宋玉蓉 張瑋煊 刁 鵬
(1尉犁縣鐵干里克氣象站,新疆尉犁 841500;2巴音郭楞蒙古自治州氣象局,新疆庫爾勒 841000)
大風是一種突發(fā)性災害,往往在很短的時間內(nèi)就能對人類生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定影響。在氣象觀測業(yè)務中,一般將平均風速達到6級(10.8~13.8 m/s)以上的風稱為大風[1]。當風速較大時,會致使農(nóng)作物發(fā)生倒伏、折斷,造成落花落果,進而導致作物嚴重減產(chǎn)甚至絕收;當風速更大時,會導致飛沙走石,拔樹倒屋,嚴重影響交通運輸和人們生命財產(chǎn)安全。因此,研究大風特征,對當?shù)卮箫L的有效防災減災以及地方政府制定農(nóng)林果產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃等方面具有一定的意義。
隨著全球氣候變化,近年來與氣溫變化密切相關的風速變化及其導致的氣象災害越來越引起人們的關注[2-5]。高婧[6]對新疆不同區(qū)域大風的時空變化特征進行研究,結果表明,新疆大風的區(qū)域性特征顯著;劉新旺等[7]探討了新疆博州大風氣候特征,發(fā)現(xiàn)平均大風日數(shù)呈逐漸減少趨勢;王靜娟等[8]對新疆溫泉地區(qū)的大風特征進行了分析,得出溫泉大風天氣在夏季出現(xiàn)最多,且春季大風多為寒潮大風;羅 靜等[9]統(tǒng)計了塔克拉瑪干沙漠若羌—且末公路大風天氣,指出若羌—且末公路沿線大風日變化有一定規(guī)律。
焉耆盆地位于新疆塔里木盆地東北側,是天山南麓一個半封閉的內(nèi)陸山間盆地,位于有種植釀酒葡萄“黃金緯度”之稱的北緯40°~42°之間,有典型的干旱區(qū)綠洲氣候特征。焉耆盆地因盆地中有作為新疆巴州工業(yè)番茄種植及加工基地中心,以及大量釀酒葡萄基地的焉耆縣而得名。大風作為焉耆盆地災害性天氣之一,對以農(nóng)業(yè)、特色林果業(yè)為主要經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的焉耆盆地影響較大[10]。因此,本文通過統(tǒng)計分析研究焉耆盆地的大風特征,了解當?shù)卮箫L出現(xiàn)的規(guī)律,以期為大風天氣預報和防災減災氣象服務提供參考,進而對進一步減少國家和人民的財產(chǎn)損失起到積極作用。
以焉耆氣象站作為焉耆盆地代表站,采用1992—2020年1—12月的逐日風向、風速氣象資料進行統(tǒng)計分析。標準為24 h內(nèi)某日最大平均風速≥10m/s,定為一個大風日。季節(jié)劃分:春季3—5月,夏季6—8月,秋季9—11月,冬季12月至翌年2月。為了保證資料的均一性,剔除存在缺陷的資料,所有數(shù)據(jù)都為數(shù)字信息化處理后所得,經(jīng)過嚴格的人工檢驗,確保數(shù)據(jù)質量。
2.1.1 平均風速特征。近29年來,焉耆盆地平均風速為1.7 m/s,平均風速最大在4月,為2.4 m/s;5月次之,為2.3 m/s;最小出現(xiàn)在1月,為1 m/s。從季節(jié)上看,春季平均風速最大,為2.2 m/s;夏季次之,為1.8 m/s;秋季為1.5 m/s;最小出現(xiàn)在冬季,為1.2 m/s。分析1992—2020年焉耆縣風速資料,得出近29年平均風速以每年0.021 m/s的趨勢上升。其中,夏季平均風速以每年0.026 m/s的趨勢上升,為最大;秋季次之,為每年0.022 m/s;冬季以每年0.02 m/s的趨勢上升;春季上升趨勢最小,僅0.015 m/s。
2.1.2 最大風速的年際變化。近29年焉耆盆地最大風速為17.8 m/s,出現(xiàn)在2018年。年均最大風速為4.7 m/s,其中最大值在2018年,為5.4 m/s;最小值在1995年,為3.9 m/s。從圖1可以看出,近29年焉耆盆地平均最大風速以每年0.034 m/s的趨勢上升。由1992—2020年平均最大風速與平均值可知,低于平均值的年平均最大風速基本出現(xiàn)在1992—2005年期間,自2006年以后,基本在平均線以上波動,且可以看出波動中呈增加的趨勢。
