廖廓，蔡曉禾，王超，吳幸毓

（1.寧德市氣象局，福建寧德352100；2.福建省氣象臺(tái)，福建福州350001；3.閩江大學(xué)，福建福州 350108）

福建省平潭大風(fēng)分析

廖廓1，2，蔡曉禾3，王超1，吳幸毓2

（1.寧德市氣象局，福建寧德352100；2.福建省氣象臺(tái)，福建福州350001；3.閩江大學(xué)，福建福州 350108）

平潭是福建省最大島嶼，處于東亞季風(fēng)區(qū)，是東、西風(fēng)帶交替影響的過度區(qū)，其氣候季節(jié)性特征明顯。通過對(duì)平潭站1953年建站到2010年的氣候資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示：平潭年大風(fēng)日數(shù)遞減趨勢(shì)明顯。通過平潭沿海自動(dòng)站與本站氣象資料對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，不論是偏北還是偏南風(fēng)，沿海自動(dòng)站的風(fēng)速都大于本站觀測(cè)值，說明平潭本站風(fēng)力已經(jīng)不能真實(shí)代表平潭沿海風(fēng)力。經(jīng)過仔細(xì)研究，進(jìn)一步總結(jié)出平潭本站與沿海自動(dòng)站風(fēng)速的相關(guān)性，為沿海大風(fēng)的預(yù)報(bào)提供科學(xué)參考。

平潭；大風(fēng)日數(shù)；自動(dòng)站；對(duì)比分析；相關(guān)性

1 引言

風(fēng)災(zāi)對(duì)城市具有巨大的破壞作用，世界著名的風(fēng)工程專家A.G.Davenport依據(jù)聯(lián)合國(guó)的統(tǒng)計(jì)分析指出:約50%以上的自然災(zāi)害與風(fēng)相關(guān)。平潭大風(fēng)頻發(fā)，風(fēng)災(zāi)嚴(yán)重。清乾隆十四年（1749年），一夜大風(fēng)沙埋蘆洋18村[1]，及至1980年，平潭東澳年大風(fēng)日數(shù)仍達(dá)200 d[2]。為此，研究平潭本站及其沿海大風(fēng)，對(duì)當(dāng)?shù)卣腿嗣窬哂袠O其重要的意義。

2 資料來源

氣候分析資料采用平潭國(guó)家氣象基本站的A報(bào)文和A0報(bào)文，時(shí)間序列為1953年平潭建站到2010年，共連續(xù)58 a大風(fēng)資料。

大風(fēng)對(duì)比分析資料為2010年1月1日—2010年12月31日平潭縣王爺山、東澳兩自動(dòng)站一年的逐時(shí)風(fēng)資料。

3 平潭四季大氣環(huán)流特點(diǎn)

平潭的風(fēng)具有明顯的季節(jié)特征[3]：冬季（12—2月），影響平潭天氣氣候的主要地面環(huán)流系統(tǒng)是強(qiáng)大的蒙古冷高壓，高空系統(tǒng)是中緯度西風(fēng)槽。此時(shí)，東亞大槽穩(wěn)定維持在平潭東北部，受槽后偏北風(fēng)引導(dǎo)，北方冷空氣頻繁南下，常常導(dǎo)致本地區(qū)出現(xiàn)偏北大風(fēng)。早春季（3—4月），在變性冷空氣與緊接而至的冷氣團(tuán)共同作用下，本地區(qū)仍為偏北大風(fēng)。梅雨季節(jié)（5—6月）期間，北方冷空氣與來自低緯的暖濕氣流交匯于南嶺至武夷山一帶。在此期間，平潭地區(qū)南、北風(fēng)互現(xiàn)。夏季（7—9月）平潭主要處于西太平洋副熱帶高壓的控制下，盛行偏南和東南風(fēng)，且臺(tái)風(fēng)影響頻繁，沿海風(fēng)力大。秋季（10—11月），高空西風(fēng)帶明顯南壓，東亞大槽加深，南支急流建立，西太平洋副高進(jìn)一步南落回撤，福建的臺(tái)風(fēng)季基本結(jié)束，而冷空氣則開始活躍。地面氣壓場(chǎng)上，蒙古高壓和阿留申低壓已經(jīng)形成，印度低壓減弱，臺(tái)灣海峽的東北大風(fēng)增強(qiáng)、增多，平潭偏北大風(fēng)隨之出現(xiàn)。

4 平潭大風(fēng)成因

福建常見的大風(fēng)天氣是由冷空氣引起的[4]，其成因大致可分四類:（1）冷空氣南下引起的東北或偏北大風(fēng):常見的天氣過程形勢(shì)有低槽冷鋒、冷空氣擴(kuò)散、高壓入海、氣旋、冷高與臺(tái)風(fēng)結(jié)合五種；（2）臺(tái)風(fēng)大風(fēng)：其風(fēng)向取決于路徑與登陸點(diǎn)，主導(dǎo)風(fēng)向通常是先東北，后轉(zhuǎn)偏南，有的地區(qū)短時(shí)為偏東風(fēng)；（3）暖流北上造成的西南大風(fēng):常見的天氣過程形勢(shì)有氣旋、低槽冷鋒過境前、華西倒槽、北低南高或東高西低的氣壓場(chǎng)配置四種；（4）中小尺度強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)引起的局地性大風(fēng):此類風(fēng)向多變，也不太規(guī)則，相對(duì)以西北大風(fēng)為多。

