1 引言
全球气候变化导致全球范围内极端天气气候事件频繁发生， 且发展趋势不断增加， IPCC第六次报告指出全球变暖将会导致强降水事件发生的频次、 强度和量级增加； 中国极端气候、 天气事件发生的概率明显增多， 西北区域性极端降水事件发生频率显著上升， 北方地区单日极端降水事件显著增加（卢珊等， 2020； 韦志刚等， 2021）。极端降水事件引发的气象灾害（洪涝、 山体滑坡、 泥石流等）频发， 对人民生命财产、 社会经济和生态环境的可持续发展造成的巨大危害备受关注。
近年来， 国内外关于极端小时降水事件、 极端小时降水阈值的确定及其时空分布特征的研究越来越多。研究表明， 由于受下垫面、 海陆位置、 季风、 太阳辐射、 山谷热力环流等因素影响， 极端小时降水呈现出明显的季节性、 区域性、 不对称性和局地性， 地形地貌条件比较复杂的区域极端小时降水总量和日变化具有明显的区域性， 不对称性更为突出（Yu et al， 2013， 2007； 潘欣等， 2019； Yuan et al， 2012； 宇如聪等， 2014； He and Zhang， 2010）。目前有关极端降水事件的研究使用的资料多为24 h累积降水量， 由于降水事件在时空分布上的不对称性和不均匀性， 24 h累积降水有可能高估或低估由持续性弱降水和短时强降水事件引发的极端降水强度（江远安等， 2017； 李建等， 2013； 高荣等， 2018； 齐月等， 2015）， 而逐小时降水或更高分辨率的降水数据可避免24 h累积降水带来的不确定性， 在资料筛选中减少误差， 能更准确地表征实际降水强度并详细地阐释降水过程特征（杨霞等， 2020）。有诸多学者用百分位法研究极端小时降水指数的时空变化特征， 指出我国东部地区汛期极端小时强降水多受东亚季风影响， 极端小时降水指数呈不显著增加趋势， 西北地区多受西伯利亚高压影响， 极端小时强降水量和频次变化趋势不明显， 强度呈增加趋势， 且北部地区的极端小时降水事件持续时间比东部沿海地区短， 在地形复杂区域达到峰值的速度更快于平原地区， 秦岭淮河以北大部地区出现极端小时降水事件的时间明显晚于华南地区， 极端小时降水阈值在空间上表现为南多北少、 东多西少的特征（蔡新玲等， 2014； 董旭光等， 2017）。卢珊等（2020）、 李娟等（2020）的研究表明我国西北地区极端小时降水量和频次呈极显著增加趋势， 且极端小时降水事件开始时间提前结束时间延长。
甘肃省深居我国大陆内部， 地处黄河中上游三大高原（青藏高原、 黄土高原和内蒙古高原）的交汇地带， 地形地貌和气候类型复杂多样， 在汛期受东亚季风影响易产生短时强降水和暴雨等强天气， 易引发山洪、 山体滑坡、 泥石流等气象灾害（黄玉霞等， 2017； 狄潇泓等， 2018； 刘新伟等， 2020）。近年来甘肃省出现的极端性降水事件偏多， 主要发生在半湿润气候区和半干旱气候区， 具有局地性、 短时性、 突发性和不对称性等特征， 是导致气象灾害产生的直接原因（程瑛等， 2018； 狄潇泓等， 2017）， 如“8·8”甘肃舟曲特大泥石流事件、 岷县“5·10”特大山洪事件， 造成了严重的人员伤亡和经济损失。然而， 现阶段针对甘肃区域极端小时强降水特征的研究尚不多见。
目前国内外研究极端降水阈值通常有两种方法： （1）百分位法（Xiao et al， 2016； Wu et al， 2019； 杨志刚等， 2014）， 多用于极端小时降水的长期变化趋势的研究， 更具有统计学意义， 如第95百分位法、 第97.5百分位法、 第99.9百分位法等； （2）拟合经验曲线函数（卢珊等， 2022； Zheng et al， 2016； Wu et al， 2017）， 常用来研究多年（如5 年、 10年和20年）一遇的极端降水情况， 如拟合广义极值分布、 e指数衰减曲线分布等。根据研究目的， 本文采取百分位阈值法来确定极端小时降水阈值， 筛选极端小时降水， 确定各站极端小时降水量、 频次、 强度等降水指标。利用甘肃省68个气象站1990 -2019年主汛期5 -8月逐时降水资料， 研究分析甘肃省极端小时降水指数的时空分布特征及其长期变化趋势， 以期提高对干旱地区过渡至湿润地区的不同气候区极端降水事件发生规律的认识， 为区域短时临近预报提供服务、 为气象科学防灾减灾提供参考、 为进一步研究短时强降水的机理提供参考。
