張錦鳳+王勝軍

摘要 利用肅北國家氣象觀測站1973—2016年逐月風(fēng)向、風(fēng)速等觀測資料，對肅北地區(qū)近44年大風(fēng)日數(shù)、最大風(fēng)速、平均風(fēng)速及風(fēng)向頻率進(jìn)行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，近44年，肅北縣年平均大風(fēng)日數(shù)21.0 d，總體呈增多趨勢，春、冬季為大風(fēng)多發(fā)季；年平均最大風(fēng)速為15.6 m/s，冬季最大，春季次之，夏季最小，總體呈減小趨勢，其中前30年顯著減小，后14年顯著增大；平均風(fēng)速為2.7 m/s，最大出現(xiàn)在春季，冬季次之，夏、秋2季最小，平均風(fēng)速年、四季變化總體均呈減小趨勢；全年SSE向風(fēng)最多，NW和SE向風(fēng)次之，ENE、E、SW、WSW向風(fēng)最少。

關(guān)鍵詞 大風(fēng)氣候；特征分析；風(fēng)速；風(fēng)向；甘肅肅北

中圖分類號 P425.47 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）10-0216-02

肅北蒙古族自治縣位于甘肅省西北部，河西走廊西端南北兩側(cè)，縣域分南山和北山2個不相連的區(qū)域，本文分析僅指南山地區(qū)。肅北縣為甘肅省風(fēng)能密度最大的地區(qū)之一，平均每天可利用的有效風(fēng)速小時數(shù)在10 h以上，但同時大風(fēng)天氣對當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)帶來很大影響。因此，研究大風(fēng)氣候特征對大風(fēng)氣象災(zāi)害防御及合理利用風(fēng)能資源具有十分重要的指導(dǎo)意義[1-3]。

1 資料與方法

利用肅北國家氣象觀測站1973—2016年共44年逐年逐月大風(fēng)日數(shù)、最大風(fēng)速、平均風(fēng)速、風(fēng)向頻率等資料，采用折線圖法、趨勢分析法等，按3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12月至翌年2月為冬季，對肅北縣大風(fēng)氣候特征進(jìn)行統(tǒng)計分析。其中，1973—2006年使用EL型電接風(fēng)向風(fēng)速計觀測，2007年1月后自動氣象站運(yùn)行，采用天津氣象儀器廠的EL15-2D型單翼風(fēng)向傳感器和EL15-2A型風(fēng)杯風(fēng)速傳感器進(jìn)行觀測，2015年1月起新型自動氣象站正式運(yùn)行，采用中環(huán)天儀天津氣象儀器有限公司的EL15-2C型風(fēng)向傳感器和EL15-1C型風(fēng)速傳感器進(jìn)行觀測。根據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》的規(guī)定：最大風(fēng)速是指某個時段內(nèi)出現(xiàn)的最大10 min平均風(fēng)速值；大風(fēng)指瞬時風(fēng)速達(dá)到或超過17.0 m/s（或目測估計風(fēng)力達(dá)到或超過8級）的風(fēng)[4]。只要一日內(nèi)記有大風(fēng)天氣現(xiàn)象，不論時間長短和出現(xiàn)次數(shù)均記為一個大風(fēng)日。

2 氣候特征分析

2.1 大風(fēng)日數(shù)變化特征

2.1.1 年變化。近44年肅北縣出現(xiàn)大風(fēng)日數(shù)共計922 d，年平均大風(fēng)日數(shù)21.0 d。其中，年最多大風(fēng)日數(shù)為63 d，出現(xiàn)在2013年；年最少大風(fēng)日數(shù)為2 d，出現(xiàn)在2009年。大風(fēng)日數(shù)年際變化趨勢如圖1所示，年氣候傾向變化率為1.846 d/10年，總體呈增多趨勢。其中，1973—2009年呈波動減少趨勢，2010—2007年呈顯著增加趨勢[5]。

2.1.2 月變化。1—12月月平均大風(fēng)日數(shù)依次為3.7、2.3、2.0、1.5、1.4、1.0、0.7、0.3、0.2、1.0、3.0、3.7 d，各月均可能出現(xiàn)大風(fēng)，其中1月、12月月平均大風(fēng)日數(shù)最多，11月次之；9月月平均大風(fēng)日數(shù)最少，次之為8月。

從季節(jié)分布看，冬季大風(fēng)日數(shù)最多，平均為9.7 d；春季大風(fēng)日數(shù)次之，平均為4.9 d；秋季平均大風(fēng)日數(shù)4.3 d；夏季最少，平均為2.0 d。春、冬2季大風(fēng)日數(shù)占年總大風(fēng)日數(shù)的70.0%，為大風(fēng)多發(fā)季節(jié)。春、冬2季大風(fēng)日數(shù)與年總大風(fēng)日數(shù)相關(guān)系數(shù)分別為0.866、0.665，通過99%的顯著性檢驗(yàn)，說明春、冬2季大風(fēng)日數(shù)與年總大風(fēng)日數(shù)呈顯著正相關(guān)性。因此，春、冬2季大風(fēng)日數(shù)變化趨勢與年大風(fēng)日數(shù)變化趨勢一致。

