鞏燦燦，葉小嶺，2，熊 雄，姚錦松，金瞳宇，陳 昕

（1.南京信息工程大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，南京 210044；2.南京信息工程大學(xué) 氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評(píng)估協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210044）

風(fēng)是基本的氣象要素之一，它與人們的生產(chǎn)生活有著密切的聯(lián)系。風(fēng)蘊(yùn)含巨大的能量，從古至今，人們對(duì)風(fēng)的探索與利用從未停止過(guò)，從古代的帆船到現(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)作為清潔能源，使用起來(lái)安全又環(huán)保［1-3］。

然而風(fēng)也會(huì)帶來(lái)巨大的破壞。近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，交通運(yùn)輸業(yè)在其中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈的鐵路交通行業(yè)更是得到了飛速發(fā)展。我國(guó)“十三五規(guī)劃”指出“到2020年建成布局合理、覆蓋廣泛、高效便捷、功能完善、世界上最現(xiàn)代化的鐵路網(wǎng)和高鐵網(wǎng)”。正是在高速鐵路快速發(fā)展的背景下，對(duì)高速鐵路安全運(yùn)行的研究則顯得愈加重要［4-6］，本研究也是在此背景之下展開(kāi)。高速鐵路一般架設(shè)在無(wú)人區(qū)、鐵路沿線，不可避免地會(huì)經(jīng)過(guò)一些地形復(fù)雜、自然環(huán)境惡劣的地段，其中風(fēng)對(duì)列車運(yùn)行安全的威脅最為嚴(yán)重。隨著高速列車行駛速度的不斷提升，加之在強(qiáng)橫風(fēng)環(huán)境的影響下，列車周圍的空氣動(dòng)力會(huì)急劇惡化，對(duì)高鐵的安全運(yùn)行造成極大的威脅。國(guó)內(nèi)外由于強(qiáng)橫風(fēng)引起的列車事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)交通經(jīng)濟(jì)和人員安全造成極大的損失和危害［7-9］。

風(fēng)致列車傾倒或停運(yùn)造成的生命危害和經(jīng)濟(jì)損失不容忽視，因此對(duì)高鐵沿線風(fēng)的觀測(cè)與分析至關(guān)重要。根據(jù)高鐵沿線風(fēng)速的分布情況，可以在大風(fēng)區(qū)增加風(fēng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以獲取更全面準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為后面的分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；針對(duì)研究出來(lái)的大風(fēng)區(qū)域，可以設(shè)立風(fēng)屏障或采取其他措施以減小風(fēng)對(duì)高鐵的影響；風(fēng)速時(shí)空分布分析，可以為后期高鐵的修建路線提供參考，通過(guò)避開(kāi)大風(fēng)區(qū)，或者選擇和大風(fēng)主風(fēng)向一致的方向來(lái)減小大風(fēng)對(duì)高鐵的影響。

風(fēng)對(duì)人們的生產(chǎn)生活起著重要的作用，人們對(duì)風(fēng)的探索從未停止過(guò)，氣象學(xué)者關(guān)于風(fēng)的分布做了很多研究。例如，陶勇等利用歐洲中尺度天氣預(yù)測(cè)中心（ECWMF）提供的1979—2012年每天8個(gè)時(shí)次地面（10 m高度）陣風(fēng)后處理資料，通過(guò)Mann-Kendall突變檢驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解等方法，統(tǒng)計(jì)分析了江門市年最大風(fēng)速的變化趨勢(shì)及時(shí)空分布特征［10］。甄靜等以新疆地區(qū)71個(gè)站點(diǎn)的最新資料為基礎(chǔ)，探究新疆地區(qū)1993—2013年極大風(fēng)速的時(shí)間演變現(xiàn)象和空間分布特征，給出新疆地區(qū)年、月極大風(fēng)速出現(xiàn)日數(shù)的分布及風(fēng)速方向特征［11］。陳兵等根據(jù)江蘇省34年最大風(fēng)速數(shù)據(jù)資料，用EOF、REOF方法研究了江蘇省年最大風(fēng)速的空間分布形式和長(zhǎng)期時(shí)間變化趨勢(shì)［12］。本文為了研究高鐵沿線某區(qū)段最大風(fēng)速的分布特征，以氣象站的日最大風(fēng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用風(fēng)資源評(píng)估軟件Meteodyn WT建模計(jì)算出高鐵沿線的最大風(fēng)數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)正交分解法對(duì)沿線的最大風(fēng)速進(jìn)行分析。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)