将每一站点1990 -2019年5 -8月降水量≥0.1 mm的小时降水进行升序排列， 以某一百分位数的降水量作为该站极端小时降水量阈值， 以此来定义极端小时降水指数： （1）将极端小时降水量定义为统计时段内大于该阈值的小时降水量； （2）将极端小时降水频次定义为统计时段内发生极端小时降水事件的次数， 用于描述极端小时降水事件出现的频率； （3）极端小时降水强度定义为极端小时降水量之和除以极端小时降水频次之和， 用于描述极端小时降水发生时的平均强度。
2 资料来源和方法介绍
2.1 资料来源
本文选取了经过质量控制的甘肃省68个气象站1990 -2019年主汛期（5 -8月）逐时降水资料。根据甘肃省的地理位置（中国大陆内部东部季风区和西北干旱区）和地形地貌（青藏高原、 黄土高原和内蒙古高原）将研究区域划分为四个区域（黄玉霞等， 2017）， 如图1 所示， 分别为河西地区（酒泉、 张掖、 武威）、 中部地区（兰州、 白银、 定西）、 西南地区（甘南、 临夏）、 陇东南（陇南、 天水、 平凉、 庆阳）。文中涉及的地图是基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS（2019）3082号的中国地图制作， 底图无修改。
2.2 数据处理与分析
使用MATLAB 2018b、 Origin 9和ArcGIS 10对数据进行统计分析及作图， 采用最小二乘法对极端小时降水的各指标进行线性趋势分析及显著性检验， 采用反距离权重法（IDW）对极端小时降水各参数进行插值。
3 结果分析
3.1 不同强度小时降水变化特征
文中采用第95、 96、 97、 98、 99、 99.5、 99.7和99.9等百分位分析了甘肃省68个站5 -8月小时降水阈值变化特征。从表1 可看出， 各站同一月份相同百分位的小时降水阈值的最大值和最小值的差异较大， 如8月份第99.9百分位小时降水阈值的最大值为42.2 mm， 最小值为3.5 mm。根据前人的研究可知， 选取百分位时， 大于阈值的降水量占比在20%左右， 阈值出现的频次占比较小（吴梦雯等， 2019； Xiao et al， 2016； Wu et al， 2019）。本文中， 5 -8月第95、 96和97百分位小时降水阈值出现的频次（≥0.19%）和大于阈值降水量占比（≥20.79%）均较高， 第99~99.9百分位分小时降水阈值出现的频次相对较低， 大于阈值降水量占比均较小（<13%）， 小时降水变化特征不突出。5 -8月第98百分位小时降水阈值出现的频次和大于阈值降水量占比分别为0.17%~0.29%和16.16%~21.59%， 再结合甘肃省处于中国大陆内部东部季风边缘区、 三大高原交会处和西北干旱区及降水集中在7 -8月的特征， 本文选第98百分位小时降水阈值作为5 -8月极端小时降水标准， 并基于此百分位阈值分析下文内容。
表1 5—8月不同百分位极端小时降水阈值的变化特征Table 1 Variation characteristics of extreme hourly precipitation thresholds at different percentiles from May to August |
