《Atmospheric Research》：Contrasting characteristics of typhoon-induced extreme hourly precipitation in China
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•三个城市群中台风诱导极端小时降水（TCEHP）的频率呈上升趋势。•弱热带气旋、热带气旋残余系统和热带气旋远程降水对TCEHP有贡献。•京津冀、长三角和珠三角表现出不同的距离依赖型TCEHP模式。引言作为世界上最具破坏性的天气系统之一，台风（又称热带气旋）是极端降水事件的主要
• 三个城市群中台风诱导极端小时降水（TCEHP）的频率呈上升趋势。
• 弱热带气旋、热带气旋残余系统和热带气旋远程降水对TCEHP有贡献。
• 京津冀、长三角和珠三角表现出不同的距离依赖型TCEHP模式。
引言 作为世界上最具破坏性的天气系统之一，台风（又称热带气旋）是极端降水事件的主要驱动力，常导致洪水、滑坡和泥石流。热带降雨测量任务（TRMM）的卫星观测表明，即使在受台风直接影响相对较小的较高纬度地区，台风也可占当地极端降水的70%以上（Prat和Nelson，2016）。从1980年到2019年，全球台风降水增加了12–18%（Shearer等，2022），这与近几十年来台风破坏力显著上升的记载一致（Guzman和Jiang，2021；Krichene等，2021；Shi等，2024）。这一趋势可能持续。克劳修斯-克拉佩龙分析表明，全球每升温1 °C，台风相关降水将增加约7%（Knutson等，2020）。此外，建模研究表明，台风的蒸散发利用可能产生更高的降水速率（Liu等，2019）。
作为中国受台风影响最严重的国家之一，近年来中国经历了多次与台风相关的极端降水事件。2019年，台风"利奇马"在山东省引发平均降水158 mm，超过了2018年台风"山竹"创下的纪录（135.5 mm）。2021年，台风"烟花"的远程水汽输送导致郑州出现每小时201.9 mm的降雨，打破了中国大陆历史小时降水量纪录（Zhao等，2022）。2023年7月29日至8月2日，台风"杜苏芮"的残余系统在中国北方引发了一场持续性强降水事件（即"23·7"事件），被认为是2023年世界最极端降水事件之一（Fowler等，2024；Zhao等，2024）。北京、天津和河北省的平均累积降水量达到175 mm，相当于该地区年均降水量的约三分之一。该事件影响了130万人，造成重大人员伤亡和经济损失。在北京，该事件造成33人死亡，18人失踪（Yin等，2025）。研究表明，1975年至2018年间，中国台风相关极端降水呈显著上升趋势，最显著的增长主要集中在东部沿海地区和长江流域（Liu等，2022）。在SSP5–8.5情景下的未来预测表明，到21世纪末，类似"21·7"河南事件这种极端降雨事件的发生概率可能增加14–15倍（Wang等，2023）。同样，Huang等（2022）估计，在高排放RCP8.5和低排放RCP4.5情景下，影响中国东南部的历史台风降水将分别增加25% ± 23%和18% ± 17%。
此前的研究揭示了中国大陆台风降水和热带气旋引发的极端降雨的各种特征，包括长期趋势、时空模式以及与不同天气系统相关的机制（Zhao等，2021；Li和Zhao，2022；Zhao等，2022；Jia等，2024）。京津冀（BTH）、长三角（YRD）和珠三角（PRD）城市群（Fang，2014；Wu等，2024a；Wu等，2024b）是中国人口、政治和经济的核心区域。高度城市化加剧了这些地区对台风诱导极端小时降水（TCEHP）引发灾害的脆弱性（Shen等，2023；Jin等，2024；Li等，2024）。多项研究已聚焦于小时尺度的热带气旋极端降水（Ali等，2021；Liu等，2022；Wu等，2024a；Wu等，2024b），然而，这三个城市群中TCEHP的特征仍不够充分。因此，本研究调查了TCEHP的小时尺度时空模式和区域差异，旨在为高风险地区的针对性灾害防治提供见解。与大多数以前主要关注台风核心区降水的研究不同，本研究关注TCEHP与台风距离和强度在不同地区的相关性。除了这一核心相关性外，本研究还特别关注台风残余系统和远程台风对TCEHP的贡献，这是现有研究中较少强调的方面，为理解台风与TCEHP在三个城市群中的相互作用机制提供了更全面的视角。
本文其余部分组织如下。第2节介绍数据和方法。第3节介绍TCEHP的时空特征。第4节考察TCEHP关联台风的特征。第5节提供讨论和结论。
章节摘要 数据与方法 本研究使用的热带气旋最佳路径数据和最大小时降水数据来自中国气象部门上海台风研究所（
https://tcdata.typhoon.org.cn/ ）（Ying等，2014；Lu等，2021）。本研究三个城市群中国家气象站的分布如图1a所示，京津冀、长三角和珠三角分别有179个、155个和28个站点。所有采用的国家气象站
TCEHP的时空分布特征 珠三角、长三角和京津冀城市群的站点平均最大TCEHP强度分别为79.6 mm h?1 、61.2 mm h?1 和43.1 mm h?1 （图2a–c）。在珠三角地区，广东省花都记录了140.0 mm h?1 的最大TCEHP强度。这一极端事件发生在1999年8月23日10:00至11:00，当时台风"三巴"正以热带低压（TD）强度影响该地区。经历最强烈降水的站点位于
TCEHP关联台风的特征 上述结果揭示了三个城市群TCEHP时空特征的显著区域差异。这些差异可能与关联热带气旋的特征密切相关。特别是，热带气旋路径和强度的变化，以及热带气旋中心与每个城市群的距离，可影响极端降水的持续时间、强度和空间分布。因此，本节进一步考察
结论与讨论 本研究利用中国气象部门上海台风研究所获取的最大小时降水数据，调查了1960年至2023年间中国三个城市群——京津冀、长三角和珠三角——的时空分布和关联台风特征。结果表明，这些地区的TCEHP强度显著，最大强度超过100 mm h?1 。7月和8月被确定为TCEHP发生的峰值月份。
CRediT作者贡献声明 李家： 撰写——原稿，可视化，形式分析。赵大君： 撰写——审阅与编辑，资助获取。于玉斌： 撰写——审阅与编辑，资助获取。任福民： 撰写——审阅与编辑。
未引用参考文献 Li等，2018
Reed等，2021
Reed等，2022
Zhao等，2025
利益冲突声明 作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本论文中报告的工作。
致谢 本工作受中国国家自然科学基金 （42475012，42530610）、强对流天气国家重点实验室气象科学技术（LaSW） （2025KFA14，2026QZA20）、中国气象部门创新发展项目 （CXFZ2026J027）、中国气象科学研究院基础研究基金 （2025XM001）和国家气象中心青年科学基金 （Q202505）资助。
李家|赵大君|于玉斌|任福民