原始數(shù)據(jù)采用的是氣象站的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，來(lái)自中國(guó)國(guó)家級(jí)地面氣象站基本氣象要素日值數(shù)據(jù)集（V3.0），數(shù)據(jù)的完整率在98%以上。本文研究的高速鐵路從2006年開(kāi)始立項(xiàng)啟動(dòng)，所使用的數(shù)據(jù)集更新到2016年初，所以選擇2006—2015年的數(shù)據(jù)來(lái)研究高鐵線路從建設(shè)到運(yùn)行近10年的風(fēng)速分布情況，為高鐵的安全運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。本文使用了距離研究區(qū)段最近的兩個(gè)氣象站（吳中和昆山）2006—2015年風(fēng)數(shù)據(jù)集中的日最大風(fēng)數(shù)據(jù)，包括日最大風(fēng)速和風(fēng)向。本文所講的最大風(fēng)速是指1 d內(nèi)10 min平均風(fēng)速的最大值。這些數(shù)據(jù)均經(jīng)過(guò)界限值檢查，內(nèi)部一致性檢查，時(shí)間一致性檢查等基本的質(zhì)量控制，去除了粗大誤差。

1.2 方法

1.2.1 獲取研究區(qū)段各站點(diǎn)風(fēng)數(shù)據(jù)

本文研究的是高鐵沿線某區(qū)段最大風(fēng)速分布特征，由于研究的范圍較小，區(qū)域內(nèi)的氣象站點(diǎn)較少，為了更精確地獲得高鐵沿線的最大風(fēng)數(shù)據(jù)，對(duì)研究區(qū)段進(jìn)行站點(diǎn)的劃分，以1公里為間隔，共劃分為23個(gè)模擬站點(diǎn)，如圖1所示。以距離研究區(qū)段最近的吳中和昆山氣象站2006—2015年日最大風(fēng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用計(jì)算流體力學(xué)（computational fluid dynamics，CFD）模式Meteodyn WT（簡(jiǎn)稱WT）模擬高鐵沿線的風(fēng)流場(chǎng)，對(duì)研究區(qū)段進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算，得到研究區(qū)段各站點(diǎn)2006—2015年的日最大風(fēng)數(shù)據(jù)。

CFD是流體力學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合的一種新型學(xué)科，它把流體力學(xué)的計(jì)算方法移植到計(jì)算機(jī)上，利用計(jì)算機(jī)快速的計(jì)算能力，求解出問(wèn)題的近似解。本文使用的Meteodyn WT模式是一款以CFD為算法支撐的風(fēng)資源評(píng)估行業(yè)內(nèi)的專業(yè)軟件，而且考慮到研究區(qū)域下墊面的情況，如粗糙度、障礙物等因素，所以預(yù)測(cè)的精度較高，模擬出來(lái)的風(fēng)數(shù)據(jù)較可靠［13-15］。使用Meteodyn WT模式獲取站點(diǎn)日最大風(fēng)數(shù)據(jù)的步驟如下：

1）風(fēng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：選取距離研究區(qū)段比較近的兩個(gè)氣象站2006—2015年日最大風(fēng)數(shù)據(jù)，包括日最大風(fēng)速和風(fēng)向；

2）站點(diǎn)位置信息準(zhǔn)備：針對(duì)研究區(qū)段以1 km為間隔劃分的23個(gè)模擬站點(diǎn)，獲取其位置信息（經(jīng)緯度坐標(biāo)）；

3）其他文件的準(zhǔn)備：將建模計(jì)算所需的等高線地形圖、粗糙度文件準(zhǔn)備好。WT所使用的粗糙度文件是來(lái)自歐洲航天局的ESA（2010）300 m分辨率粗糙度，本文研究區(qū)域大范圍的粗糙度如圖2所示。

圖1 劃分站點(diǎn)圖

圖2 研究區(qū)域大范圍粗糙度

4）計(jì)算風(fēng)數(shù)據(jù)：將氣象站日最大風(fēng)數(shù)據(jù)文件，各站點(diǎn)位置信息，等高線地形圖，粗糙度文件導(dǎo)入Meteodyn WT模式中，進(jìn)行流體力學(xué)的計(jì)算，輸出各站點(diǎn)2006—2015年的日最大風(fēng)數(shù)據(jù)，Meteodyn WT模式的建模計(jì)算如圖3所示。