| 月份 | 百分位 | 小时降水阈值/mm | 出现频次占比/% | 降水量 占比/% | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 最大值 | 最小值 | 均值 | ||||
| 5月 | 95 | 3.8 | 1.9 | 3.04 | 0.40 | 28.47 |
| 96 | 4.3 | 2 | 3.37 | 0.36 | 24.85 | |
| 97 | 4.9 | 2.1 | 3.80 | 0.33 | 20.79 | |
| 98 | 6.2 | 2.3 | 4.45 | 0.29 | 16.16 | |
| 99 | 9.4 | 2.8 | 5.76 | 0.26 | 10.42 | |
| 99.5 | 10.9 | 3 | 7.26 | 0.23 | 6.69 | |
| 99.7 | 14 | 3.8 | 8.65 | 0.21 | 4.84 | |
| 99.9 | 19.4 | 3.9 | 11.47 | 0.19 | 2.41 | |
| 6月 | 95 | 4.8 | 2.1 | 3.65 | 0.33 | 32.08 |
| 96 | 5.4 | 2.3 | 4.08 | 0.29 | 28.30 | |
| 97 | 6.2 | 2.5 | 4.71 | 0.25 | 24.05 | |
| 98 | 7.9 | 3 | 5.71 | 0.22 | 18.96 | |
| 99 | 11.8 | 3.5 | 7.81 | 0.20 | 12.37 | |
| 99.5 | 15.8 | 4.8 | 10.39 | 0.18 | 7.90 | |
| 99.7 | 17.8 | 5.9 | 12.42 | 0.16 | 5.70 | |
| 99.9 | 32.9 | 8.9 | 16.40 | 0.15 | 2.66 | |
| 7月 | 95 | 8.2 | 2.6 | 4.99 | 0.23 | 34.44 |
| 96 | 9.5 | 2.8 | 5.64 | 0.21 | 30.39 | |
| 97 | 10.8 | 3.1 | 6.53 | 0.19 | 25.68 | |
| 98 | 13.5 | 3.7 | 7.94 | 0.17 | 20.13 | |
| 99 | 18.2 | 4.4 | 10.85 | 0.15 | 12.97 | |
| 99.5 | 23.9 | 5.5 | 14.08 | 0.14 | 8.20 | |
| 99.7 | 27 | 5.6 | 16.46 | 0.13 | 5.78 | |
| 99.9 | 39.1 | 7.6 | 21.79 | 0.12 | 2.75 | |
| 8月 | 95 | 7.2 | 2.2 | 4.76 | 0.23 | 36.18 |
| 96 | 8.2 | 2.7 | 5.44 | 0.20 | 32.09 | |
| 97 | 9.9 | 2.9 | 6.39 | 0.19 | 27.36 | |
| 98 | 12.7 | 3 | 7.85 | 0.17 | 21.59 | |
| 99 | 17.4 | 3.4 | 10.86 | 0.15 | 14.08 | |
| 99.5 | 21.3 | 3.5 | 14.32 | 0.14 | 9.15 | |
| 99.7 | 33.2 | 3.5 | 17.32 | 0.13 | 6.49 | |
| 99.9 | 42.2 | 3.5 | 23.09 | 0.12 | 3.08 | |
3.2 极端小时降水空间分布特征
3.2.1 逐月极端小时降水强度阈值的空间分布