2.2 最大風(fēng)速變化特征

近44年，肅北縣年平均最大風(fēng)速為15.6 m/s，最大風(fēng)速最大值為26.0 m/s，出現(xiàn)在1976年；最大風(fēng)速最小值為10.0 m/s，出現(xiàn)在2003年。從月變化來看，月平均最大風(fēng)速最大值為13.1 m/s，出現(xiàn)在1月；次之為13.0 m/s，出現(xiàn)在12月；月平均最大風(fēng)速最小值為9.3 m/s，出現(xiàn)在8月、9月。從季節(jié)變化來看，季平均最大風(fēng)速最大值為13.0 m/s，出現(xiàn)在冬季；其次為11.8 m/s，出現(xiàn)在春季；最小值為9.7 m/s，出現(xiàn)在夏季。

由圖2可知，近44年肅北縣年平均最大風(fēng)速氣候傾向率為-0.75 m/（s·10年），總體呈減小趨勢[3]。其中，前30年（1973—2002年）以每10年2.461 m/s的速率波動減小，呈顯著減小趨勢；后14年（2003—2016年）以每10年6.686 m/s的速率波動增大，呈顯著增大趨勢。

2.3 平均風(fēng)速變化特征

近44年，肅北縣平均風(fēng)速為2.7 m/s，最大平均風(fēng)速為4.3 m/s，出現(xiàn)在1973年；最小平均風(fēng)速為2.2 m/s，出現(xiàn)在1999年和2002年，極差2.1 m/s。從月變化來看，4月風(fēng)速最大，為3.2 m/s；5月次之，為3.1 m/s；7月、9月風(fēng)速最小，為2.5 m/s；2月、8月、10月次之，為2.6 m/s，極差為0.7 m/s。從四季來看，春季、夏季、秋季、冬季平均風(fēng)速分別為3.0、2.6、2.6、2.9 m/s，平均風(fēng)速最大出現(xiàn)在春季，次之為冬季，夏、秋2季平均風(fēng)速最小。由表1可知，1973—2016年近44年平均風(fēng)速的年、四季變化均呈減小趨勢；其中1973—1994年（前22年）平均風(fēng)速年、四季變化均呈減小趨勢，1995—2016年（后22年）平均風(fēng)速年、四季變化均呈增大趨勢。

2.4 風(fēng)向頻率變化特征

由圖3可知，肅北縣全年SSE向風(fēng)最多，占全年的21.4%；次之為NW和SE向風(fēng)，分別占全年（不包括靜風(fēng)，下同）的15.5%和14.3%。最少風(fēng)向?yàn)镋NE、E、SW、WSW，每年平均出現(xiàn)1次，平均僅占全年的1.2%；次少風(fēng)向?yàn)镹NE、NE、ESE、SSW、W，年平均出現(xiàn)僅2次，占全年的2.4%。第二象限風(fēng)向（SE、SSE、S）占全年風(fēng)向的45.2%，第四象限風(fēng)向（WNW、NW、NNW、N）占全年的39.3%。因此，全年偏西北向（135°～180°）和東南向偏南（292.5°～360.0°）風(fēng)最多。

3 結(jié)論

（1）近44年，肅北縣年平均大風(fēng)日數(shù)為21.0 d，總體呈增多趨勢。冬季大風(fēng)日數(shù)最多，春季次之，夏季最少。其中春、冬2季大風(fēng)日數(shù)占年總大風(fēng)日數(shù)的70.0%，為大風(fēng)多發(fā)季節(jié)。

（2）近44年，肅北縣年平均最大風(fēng)速為15.6 m/s，冬季最大，春季次之，夏季最小。年平均最大風(fēng)速總體呈減小趨勢，其中前30年顯著減小，后14年顯著增大。

（3）近44年，肅北縣平均風(fēng)速為2.7 m/s，平均風(fēng)速最大出現(xiàn)在春季，次之為冬季，夏、秋2季平均風(fēng)速最小。近44年，平均風(fēng)速年、四季變化總體均呈減小趨勢，其中前22年均呈減小趨勢，后22年均呈增大趨勢。

（4）肅北縣全年SSE向風(fēng)最多，NW和SE向風(fēng)次之，ENE、E、SW、WSW向風(fēng)最少。全年偏西北向（135°～180°）和東南向偏南（292.5°～360.0°）風(fēng)最多。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 沈慧群，孫存清.東疆三大風(fēng)區(qū)大風(fēng)氣候特征對比分析[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2011（1）：6-8.

[2] 楊曉玲，丁文魁，袁金梅，等.河西走廊東部大風(fēng)氣候特征及預(yù)報[J].大氣科學(xué)學(xué)報，2012（1）：121-127.

[3] 董安祥，胡文超，張宇，等.河西走廊特殊地形與大風(fēng)的關(guān)系探討[J].冰川凍土，2014（2）：347-351.

[4] 俞衛(wèi)平.地面氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003：24.

[5] 姚正毅，王濤，陳廣庭，等.近40a甘肅河西地區(qū)大風(fēng)日數(shù)時空分布特征[J].中國沙漠，2006（1）：65-70.