平潭是我國(guó)第五大海島，越往東，受地形影響越小，大風(fēng)天數(shù)相應(yīng)越多。統(tǒng)計(jì)分析1953—2010年的觀測(cè)記錄，平潭的大風(fēng)由溫帶系統(tǒng)造成的占88.7%，僅有11.3%是由熱帶氣旋引起（見表1）。

5 平潭本站風(fēng)的特征分析

5.1 平潭風(fēng)的均值與極值

平潭地域狹小，出現(xiàn)大風(fēng)時(shí)一般是全縣性的。由表2可知，平潭年平均風(fēng)速為5.0 m/s。秋、冬季平均風(fēng)速最大，春季次之，夏季相對(duì)較小。一年中以11月份風(fēng)速最大，5月最小。7—9月，受臺(tái)風(fēng)影響，為一年中風(fēng)速極值出現(xiàn)的時(shí)間。平潭的6—8月，以偏南風(fēng)為主，其余各月多偏北風(fēng)。

通常，平潭的風(fēng)速極大值都是由熱帶氣旋造成的。歷史上，平潭觀測(cè)到的2 min平均最大風(fēng)速極值為40.0 m/s（風(fēng)力12級(jí)），出現(xiàn)在1961年9月12日；10 min平均最大風(fēng)速極值為29.0 m/s，（風(fēng)力11級(jí)），出現(xiàn)時(shí)間為1971年9月22日（表略）。

表1 平潭大風(fēng)成因表

表2 1971—2010年平潭風(fēng)的統(tǒng)計(jì)

5.2 平潭年風(fēng)頻及其風(fēng)速

福建的大風(fēng)主要受冷高壓（冬半年）和副熱帶高壓（夏半年）兩大天氣系統(tǒng)影響[5]，因而平潭地區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向軸比較明顯[6]，夏季為SSW，其余季節(jié)為NNE。圖1是平潭1971—2010年的風(fēng)玫瑰圖。由圖可知，平潭年最大風(fēng)頻是NNE（30%），次大為NE（22%），SW風(fēng)和SSW風(fēng)各占8%；各風(fēng)向的平均風(fēng)速以NNE最大，為6.0 m/s，其次是NE（5.6 m/s）和SSW（4.5 m/s）。平潭年靜風(fēng)頻率為4%。

5.3 平潭大風(fēng)月分布特征

氣象上把瞬間風(fēng)速達(dá)到或超過17.0 m/s（或目測(cè)估計(jì)風(fēng)力達(dá)到或超過8級(jí)）的風(fēng)定義為大風(fēng)。平 潭本站自1953年建站到2010年，共出現(xiàn)3592個(gè)大風(fēng)日，由圖2可知，大風(fēng)日數(shù)主要集中在10月—次年2月，占全年的60.21%，其中11月（頻率15.06%）最多。夏半年平潭大風(fēng)日數(shù)相對(duì)較少，以5月（頻率3.56%）最少。

圖1 1971—2010年平潭風(fēng)玫瑰圖

圖2 平潭本站月大風(fēng)分布圖

5.4 平潭大風(fēng)年分布特征

平潭本站大風(fēng)日數(shù)多年平均為62 d。大風(fēng)出現(xiàn)頻率為17%，也就是說，平潭每6 d就出現(xiàn)一次大風(fēng)。在1956年，平潭大風(fēng)日數(shù)達(dá)176 d，而到1997年，年大風(fēng)日數(shù)僅為7天。兩者相差169 d，前者是后者的25倍。究其原因，主要是近年來，由于平潭主島建筑物的不斷林立和沿海木麻黃等防護(hù)林的種植，極大的削減了風(fēng)的強(qiáng)度。由圖3不難看出，平潭年大風(fēng)日數(shù)遞減趨勢(shì)明顯。

6 平潭本站與沿海自動(dòng)站大風(fēng)對(duì)比分析

平潭本站（58944）大風(fēng)日逐年遞減,大風(fēng)強(qiáng)度減弱明顯，并不能真實(shí)的反應(yīng)沿海大風(fēng)的實(shí)際情況，自2004年起，平潭逐漸在各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立了氣象自動(dòng)站。本文選取靠近臺(tái)灣海峽的王爺山（北）和東澳（南）兩自動(dòng)站與本站資料進(jìn)行對(duì)比分析。由圖3可知，近5年，平潭本站年大風(fēng)日變化并不大，所以本文選取2010年自動(dòng)站風(fēng)資料就可以與本站風(fēng)作有效對(duì)比分析。本文的研究思路是：當(dāng)王爺山和東澳兩自動(dòng)站達(dá)到8級(jí)以上大風(fēng)時(shí)，查找出本站觀測(cè)到的風(fēng)力風(fēng)向。逆向可得，當(dāng)本站出現(xiàn)某一該量級(jí)風(fēng)時(shí)，沿海自動(dòng)站就會(huì)出現(xiàn)8級(jí)以上大風(fēng)。