圖3 WT建模計(jì)算

1.2.2 時(shí)空分布分析方法

本文首先對(duì)各站點(diǎn)的日最大風(fēng)速進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)各站點(diǎn)的日最大風(fēng)速主要分布在3.5～6.5 m/s，由于研究區(qū)段位于江蘇內(nèi)部，風(fēng)速?zèng)]有沿海那么強(qiáng)烈，但在強(qiáng)對(duì)流天氣下風(fēng)速會(huì)有所增加，所以考慮對(duì)風(fēng)速進(jìn)行季節(jié)劃分。按照氣象領(lǐng)域季節(jié)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，劃分為春（3～5月）、夏（6～8月）、秋（9～11）、冬（12～2月）四季，再利用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解法對(duì)各站點(diǎn)的最大風(fēng)速進(jìn)行時(shí)空分布分析，得到高鐵沿線某區(qū)段最大風(fēng)速的時(shí)空分布特征。

經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解法（empirical orthogonal function，EOF）又稱為主成分分析法（principal component analysis，PCA），是提取主要數(shù)據(jù)特征量的一種方法，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于氣象學(xué)研究之中。EOF分析方法能夠把變量場(chǎng)分解為不隨時(shí)間變化的空間函數(shù)部分（EOF）和只依賴時(shí)間變化的時(shí)間函數(shù)部分（PC）［16-19］。利用North檢驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證各模態(tài)之間的獨(dú)立性，North檢驗(yàn)是通過(guò)計(jì)算特征值的誤差范圍來(lái)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，特征值的誤差為：

式中：N為樣本的數(shù)量；λi為第i個(gè)特征值。依次檢查特征值，標(biāo)上誤差范圍，如果計(jì)算出來(lái)前后兩個(gè)特征值的誤差范圍有重疊部分，則該特征值沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)［20］。

2 最大風(fēng)速統(tǒng)計(jì)分析

WT模式利用CFD算法建模計(jì)算出來(lái)的最大風(fēng)速分布圖，如圖4所示。該區(qū)域包含氣象站和模擬站點(diǎn)，WT模式的網(wǎng)格只在此區(qū)域內(nèi)生成，也只能得到該區(qū)域的CFD計(jì)算結(jié)果。由圖4可得：計(jì)算區(qū)域最大風(fēng)速的分布情況。從南北來(lái)看，以高鐵沿線為界限，計(jì)算區(qū)域北部的最大風(fēng)速較大，南部最大風(fēng)速較小，因?yàn)楸辈坑袞|中西3個(gè)大湖，南部是平原。由于高鐵沿線經(jīng)過(guò)了湖面，所以高鐵沿線的最大風(fēng)速也比較大，風(fēng)速范圍約為5.64～6.85 m/s。從東西來(lái)看，可以看出高鐵沿線東部區(qū)段的最大風(fēng)速要大于西部區(qū)段的最大風(fēng)速，這是因?yàn)闁|湖比西湖的面積大，且在經(jīng)過(guò)17、18以及20、21站點(diǎn)的最大風(fēng)速較大，由谷歌地圖可以看出這些站點(diǎn)位于或靠近湖面。

綜上所述，水域上的風(fēng)速比平地上的風(fēng)速大，高鐵沿線東部區(qū)段的風(fēng)速比西部區(qū)段大，因此可在上述17、18、20、21站點(diǎn)增加測(cè)風(fēng)設(shè)備來(lái)獲得更準(zhǔn)確的風(fēng)數(shù)據(jù)，為高鐵的安全運(yùn)行提供更精確的數(shù)據(jù)支持。

圖4 計(jì)算區(qū)域最大風(fēng)速分布圖

研究區(qū)域各站點(diǎn)2006—2015年日最大風(fēng)速的分布如圖5所示，日最大風(fēng)速主要分布在3.5～6.5 m/s之間，在5.5 m/s處達(dá)到正態(tài)分布曲線的高峰，說(shuō)明23個(gè)模擬站點(diǎn)10年的日最大風(fēng)速均值在5.5 m/s左右。