由图2 可看出， 甘肃省6 -8月极端小时降水阈值的空间分布表现基本一致， 为陇东南>中部地区>西南地区>河西地区， 5月的表现为西南地区>陇东南>中部地区>河西地区。7月的阈值最大， 为3.2~13.5 mm·h-1， 8月次之， 为3.0~12.7 mm·h-1， 5月的阈值最小， 为2.3~6.2 mm·h-1。河西地区5 -8月的阈值均小于5.5 mm·h-1； 中部地区7 -8月大部分站的阈值为7.0~8.0 mm·h-1， 5 -6月大部分站点为5.0~6.0 mm·h-1； 西南地区7 -8月大部分站的阈值为6.0~7.0 mm·h-1， 5 -6月大部分站点约为5.0 mm·h-1； 陇东南地区7 -8月部分站的阈值大于10.0 mm·h-1， 5 -6月大部分站点为5.0~7.0 mm·h-1。由上述可知， 第98百分位阈值不同月份同一区域的差异较大， 尤其是陇东南； 同一月份不同区域的差异显著， 特别是陇东南和河西地区， 反映出甘肃省极端小时降水在时间和空间上分布不均， 在时间上主要集中在7 -8月， 在空间上表现为自西北向东南递增， 东多西少； 也反映出甘肃地区降水的复杂性和极端性。
3.2.2 极端小时降水各指标的空间分布
从极端小时降水指数（年均降水量、 频次和强度）的空间分布（图3 ）可以看出， 甘肃省极端小时降水指数大体表现为东南高于西北， 呈带状分布。由图3 （a）可知， 年均极端小时降水量表现为陇东南（71.8 mm）>西南地区（61.4 mm）>中部地区（46.4 mm）>河西地区（21.5 mm）， 其中年均极端小时降水的最大值出现在徽成盆地， 超过100.0 mm， 主要由于7 -8月徽成盆地降水贡献大造成的， 最小值出现在河西地区西北部（敦煌）， 为12.9 mm， 主要由于河东和河西的天气影响系统不同造成， 尤其是7 -8月。降水频次的空间分布特征与降水量略有差异［图3 （b）］， 上述地区近30年平均极端小时降水频次分别为5.5次、 5.9次、 4.4次和3.2次， 出现极端小时降水频次最少区域位于河西地区西端， 仅为1.7次， 最多的区域位于徽成盆地（9.5次）。降水强度的空间分布特征与降水量和频次差异较大［图3 （c）］， 降水强度最大区域为陇东， 大部分大于12.0 mm·h-1， 最小区域为河西地区中段， 为5.0~6.0 mm·h-1； 对比上述内容， 河西地区西端的极端小时降水量小， 频次低， 但其降水强度较高， 西南地区、 陇东南的极端小时降水量、 频次及强度均较高， 由此可见， 这些区域的极端小时降水易致灾。
由甘肃省逐月极端小时降水指数的空间分布（图4 ）可看出， 5月， 全省范围内的极端降水指标均较低， 尤其是河西地区， 平均极端小时降水量、 频次和强度分别为6.3 mm、 1.43次和4.3 mm·h-1。6月各区域的极端小时降水量和强度较5月略有增加， 河西地区、 中部地区、 西南地区、 陇东南的极端小时降水量分别增加了6.6 mm、 3.8 mm、 2.2 mm和7.7 mm， 极端小时降水强度在上述地区分别增加了3.2 mm·h-1、 1.7 mm·h-1、 1.5 mm·h-1和3.5 mm·h-1， 除西南地区外， 其他区域的极端小时降水频次较5月略有增加。7月极端小时降水量在上述地区分别较6月增加了14.98%、 33.14%、 46.62%和48.41%， 降水频次分别增加了5.07%、 5.31%、 11.45%和1.28%， 降水强度分别增加了7.82%、 26.16%、 31.42%和44.81%。8月， 河西地区的极端小时降水量和降水强度较7月分别减少了2.08 mm和1.66 mm·h-1， 频次较7月略增加了0.17次； 中部地区极端小时降水量和频次较7月略有减少， 强度由7月的11.4 mm·h-1增加至12.8 mm·h-1； 西南地区的极端小时降水量和强度较7月分别了增加了6.65%和10.58%， 频次减少了0.10次； 陇东南的极端小时降水量和频次较7月略有增加， 强度略有减小。