2.1.3 最大風速的月變化。從圖2可以看出,焉耆盆地4月平均最大風速最大,為6.2 m/s;5月次之,為6.1 m/s;最小值在 1 月,為 2.8 m/s。12 個月份中,3—9月的平均最大風速均在平均線以上波動,10月至翌年2月均在平均值以下。若以季節(jié)區(qū)分,1992—2020年期間,焉耆盆地春季平均最大風速最大,為5.9 m/s;夏季次之,為5.2 m/s;秋季平均最大風速為4.4 m/s;冬季最小,為3.3 m/s。同時,還發(fā)現(xiàn)夏季平均最大風速以每年0.063 m/s的趨勢上升,為最大;秋季次之,為每年0.033 m/s;春季為每年0.03 m/s;冬季增長趨勢最小,為每年0.012 m/s。
2.2.1 大風日數(shù)的年際變化。近29年焉耆盆地出現(xiàn)大風日數(shù)共計249個,年平均大風日數(shù)9個。由焉耆盆地大風日數(shù)年際變化曲線(圖3)可知,1992—2020年大風日數(shù)呈逐漸增加趨勢,平均每年增加0.5 d。同時,大風高發(fā)期為2007—2011年、2017—2020年,期間大風日數(shù)均明顯高于平均線,其中2018年達到高峰,為31 d;1992—2000年大風日數(shù)均在平均線以下,平均日數(shù)約4 d,甚至在1997年出現(xiàn)了最少大風日數(shù),僅有1 d;2001—2006年大風日數(shù)在平均線上下波動,6年間只有1年 (2001年)大風日數(shù)高于平均值,其余5年均明顯低于平均值。用年代來區(qū)分,20世紀90年代為大風平緩期,21世紀初為大風日數(shù)波動期;21世紀10年代為大風高發(fā)期,大風日數(shù)明顯增多。
2.2.2 大風日數(shù)的月變化。由圖4可知,大風日數(shù)月變化基本上呈一峰一谷型,“一峰”是以4月為最高峰,平均大風日數(shù)為2 d;5月次之,為1.6 d;“一谷”區(qū)間位于11月至翌年2月,期間平均大風日數(shù)最少,平均為0 d。從季節(jié)變化來看,大風日數(shù)在4個季節(jié)中以冬季最少,春季明顯增多,且最多,平均值達1.4 d;夏季次之,平均為1 d;秋季較均衡,為0.4 d。春、夏2季大風日數(shù)占全年總數(shù)的83.2%。
2.2.3 大風日數(shù)的風向頻率變化。從圖5可以看出,近29年焉耆盆地全年最多風向為WNW,共出現(xiàn)了118次,占總次數(shù)的 47.39%;其次為 NW,出現(xiàn)了54次,占21.69%;最少的為ENE與N,均為0.4%。從總體來看,偏西北風(NW、WNW、W、NNW、N)占了總次數(shù)的77.51%。
從季節(jié)上分析,春季以WNW為主,占春季總數(shù)的36.59%;其次以NW為主,為22.76%。春季大風總日數(shù)不僅在四季中排名第一,風向也最多,達到了11個。4月是焉耆盆地春季大量農(nóng)作物春耕播種時期,此時大風的出現(xiàn)易造成農(nóng)作物苗種失墑等災害,給農(nóng)業(yè)經(jīng)濟帶來嚴重影響。雖然夏季也以WNW為主,但比春季出現(xiàn)WNW的次數(shù)多11%,占比達59.52%,風向數(shù)量排名第二,達到了8個。秋季W(wǎng)NW依然占主導地位,為62.86%。秋季是四季中大風日數(shù)占比最大但風向相對較少的季節(jié),相比春、夏季,秋季大風主要影響農(nóng)作物的采摘晾曬,造成的損失相對較小。冬季以NW為主,占比達42.86%,也是大風日數(shù)里次數(shù)與風向最少的季節(jié),冬季大風主要對畜牧業(yè)及交通運輸有較大影響。
(1)焉耆盆地 1992—2020年間平均風速為1.7 m/s,春季平均風速最大,夏季次之,冬季最小;近29年平均風速呈上升趨勢。
(2)焉耆盆地年均最大風速為4.7 m/s,同樣以春季最大,夏季次之,冬季最小,2006年之前的14年最大風速絕大部分小于平均值,2006年之后基本在平均線以上波動,且在波動中呈增加的趨勢。
(3)焉耆盆地平均大風日數(shù)9個,年大風日數(shù)最多為31 d,最少僅1 d。20世紀90年代為大風平緩期,21世紀初為大風日數(shù)波動期;21世紀10年代為大風高發(fā)期,整體大風日數(shù)呈上升趨勢。
(4)大風日數(shù)月變化呈一峰一谷型,大風日數(shù)集中在3—8月,最多的季節(jié)是春季,峰值為4月;其次是夏、秋季;冬季最少,為谷底;春季大風日數(shù)占全年的49.4%。這表明春、夏季為大風易發(fā)期,與本地春、夏季天氣過程頻繁有關。
(5)焉耆盆地大風最多風向是WNW,四季均有,占總風向次數(shù)的47.39%,除冬季外,均是各季節(jié)最多的風向,并且夏季出現(xiàn)最多,春季次之,基本沒有季節(jié)性差異。這表明焉耆盆地引起大風的風向多來自西西北風。