對(duì)各站點(diǎn)2006—2015年日最大風(fēng)速進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，如圖6所示，各站點(diǎn)10年平均日最大風(fēng)速曲線和各站點(diǎn)10 m/s以上日最大風(fēng)速概率曲線的變化趨勢(shì)基本一致，出現(xiàn)極大值的點(diǎn)也基本一致，表明這些站點(diǎn)整體最大風(fēng)速分布與部分最大風(fēng)速分布一致。這些極大值出現(xiàn)的地方平均日最大風(fēng)速比較大，出現(xiàn)大風(fēng)的概率也比較高，如17和21站點(diǎn)。圖6還統(tǒng)計(jì)了1～12站點(diǎn)以及12～23站點(diǎn)的10年日最大風(fēng)速的均值。從圖中可以看出：1～12站點(diǎn)10年日最大風(fēng)速的均值小于12～23站點(diǎn)的均值。

圖5 研究區(qū)域2006—2015年日最大風(fēng)速分布圖

對(duì)比圖6和圖4，分析結(jié)果基本一致，表明以12站點(diǎn)為界，研究區(qū)段東部的平均最大風(fēng)速要大于研究區(qū)段西部的平均最大風(fēng)速，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注高鐵東部區(qū)段的風(fēng)速，尤其是17和21站點(diǎn)的最大風(fēng)速較大，應(yīng)在17和21站點(diǎn)加裝測(cè)風(fēng)裝置，來(lái)獲取更精細(xì)化的風(fēng)數(shù)據(jù)，從而為高鐵的安全運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。

圖6 各站點(diǎn)2006—2015年日最大風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)圖

3 時(shí)空分布特征分析

3.1 最大風(fēng)速空間分布特征

本文對(duì)研究區(qū)域劃分的23個(gè)模擬站點(diǎn)的日最大風(fēng)速進(jìn)行季節(jié)的劃分，按春（3～5月）夏（6～8月）秋（9～11月）冬（12～2月）劃分四季，利用EOF分解法對(duì)高鐵沿線某區(qū)段2006—2015年的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行模態(tài)分解，并進(jìn)行North顯著性檢驗(yàn)，得出主要空間分布模態(tài)。如表1所示，前3個(gè)特征值都通過(guò)了North檢驗(yàn)，前3個(gè)特征值的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為99.69%，前2個(gè)特征值的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為98.84%，超過(guò)了95%，這兩個(gè)特征值可以很好地描述研究區(qū)域2006—2015年最大風(fēng)速分布的兩種分布類型。

表1 研究區(qū)域最大風(fēng)速EOF分解前3個(gè)特征值方差貢獻(xiàn)率及誤差范圍

由表1可知：模態(tài)1特征值的方差貢獻(xiàn)率為83.25%，遠(yuǎn)高于其他模態(tài)的貢獻(xiàn)率，是研究區(qū)域風(fēng)場(chǎng)的主要空間分布形式，其對(duì)應(yīng)的空間分布模態(tài)圖如圖7（a）所示。由圖中可以看出：模態(tài)1的特征值均為正值，呈現(xiàn)研究區(qū)域全年最大風(fēng)速都大或全年最大風(fēng)速都小的風(fēng)速分布特征，表明2006—2015年研究區(qū)段的最大風(fēng)速是受大尺度氣候變化的影響，變化趨勢(shì)具有高度的一致性，與研究區(qū)域的地理位置無(wú)關(guān)。高值中心位于研究區(qū)段西部的2～6站點(diǎn)，反映該區(qū)域最大風(fēng)速變化最明顯，低值中心位于研究區(qū)段東部的20～23站點(diǎn)，說(shuō)明研究區(qū)段西部的最大風(fēng)速變化程度遠(yuǎn)高于研究區(qū)段的東部地區(qū)，研究區(qū)段中間部分則為過(guò)渡區(qū)。

模態(tài)2特征值的方差貢獻(xiàn)率為15.59%，也是研究區(qū)域最大風(fēng)速場(chǎng)分布較為典型的空間分布形式，研究區(qū)域2006—2015年最大風(fēng)速EOF的第2模態(tài)圖如圖7（b）所示。由圖中可以看出：模態(tài)2的特征值有正有負(fù)。以12站點(diǎn)為界，向東為正值區(qū)，向西為負(fù)值區(qū)，正值中心出現(xiàn)在研究區(qū)域東部的20～23站點(diǎn)，負(fù)值中心出現(xiàn)在研究區(qū)域西部的1～7站點(diǎn)，呈現(xiàn)東西反向分布的模式，即要么東部區(qū)段最大風(fēng)速增大，西部區(qū)段最大風(fēng)速減小，要么東部區(qū)段最大風(fēng)速減小，西部區(qū)段最大風(fēng)速增大。特征向量值從東向西依次減小，反映研究區(qū)段最大風(fēng)速也是由東向西依次減小，表明東部區(qū)段的最大風(fēng)速大于西部區(qū)段的最大風(fēng)速。正值中心位于20～23站點(diǎn)，表明20～23站點(diǎn)的最大風(fēng)速較大。這種現(xiàn)象是由于東部區(qū)段穿過(guò)的東湖面積最大，深度最深，與第2節(jié)的分析結(jié)果一致。

