07.060 A 47 DB35 福 建 省 地 方 标 准 DB35/T 1372—2013 暴雨过程综合强度评估方法 Assessment of Regional Heavy Rainfall’s Intensity 2013 -12-04 发布 2014 -03 -01 实施 福建省质量技术监督局 发 布 福 建 省 地 方 标 准 暴雨过程综合强度评估方法 DB35/T 1372—2013 * 2014 年 2 月第一版 2014 年 2 月第一次印刷 DB35/T 1372—2013 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由福建省气候中心提出。 本标准由福建省气象局归口。 本标准起草单位：福建省气候中心。 本标准主要起草人：邹燕、林毅、刘爱鸣、林挺玲、张容焱、叶明云、文明章、林晶、高学群、唐 振飞。 I DB35/T 1372—2013 引 言 福建地处我国东南沿海，是温带、热带多种天气系统频繁交替影响的区域，因而也是多种气象灾害 频发的区域。其中，暴雨洪涝是最主要的气象灾害，严重威胁着民众生命财产安全和社会的工农业生产。 区域性暴雨过程往往与冷暖空气的持续交绥以及大尺度的环流形势密切相关，因此往往会引发较 大气象灾害。目前，省（市）级暴雨监测与评估业务中迫切需要建立一套客观定量的暴雨过程强度评 估方法。制定本标准，以规范福建区域性暴雨过程的定义和强度评估模型，使得区域性暴雨过程的 监测和评估标准化、规范化，也为预防洪涝灾害提供客观化参考依据。 本标准采用数理统计方法，建立福建省暴雨过程的综合强度评估方法。 II DB35/T 1372—2013 暴雨过程综合强度评估方法 1 范围 本标准规定了暴雨过程的综合强度评估方法的术语和暴雨过程的综合强度评估方法。 本标准适用于区域性暴雨过程的监测与评估。 2 术语 下列术语和符号适用于本文件。 2.1 阈值 threshold value 临界值或界限值。 2.2 百分位数 percentile 一种统计资料描述的位置指标。一组样本在某百分位次对应的数值称为这一百分位次的百分位数。 计算方法见附录A。 2.3 气候平均值 climatic normal 气象要素连续30年或以上的平均值。计算方法见附录A.2。 2.4 线性相关系数 correlation coefficient 衡量变量之间线性相关程度的指标。计算方法见附录A。 2.5 日降水量 daily precipitation 24 小时累积降水量；本标准以前一日20 时至当日20 时的24 小时累积降水量定义为当日的日降水 量；单位:mm。中国气象局降水量标准中24 小时降水量与对应的等级见表A.1。 2.6 暴雨日 regional heavy rainfall day 全省66个国家级气象观测站中≥3观测站的日降水量达暴雨以上的降雨日。 2.7 暴雨过程 regional heavy rainfall process 1 DB35/T 1372—2013 暴雨日持续天数≥1 天的过程或者间断日满足以下条件之一：全省66 个国家级气象观测站中（1） ≥1 个观测站的日降水量达暴雨以上；（2）≥ 5 个观测站的日降水量达大雨以上，且次日 ≥ 5 个观 测站的日降水量达暴雨以上；（3）≥ 5 个观测站的日降水量达中雨以上，且次日≥10 个观测站的日 降水量达暴雨以上。 2.8 暴雨过程的开始日 date-started of regional torrential rain 暴雨过程的首个暴雨日。 2.9 暴雨过程的结束日 date-ended of regional torrential rain 暴雨过程的最后一个暴雨日。 2.10 暴雨过程强度指数 Index of regional heavy rainfall’s intensity 暴雨过程的最后一个暴雨日。 3 暴雨过程的综合强度评估方法 3.1 暴雨过程的综合强度评估因子 3.1.1 最大过程雨强指数 整个暴雨过程中，全省66 个国家级气象观测站的过程降水量最大值定义为暴雨过程的最大过程雨 强指数（ I pre ），其计算见公式（1）。 n I pre = Max ( Pi ) i =1 ....................................... (1) 式中： Ipre—最大过程雨强指数； Pi—第 i 个站的过程降水量； n—全省 66 个国家级气象观测站中出现降水的站数（不重复计数）。 3.1.2 最大单日雨强指数 整个暴雨过程中，全省 66 个国家级气象观测站的日降水量最大值定义为暴雨过程的最大单日雨 强指数（ I 24 pre ），其计算见公式（2）。 n I 24 pre = Max ( P 24 i ) i =1 ..................................... (2) 式中： P24i—第 i 个站的最大日降水量； n—全省 66 个国家级气象观测站中出现降水的站数（不重复计数）。 