湖南省夏季降水的日变化特征及形成原因分析

摘要

基于湖南省65个国家气象站1971—2023年夏季(6—8月)逐小时降水资料及欧洲中期天气预报中心发布的全球最新一代再分析数据(the fifth generation European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Re-Analysis,ERA5)，采用K均值聚类算法，分析了湖南夏季平均降水量、日最大降水量、降水频率的空间分布特征以及湖南夏季平均小时降水量、降水频率和降水强度的日变化特征和形成原因。结果表明：(1)湖南夏季平均降水量和日最大降水量整体表现为南北多、中间少的特点，夏季降水频率表现为湘南和湘西北地区较高，湘中和湘东北地区较低，夏季日降水强度分布则表现为北强南弱。(2)湖南夏季平均小时降水量、降水频率和降水强度日变化均为双峰型，主峰值出现在16时(北京时，下同)左右，次峰值出现在00时左右。(3)<6 h的短持续性降水对00时的降水量峰值贡献较大，而≥6 h长持续性降水对16时的降水量峰值贡献较大。(4)采用K均值聚类算法将65个站分类为3个区域；区域1(以下简称R1)和区域2(以下简称R2)夏季平均小时降水量、降水频率和降水强度日变化曲线呈双峰型，但R1最大峰值出现在凌晨，R2出现在下午；区域3(以下简称R3)夏季平均小时降水量、降水频率为弱的双峰型，主峰值出现在下午。(5)通过热力、动力和水汽条件，初步分析了R1、R2和R3区降水高峰的形成原因。R1区出现在午夜的降水峰值可能是因为动力强迫引起，凌晨南风加强，低层上升运动达到最强，从南方输入的水汽通量也达到最大值，同时有水汽通量辐合，有利于降水的产生。R2和R3区出现在下午的降水峰值可能与局地热力不稳定有关，由于午后地表加热，大气稳定性弱，有利于对流降水发展。

关键词

湖南 / 夏季降水 / 日变化 / K均值聚类算法 / 形成原因