現為隨季節有所提前的特征；
5和6月降水量日峰值出現在16：00—18：00；
7月降水日峰值出現在16：00；
8到9月則出現在14：00—16：00。
粵東南地區（圖2d）10月到次年3月降水量在清晨較大，日峰值出現在07：00—08：00；
3到9月降水量大值出現的時間表現出隨季節變化先提前后延遲的特征，其中3月降水最大值出現在19：00；
5和6月逐漸提前至14：00前后；
而7到9月又逐漸延遲至16：00—17：00。
粵西南地區（圖2e）11到12月降水日峰值出現在05：00；
1到3月降水量表現出延遲的特征，日峰值出現在06：00—10：00；
4到10月粵西南地區降水日峰值較一致的出現在15：00—17：00。
總之，不同區域降水的日變化表現出隨季節變化提前或推后的特征；
不同季節降水日峰值出現時間不同，各區域降水雙峰型的日變化特征主要是由于不同季節降水日峰值出現時間不同造成的。
1）大部分站點降水量、降水頻率和降水強度日峰值出現在午后至傍晚，三者在韶關、清遠和沿海一些站點與其他地區有差異；
降水量日變化幅度較降水強度略大，降水頻率日變化幅度明顯小于降水量和降水強度。
2）各個區域降水頻率的日變化均表現為雙峰型，粵西北和粵東南清晨降水頻率更大，粵西南清晨和午后降水頻率相當，粵中和粵東北午后降水頻率更大。各區域降水強度則表現為單峰型的日變化特征，峰值出現在14：00到18：00。降水量的日峰值主要出現在16：00—17：00，其中粵東南地區出現在14：00；
粵西北降水量的日變化表現為雙峰型，清晨降水量達到次峰值，說明降水強度的日變化對降水量的日變化的影響更明顯。
3）不同季節降水日峰值出現時間不同，各區域降水雙峰型的日變化特征主要是由于不同季節降水日峰值出現時間不同造成的。不同區域降水的日變化表現出隨季節變化提前或延遲的特征：粵西北3—6月、粵東北4—9月、粵中2—4月、粵西南1—3月降水量日峰值出現時間均表現為隨季節變化延遲的現象。另外，粵西南4—10月降水日峰值較一致的出現在15：00—17：00；
粵東南3—9月降水量日峰值出現時間表現出隨季節變化先提前后延遲的特征。