由上述可知， 极端小时降水量在河西和中部地区7月最大， 在西南地区和陇东南8月最大； 极端小时降水频次在中部地区和西南地区7月最多， 在河西地区和陇东南8月最多； 极端小时降水强度在中部地区和西南地区8月最强， 在河西地区和陇东南7月最强。
3.2.3 贡献率
甘肃省主汛期（5 -8月）极端小时降水总量对主汛期总降水量的贡献率各区域差异明显（图5 ）， 呈现为东高西低趋势， 即陇东南（20.25%）>西南地区（19.18%）>中部地区（18.97%）>河西地区（16.70%）。陇东南和中部地区的贡献率普遍高于19.50%； 中部地区自南向北由21%递减至16%； 西南地区的贡献率自西南向西北由22%递减至18%， 但其大部分站点高于19%； 河西地区的贡献率自东南向西北由13%递增至21%， 其大部分站点低于19%。由上述可知， 陇东南地区和河西西端极端小时降水对汛期总降水量的贡献率相对比较大， 其极端性更为明显、 突出。
3.3 极端小时降水时间变化特征
3.3.1 日变化特征
由甘肃省小时平均极端降水量、 降水频次和降水强度逐时变化特征（图6 ）可看出， 河西地区、 中部地区、 西南地区、 陇东南及全省汛期各时次极端小时降水量和频次高值主要出现在18:00（北京时， 下同）至次日02:00， 03:00 -17:00为低值时段［图6 （a）， （b）］， 极端小时降水强度主要出现在14:00至次日02:00。河西地区极端降水量最大值出现在18:00， 为2.0 mm， 最小值出现在10:00， 为0.7 mm； 降水频次最大值出现在22:00， 为0.27次， 最小值出现在10:00， 为0.14次； 降水强度有三个峰值， 分别为14:00（8.1 mm·h-1）、 19:00（8.3 mm·h-1）、 03:00（7.7 mm·h-1）。中部地区极端降小时水量和频次最大值均出现在20:00， 分别为4.1 mm和0.34次， 最小值均出现在12:00， 分别为1.1 mm和0.12次； 降水强度峰值出现在17:00， 为12.4 mm·h-1。西南地区极端小时降水量和频次最大值均出现在20:00， 分别为5.9 mm和0.52次， 最小值均出现在12:00， 分别为1.1 mm和0.13次； 降水强度的最大值出现在19:00， 为11.7 mm·h-1。陇东南极端小时降水量和频次的最大值分别出现在22:00（4.2 mm）和21:00（0.32次）， 最小值均出现在11:00， 分别为2.1 mm和0.17次； 降水强度的最大值出现在15:00， 为14.0 mm·h-1。全省极端降水指标的单峰特征与中部地区和陇东南的变化特征更为相似。
3.3.2 逐月日变化特征
如图7 （a）甘肃省小时平均极端降水量所示， 不同区域各月平均极端小时降水量日变化差异较大。中部地区各月主要集中在上午和傍晚至前半夜， 7月的最大， 其峰值出现在00:00， 为2.9 mm， 8月次之。西南地区各月主要集中在09:00 -13:00和18:00 -24:00， 其中8月的最大， 11:00是一高值中心， 雨量大于3.5 mm， 7月次之。陇东南除5月外， 6 -8月主要出现在傍晚至前半夜及黎明时段， 7月的最大， 峰值出现在05:00， 为2.2 mm。全省范围内各月小时平均极端降水频次的变化趋势与小时平均极端降水量变化趋势基本一致［图7 （b）］。中部地区5 -7月大部分时段为0.14~0.20次， 8月普遍为0.10~0.17次。西南地区5 -8月15:00至次日05:00小于0.20次。陇东南5 -8月均小于0.16次。