2 DB35/T 1372—2013 3.1.3 暴雨范围指数 整个暴雨过程中，全省66个国家级气象观测站中出现暴雨的总站数（不重复计数）定义为暴雨过程 的范围指数(Icov)。 3.1.4 暴雨持续时间指数 暴雨过程的开始日至结束日总天数定义为暴雨持续时间指数(Iday)。 3.2 暴雨过程强度评估模型 分别以1961年～2010年所有区域性暴雨过程的最大过程雨强指数、最大单日雨强指数、暴雨范围指 数和暴雨持续时间指数4个指标序列为样本序列，将各样本序列的第60%、第80%、第90%、第95%和第98% 对应的百分位数作为等级划分阈值，各指标序列可划分为6个等级。根据各指标的等级划分标准，确定 逐个暴雨过程4个指标的等级，分别标记为Gpre、G24pre 、Gcov 和Gday。百分位范围与等级划分见表1。 表1 百分位（p）范围与等级划分 等级 0 1 2 3 4 5 百分位 P ＜60 % 60 % ≤ P ＜ 80 % 80 % ≤ P ＜ 90 % 90 % ≤ P ＜ 95 % 95 % ≤ P ＜ 98 % P ≥ 98 % 采用最大过程雨强指数、最大单日雨强指数、暴雨范围指数和暴雨持续时间指数4个评估指标，建 立暴雨过程综合强度评估模型，得到暴雨过程综合强度指数IR。以某一指标序列与其余3个指标序列之 间相关系数的平均值占所有指标间相关系数平均值总和的比值作为该指标的权重系数。评估模型见公式 （3）。 IR= A×Gpre×Rpre + B×G24pre×R24pre + C×Gcov×Rcov + D×Gday×Rday (3) 。。。。。。。 式中： IR—为区域性暴雨过程综合强度指数；Gpre、G24pre 、Gcov 和Gday分别是最大过程雨强指数、最大单日 雨强指数、暴雨范围指数和暴雨持续时间指数4个指标的评估等级；Rpre、R24pre、Rcov 和Rday 分别是标准 化后的4个指标值；A、B、C和D为权重系数。 3.3 暴雨过程的综合强度等级 对于计算得到的1961年～2010年的所有暴雨过程的综合强度指数序列，采用百分位数计算法，分别 计算60%、80%、90%、95%和98%对应的百分位数；以上述5个百分位数为临界阈值，得到暴雨过程综合强 度（GR）等级划分标准，分别为：一般性（0级）、略强（1级）、偏强（2级）、显著偏强（3级）、异 常偏强（4级）、极端偏强（5级）。百分位范围与暴雨过程综合强度等级划分及评估结果的对应见表 2。 表2 不同百分位（P）与暴雨过程综合强度等级和评估结果对应表 百分位 暴雨过程综合强度等级（GR） 暴雨过程综合强度评估结果 P ＜ 60 % 0 一般性 60 % ≤ P ＜ 80 % 1 略偏强 80 % ≤ P ＜ 90 % 2 偏强 3 DB35/T 1372—2013 表2(续) 4 百分位 暴雨过程综合强度等级（GR） 暴雨过程综合强度评估结果 90 % ≤ P ＜ 95 % 3 显著偏强 95 % ≤ P ＜ 98 % 4 异常偏强 P ≥ 98 % 5 极端偏强 DB35/T 1372—2013 AA 附 录 A （资料性附录） 主要统计方法 A.1 百分位数计算方法 百分位数计算采用下面的经验公式（Hyndman R J, and Fan Y., 1996）： ∧ Q( p) = (1 − γ) X j + γX j +1 j = int ( p × n + (1 + p ) / 3) γ = p × n + (1 + p ) / 3 − j ∧ 式中：p为百分位， Q i ( p) (A.1) (A.2) (A.3) 为 p 百分位对应的百分位数， X 为升序排列后的某要素样本序列，n为 样本长度，Xj为升序排列后的样本序列的第j个值。 A.2 气候平均值计算公式 Y = n 1 ∑ Yi n （A.4） i =1 式中： Y —样本序列的气候平均值； Yi—第i个样本值； n —样本长度（本标准以1961年～2010年的数据为气候平均值的基础数据，即 n=50）。 A.3 异常度计算公式 Ci = Y= δ = Yi − Y 1 n (A.5) δ n ∑Y (A.6) i i＝1 1 n ∑ (Y i − Y n − 1 i =1 )2 (A.7) 式中： Ci—第i个样本的异常度值； Y —该样本序列的气候平均值； δ—样本序列的标准差，Yi—第i个样本值，n为样本长度。 5 DB35/T 1372—2013 A.4 相关系数计算公式 n γ xy = ∑ ( x i − X )( y i − Y ) i =1 n ∑ ( xi − X ) i =1 2 n (A.8) ∑ ( yi − Y ) 2 i =1 式中：rxy—x与y样本序列的相关系数； xi、yi为分别为x与y样本序列的第i个变量值； X 、Y 分别 为x与y样本序列的平均值；n—样本长度；。 A.5 24 h降水量与降水量等级划分 表A.1 24 h降水量与降水量等级划分 等级 微量降雨 24 h降水量（单位：mm） ＜ 0.1 小雨 0.1～9.9 中雨 10.0～24.9 大雨 25.0～49.9 暴雨 50.0～99.