圖3平潭年大風(fēng)日的分布

統(tǒng)計(jì)2010年1月1日至2010年12月31日兩氣象自動(dòng)站逐時(shí)資料，共有756次大風(fēng)記錄。其中風(fēng)向在N—NE區(qū)域出現(xiàn)的大風(fēng)時(shí)次為365次，占總數(shù)的48.3%；在SSE—SW區(qū)域出現(xiàn)的時(shí)次為374次，占總時(shí)次的49.5%，而非以上兩個(gè)風(fēng)向區(qū)域出現(xiàn)大風(fēng)的時(shí)次為17次，占總數(shù)的2.2%。故本文的大風(fēng)對(duì)比分析用N—NE和SSE—SW這兩個(gè)風(fēng)向區(qū)域。在N—NE風(fēng)向區(qū)域，王爺山和東澳自動(dòng)站大風(fēng)次數(shù)分別為151和214個(gè)；在SSE—SW風(fēng)向區(qū)域，王爺山和東澳大風(fēng)個(gè)數(shù)分別為136和238個(gè)。

統(tǒng)計(jì)各自動(dòng)站風(fēng)速與本站風(fēng)速在N—NE和SSE—SW兩區(qū)域的差值，然后平均，可得出2010年兩區(qū)域的差值平均值-FN自－本和-FS自－本（見表1）。

分析表4數(shù)據(jù)可知，在N—NE風(fēng)向區(qū)域，王爺山和東澳自動(dòng)站與本站風(fēng)速差的平均值分別為4.4 m/s和5.3 m/s，也就是說，當(dāng)平潭本站瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)12.8 m/s和11.9 m/s時(shí)，王爺山、東澳附近海面陣風(fēng)風(fēng)力可達(dá)8級(jí)（17.2 m/s）以上。在SSE—SW風(fēng)向區(qū)域，王爺山和東澳自動(dòng)站與本站風(fēng)速差的平均值分別為8.2 m/s和8.9 m/s。即當(dāng)平潭本站瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)9.0 m/s和8.3 m/s時(shí)，王爺山、東澳附近海面陣風(fēng)風(fēng)力可達(dá)8級(jí)（17.2 m/s）以上。

表3 2010年王爺山、東澳自動(dòng)站大風(fēng)記錄

表4 自動(dòng)站風(fēng)速與本站風(fēng)速在N—NE和SSE—SW兩區(qū)域的差值平均值

7 小結(jié)

平潭年平均風(fēng)速為5.0 m/s，秋冬季最大，春季次之，夏季相對(duì)較小，但受熱帶氣旋影響，風(fēng)速極大值多出現(xiàn)在夏季。平潭主導(dǎo)風(fēng)向軸比較明顯，夏季為SSW，其余季節(jié)為NNE。受建筑物和防護(hù)林影響，平潭本站年大風(fēng)日數(shù)遞減趨勢(shì)明顯。平潭本站的風(fēng)力已經(jīng)不能代表沿海區(qū)域的風(fēng)力，通過自動(dòng)站與本站氣象資料對(duì)比分析，可計(jì)算出有關(guān)閾值，即只要平潭本站的風(fēng)速超過相應(yīng)閾值，平潭沿海就很有可能出現(xiàn)8級(jí)以上大風(fēng)。這對(duì)沿海大風(fēng)的預(yù)報(bào)具有極高的參考價(jià)值。

[1]黃履思.平潭縣志[M].平潭:方志出版社,1922.

[2]林慶衍.平潭縣氣象志[G],1996.

[3]鹿世瑾,王巖,李梅,等.福建氣候[M].北京：氣象出版社,1999.

[4]閻俊岳.中國(guó)近海氣候[M].北京:科學(xué)出版社,1993.

[5]宋德眾.福建海島氣候[M].北京:氣象出版社,1986.

[6]葉榕生.福建重要天氣分析和預(yù)報(bào)[M].北京:氣象出版社,1989.

Characteristics of gale in Pingtan of Fujian province

LIAO Kuo1，2，CAI Xiao-he3，WANG Chao1，WU Xing-yu2

(1.Ningde Meteorological Administration，F(xiàn)ujian Ningde，352100；2.Fujian Province Meteorological Obserbatory，F(xiàn)ujian Fuzhou，350001；3.Minjiang University，F(xiàn)ujian Fuzhou，350108 China)

Pingtan is the largest island in Fujian province.It is influenced by the East Asia monsoon.In this study,the historic data during 1953—2010 is statistically analyzed,which reveals a significant decrease of gale frequency.By comparing with the data from offshore automatic stations,we find that the wind speed in Pingtan is always larger than that from the offshore stations.Further investigation is made by analyzing the correlation between the wind data sets in the two stations,which can provide scientific reference for gale forcasting in the offshore.

Pingtan；gale frequency；automatic station;comparative analysis；correlation

P468

A

1003-0239（2012）02-0064-04

2011-04-01

廖廓（1978-）男，工程師，從事氣象預(yù)報(bào)工作。E-mail：85832679@qq.com