圖7 研究區(qū)段2006—2015年最大風(fēng)場(chǎng)EOF模態(tài)圖

3.2 最大風(fēng)速時(shí)間分布特征

根據(jù)這2個(gè)模態(tài)可以得出：研究區(qū)域最大風(fēng)速場(chǎng)有4種表現(xiàn)類型：模態(tài)1決定研究區(qū)段全年最大風(fēng)速偏大或全年最大風(fēng)速偏小兩種類型；模態(tài)2決定東部區(qū)段最大風(fēng)速偏大，西部區(qū)段最大風(fēng)速偏小或東部區(qū)段最大風(fēng)速偏小，西部區(qū)段最大風(fēng)速偏大兩種類型。

各個(gè)模態(tài)分解得到的時(shí)間系數(shù)代表其對(duì)應(yīng)模態(tài)的時(shí)間變化特征，系數(shù)符號(hào)決定模態(tài)的方向，正號(hào)表示與模態(tài)同方向，負(fù)號(hào)表示與模態(tài)反方向，并且系數(shù)的絕對(duì)值越大，表明這一時(shí)刻這類的模態(tài)就越典型。圖8為EOF模態(tài)時(shí)間系數(shù)圖。從EOF第1模態(tài)時(shí)間系數(shù)可以看出：2011年冬季以前大部分季節(jié)的時(shí)間系數(shù)為負(fù)值，說(shuō)明2011年冬季以前研究區(qū)域的最大風(fēng)速偏低；2011年冬季以后，時(shí)間系數(shù)開(kāi)始上升，并幾乎為正值，說(shuō)明從2011年冬季到2015年冬季最大風(fēng)速偏大，且整體有上升的趨勢(shì)。從EOF第2模態(tài)時(shí)間系數(shù)可以看出：2011年秋之前的時(shí)間系數(shù)幾乎為正值，2011年秋之后的時(shí)間系數(shù)幾乎為負(fù)值，且從2013年夏時(shí)間系數(shù)呈下降趨勢(shì)，表明這10年間，前6年高鐵沿線東部區(qū)段的最大風(fēng)速比西部大，后4年西部區(qū)段的最大風(fēng)速比東部大，且這種分布狀態(tài)越來(lái)越明顯，時(shí)間系數(shù)所反映的與特征向量反映的風(fēng)場(chǎng)基本一致。

圖8 EOF模態(tài)時(shí)間系數(shù)

綜上所述，高鐵研究區(qū)段在2006—2011年的最大風(fēng)速偏低，且東部區(qū)段的風(fēng)速要大于西部區(qū)段，2011—2015年最大風(fēng)速有上升的趨勢(shì)，此時(shí)，西部區(qū)段的風(fēng)速大于東部區(qū)段的風(fēng)速。

對(duì)模態(tài)劃分出的4種風(fēng)場(chǎng)空間模態(tài)分布類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，取每個(gè)季節(jié)時(shí)間系數(shù)絕對(duì)值最大的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的表現(xiàn)類型作為風(fēng)場(chǎng)的空間分布模態(tài)，統(tǒng)計(jì)出研究區(qū)段10年內(nèi)每個(gè)季節(jié)的最大風(fēng)速分布類型，如表2所示。

(1)抑塵和防塵措施。在煤炭、矸石或其他干物料的貯、裝、運(yùn)、破碎、篩分過(guò)程中，采取產(chǎn)塵較少的工藝和設(shè)備，并采用適當(dāng)?shù)囊謮m和防塵措施。如精煤貯存用圓筒倉(cāng)代替精煤露天貯煤場(chǎng)；設(shè)置擋風(fēng)抑塵墻，封閉轉(zhuǎn)載點(diǎn)以及在原煤儲(chǔ)煤廠安設(shè)噴水裝置，嚴(yán)格控制噴水量。