全省范围5 -8月极端小时降水强度的特征与极端小时降水量和频次有明显差异［图7 （c）］， 中部地区5 -8月的平均降水强度分别为7.3 mm·h-1、 9.0 mm·h-1、 11.2 mm·h-1和12.3 mm·h-1， 8月的降水强度最大， 15:00至次日03:00为高值时段， 最大降水强度为16.3 mm·h-1， 7月次之， 12:00至次日03:00的强度大于11.0 mm·h-1， 为高值时段。西南地区5 -8月的平均降水强度分别为7.5 mm·h-1、 8.4 mm·h-1、 11.0 mm·h-1和12.3 mm·h-1， 7 -8月高值时段均出现在14:00 -23:00， 最大降水强度出现在8月， 为15.4 mm·h-1。陇东南5 -8月的平均降水强度分别为7.5 mm·h-1、 10.9 mm·h-1、 16.0 mm·h-1和15.9 mm·h-1， 7月的最大， 13:00 -23:00的降水强度超过16.0 mm·h-1； 8月次之， 最大值出现在23:00， 为18.1 mm·h-1。由于河西地区近30年≥0.1mm的有效降水样本数为34166个（平均每月每时刻有356个样本数）， 大于第98百分位阈值样本数为675个（平均每月每时刻有7个样本数）， 受数据样本量限制， 河西地区逐月逐时降水不具有代表性， 因此河西地区不做分析。
3.4 气候倾向率变化趋势
3.4.1 不同区域极端小时降水气候变化趋势
从甘肃省不同区域各降水指数气候倾向率（表2 ）可以看出， 甘肃省不同区域极端小时降水指数均呈增加趋势。从全省角度来看， 各站平均极端小时降水量、 频次和强度呈明显增加趋势， 气候倾向率分别每10 年增加6.32 mm、 0.49次和0.14 mm·h-1， 极端小时降水量和频次分别通过了0.01和0.05显著性检验。河西地区平均极端小时降水量、 频次和强度分别每10 a增加4.57 mm（P<0.01）、 0.64次（P<0.01）和0.09 mm·h-1。陇东南平均极端小时降水量、 频次和强度分别增加8.51 mm·（10a）-1（P<0.01）、 0.62 times·（10a）-1（P<0.01）和0.16 mm·h-1·（10a）-1， 西南地区和中部地区极端小时降水指数均呈不显著增加趋势。
表2 不同区域各降水指数气候倾向率Table 2 Climatic tendency rate of various precipitation index in different regions |
| 降水指数 | 全省 | 河西地区 | 西南地区 | 中部地区 | 陇东南 |
|---|---|---|---|---|---|
| 降水量变化趋势/［mm·（10a）-1］ | 6.32** | 4.57** | 6.36 | 3.96 | 8.51** |
| 降水频次变化趋势/［times·（10a）-1］ | 0.49* | 0.64** | 0.38 | 0.35 | 0.61** |
| 降水强度变化趋势/［mm·h-1·（10a）-1］ | 0.14 | 0.09 | 0.24 | 0.12 | 0.16 |
*表示通过0.05显著性检验， **表示通过0.01显著性检验 |
3.4.2 极端小时降水气候变化趋势的空间分布
从图8 极端小时降水指数的气候倾向率的空间分布特征可看出， 极端小时降水量和降水频次变化趋势的空间分布特征较为相似， 全省大部地区极端小时降水量和频次的气候倾向率呈增加趋势， 分别为-5.5~21.5 mm·（10a）-1、 0.81~1.94 times·（10a）-1， 其中， 河西中段地区（酒泉、 肃南、 民乐）、 中部地区东南端（会宁）、 陇南北部（礼县、 西和、 甘谷）、 西南地区的西南部（碌曲）的降水量和频次显著增加（P<0.05）， 但祁连山区东部边缘地区和陇南南部的降水量和频次及陇东东部降水频次呈不显著减弱趋势。极端小时降水强度的气候倾向率为-1.20~1.57 mm·h-1·（10a）-1， 与极端小时降水量和频次的差异较大， 其中河西张掖以东-中部地区北部、 甘岷山区东南部、 陇东南中部和东部降水强度呈减弱趋势， 其中甘南山区南部显著减弱（P<0.05）， 其余地区呈不显著增加趋势。
图8 甘肃省极端小时降水量［a， 单位： mm·（10a）-1］、 降水频次［b， 单位： 次·（10a）-1］和降水强度［c， 单位： mm·h-1·（10a）-1］的气候倾向率的空间分布红色*表示通过了0.05的显著性水平检验 Fig.8 Spatial distribution of climate tendency rate of extreme hourly precipitation ［a， unit： mm·（10a）-1］， precipitation frequency ［b， unit： times·（10a）-1］ and precipitation intensity ［c， unit： mm·h-1·（10a）-1］ in Gansu Province.The red * indicates that it passed the 0.05 significance test |
3.4.3 逐时极端小时降水气候变化趋势
4 结论与讨论
本文利用甘肃省68个气象站1990 -2019年主汛期5 -8月逐时降水资料， 采用百分位阈值法研究分析甘肃省极端小时降水指数的时空分布特征及其长期变化趋势， 为短时临近预报和气象科学防灾减灾提供服务与参考， 得出以下结果：
（1） 甘肃省极端小时降水指数在空间上呈现为自东南向西北递减的带状特征。降水量占比表现为陇东南>西南地区>中部地区>河西地区； 西南地区极端小时降水频次最多， 河西地区最少； 陇东南的极端小时降水强度最大， 河西地区最小。
（2） 极端小时降水量在河西和中部地区7月最大， 在西南地区和陇东南8月最大； 频次在中部地区和西南地区7月最多， 在河西地区和陇东南8月最多； 强度在中部地区和西南地区8月最强， 在河西地区和陇东南7月最强。
（3） 甘肃省近30 a各站平均极端小时降水量、 频次和强度的气候倾向率分别为6.32 mm·（10a）-1（P<0.01）、 0.49 times·（10a）-1（P<0.05）和0.14 mm·h-1·（10a）-1。河西地区和陇东南的降水量和频次呈极显著增加趋势， 强度呈不显著增加趋势， 西南地区和陇东南的极端小时降水指数呈不显著增加趋势。
（4） 极端小时降水指数日变化呈单峰型， 极端小时降水量和频次主要出现傍晚至前半夜， 强度的峰值主要在下午至傍晚。河西地区和西南地区大部分时段的极端小时降水指数的气候倾向率呈增加趋势， 中部地区主要在中午至前半夜呈减弱趋势， 陇东南在下午至前半夜的呈增加趋势。
甘肃省地处黄河中上游三大高原交汇地带， 地形地貌复杂多变， 夏季降水多受西南季风和东南季风的影响（黄玉霞等， 2017）。夏季西南季风盛行时， 受冷空气和西太平洋副热带高压影响， 易在甘肃陇东南地区和张掖-武威一带易出现强降水天气（黄玉霞等， 2017）； 夏季东南风盛行时， 西南气流输送的水汽易造成甘肃西南地区、 河西地区和中部地区出现强降水天气（黄玉霞等， 2017； 刘新伟等， 2020）。近些年来， 西北地区的气温显著升高， 大气含水量随之增加， 导致降水量也随之增加， 呈暖湿化， 使极端和短时的对流降水增加（王澄海等， 2021）。诸多学者表明太阳辐射使下垫面非均匀加热， 一方面地表温度上升， 对流层中上层气温下降， 使上下层热力差异大， 低层大气处于不稳定状态， 另一方面导致水汽分布和近地面风场形成多个辐合中心， 有利于成强对流天气发生， 易导致局地对流的产生短历时强降水（Yu et al， 2013； 董旭光等， 2017； 刘维成等， 2021）， 这也是导致甘肃省出现在下午至前半夜的极端降水增多的原因之一。