表2 EOF分解的4種最大風(fēng)場(chǎng)表現(xiàn)類型季節(jié)分布

其中，10年40個(gè)季節(jié)中有17個(gè)季節(jié)全區(qū)段大風(fēng)，占總季節(jié)的42.5%；16個(gè)季節(jié)全區(qū)段小風(fēng)，占總季節(jié)的40%；東部區(qū)段最大風(fēng)速偏大，西部區(qū)段最大風(fēng)速偏小的季節(jié)有4個(gè)，占全季節(jié)的10%；東部區(qū)段最大風(fēng)速偏小，西部區(qū)段最大風(fēng)速偏大的季節(jié)有3個(gè)，占全季節(jié)的7.5%。EOF第1模態(tài)的風(fēng)場(chǎng)分布型占總季節(jié)的82.5%，第2模態(tài)占17.5%，說(shuō)明研究區(qū)段最大風(fēng)場(chǎng)的分布以模態(tài)1為主，呈現(xiàn)一種整體最大風(fēng)速大或最大風(fēng)速小的分布模式，與計(jì)算的模態(tài)方差貢獻(xiàn)率相對(duì)應(yīng)。

由模態(tài)1的分布情況可以看出：出現(xiàn)全區(qū)段大風(fēng)與全區(qū)段小風(fēng)的季節(jié)數(shù)相差不大，說(shuō)明高鐵沿線的風(fēng)速在這10年中沒(méi)有明顯增大或減小的趨勢(shì)，且全區(qū)段大風(fēng)大多出現(xiàn)在春夏之際，全區(qū)段小風(fēng)大多出現(xiàn)在秋冬之際；由模態(tài)2的分布情況可以看出：東部區(qū)段最大風(fēng)速大于西部區(qū)段的占比比東部區(qū)段最大風(fēng)速小于西部區(qū)段的高，且東部最大風(fēng)速偏大的季節(jié)大多出現(xiàn)在春夏之際，西部區(qū)段最大風(fēng)速偏大的季節(jié)多出現(xiàn)在秋冬之際。這主要是由于研究區(qū)域地處亞熱帶，屬季風(fēng)氣候，夏季受熱帶海洋氣團(tuán)影響，盛行東南風(fēng)；而冬季受北方高壓氣團(tuán)控制，盛行偏北風(fēng)。

綜上所述，高鐵沿線的風(fēng)速在這10年中沒(méi)有明顯增大或減小的趨勢(shì)，春夏季是高鐵沿線大風(fēng)容易出現(xiàn)的季節(jié)，且高鐵沿線東部區(qū)段的最大風(fēng)速比西部區(qū)段大，所以應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注高鐵沿線東部區(qū)段春夏時(shí)的最大風(fēng)速。

4 結(jié)論

1）研究區(qū)段東部的平均最大風(fēng)速要大于西部的平均最大風(fēng)速，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注東部區(qū)段的風(fēng)速。17和21站點(diǎn)處的平均日最大風(fēng)速比較大，出現(xiàn)大風(fēng)的概率較高，所以應(yīng)在17和21站點(diǎn)加裝測(cè)風(fēng)裝置獲取更精細(xì)化的風(fēng)數(shù)據(jù)，為高鐵的安全運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。

2）研究區(qū)段最大風(fēng)速場(chǎng)的空間分布有2種典型模態(tài)：模態(tài)1呈現(xiàn)全局一致型，模態(tài)2呈現(xiàn)東西反向分布。兩種模態(tài)劃分為4種表現(xiàn)類型：全年最大風(fēng)速偏大（占42.5%），全年最大風(fēng)速偏?。ㄕ?0%），東部區(qū)段最大風(fēng)速偏大，西部區(qū)段最大風(fēng)速偏小（占10%）以及東部區(qū)段最大風(fēng)速偏小，西部區(qū)段最大風(fēng)速偏大（占7.5%）。研究區(qū)段最大風(fēng)場(chǎng)的分布模態(tài)以模態(tài)1為主，呈現(xiàn)一種整體最大風(fēng)速偏大或最大風(fēng)速偏小的分布模式，且在2006—2015年間風(fēng)速?zèng)]有明顯增大或減少的趨勢(shì)。

3）春夏季是高鐵沿線大風(fēng)容易出現(xiàn)的季節(jié)，且高鐵沿線東部區(qū)段的最大風(fēng)速比西部區(qū)段大，所以應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注高鐵沿線東部區(qū)段在春夏時(shí)的最大風(fēng)速。