三沙市永興島低空風(fēng)的變化

張?jiān)魄?，邢旭煌，歐陽海霞

(1. 海南省三沙市氣象臺(tái)，海南 西沙 573900;2. 蘭州大學(xué)大氣科學(xué)系，甘肅 蘭州 730000;3. 海南省氣象局，海南 海口 570203)

1 引言

西沙群島是我國南海四大群島之一，由永興島和宣德群島組成，永興島是西沙最大的島嶼，距離海南島180 多海里的東南面。海拔高度5.4 m，地處南海中西部，屬于氣象學(xué)中亞熱帶海洋性氣候。三沙氣象局是國家基準(zhǔn)氣候站簡稱基準(zhǔn)站。是根據(jù)國家氣候區(qū)劃以及全球氣候觀測系統(tǒng)的要求，為獲取具有充分代表性的長期、連續(xù)氣候資料而設(shè)置的氣候觀測站，是國家氣候站網(wǎng)的骨干，必要時(shí)可承擔(dān)觀測業(yè)務(wù)試驗(yàn)任務(wù)。隨著2012年三沙市的成立，三沙地區(qū)已成為軍事和旅游的重要基地。本文利用三沙市氣象局在永興島近年的高空探測資料，分析永興島地區(qū)低空風(fēng)的分布特征，為本地區(qū)以后的航空、風(fēng)能的使用及季風(fēng)變化規(guī)律的研究提供科學(xué)依據(jù)。

2 資料來源及統(tǒng)計(jì)方法

本文采用三沙市永興島高空探測站2006年3月—2011年12月地面到1 500 m 高度的低層風(fēng)場的資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)低空風(fēng)風(fēng)向在16個(gè)方位年、季的主導(dǎo)風(fēng)向及對(duì)各層風(fēng)速進(jìn)行年平均、季、月平均統(tǒng)計(jì)分析。

3 三沙市低空風(fēng)的變化特征分析

3.1 低空風(fēng)的風(fēng)向特征

圖1 為2006年3月—2011年12月三沙高空氣象探測站所測地面—1 500 m(地面、500 m、1 000 m、1 500 m)的方位，按16個(gè)方向的低空風(fēng)向總分布情況。地面—1 500 m 出現(xiàn)最多的風(fēng)向是NE、ENE，NE 風(fēng)向最多時(shí)一層中就有464 次，地面—1 500 m 低空出現(xiàn)最少的風(fēng)向是WNW、NW、NNW，其中NW 風(fēng)最少時(shí)一層只有9 次。從圖1 可看出，地面—1500 m 不同高度的風(fēng)向變化大致相同，各層主要為NE－ENE、S－SSW 之間，占52.7%，靜風(fēng)共出現(xiàn)7 次。

圖1 三沙地面—1 500 m 低空風(fēng)風(fēng)向變化特征

3.1.1 春季風(fēng)向的變化特征 圖2 為2006年3月—2011年12月三沙高空氣象探測站所測地面—1 500 m 春季(3—5月)風(fēng)向變化曲線圖，從圖可看出，春季地面—1 500 m 不同高度的風(fēng)向變化大致相同，風(fēng)向主要集中在NE－ENE、SSE－SSW，其它風(fēng)向有些散亂，地面—1 500 m 高度的風(fēng)向分布為雙峰狀。地面風(fēng)向主要以NE－E、S 風(fēng)向?yàn)橹髡?6.7%，SW－NNE 風(fēng)向最少為7.4%;500 m 風(fēng)向主要以NE－E、S－SSW 風(fēng)向?yàn)橹髡?4.7%，SW－N 風(fēng)向最少為6.5%;1 000 m 風(fēng)向主要以NE－ENE 風(fēng)向?yàn)橹髡?3.2%，SW－N 風(fēng)向最少為6.9%;1 500 m 風(fēng)向主要以NE－ENE 風(fēng)向?yàn)橹髡?2.5%，SSE－SW 風(fēng)向最少為13.0%。

圖2 三沙春季地面－1 500 m 風(fēng)向變化特征

3.1.2 夏季風(fēng)向的變化特征 圖3 為2006年3月—2011年12月三沙高空氣象探測站所測地面—1 500 m 夏季(6—8月)風(fēng)向變化曲線圖，從圖可看出，夏季地面—1 500 m 不同高度的風(fēng)向變化大致相同，風(fēng)向主要集中在S－WSW，地面—1 500 m 高度的風(fēng)向分布為單峰狀。地面風(fēng)向主要以S－SW 風(fēng)向?yàn)橹髡?5.9%，WNW－NNW、NNE－ENE 風(fēng)向最少為4.8%;500 m 風(fēng)向主要以S－SW 風(fēng)向?yàn)橹髡?1.7%，NW－NNW、NNE－E 風(fēng)向最少為7.2%;1 000 m 風(fēng)向主要以S－WSW 風(fēng)向?yàn)橹髡?5.9%，WNWESE 風(fēng)向最少為8.5%;1 500 m 風(fēng)向主要以SWSW 風(fēng)向?yàn)橹髡?8.1%，NW－N、NE 風(fēng)向最少為5.3%。

圖3 三沙夏季地面—1 500 m 風(fēng)向變化特征

3.1.3 秋季風(fēng)向的變化特征 圖4 為2006年3月—2011年12月三沙高空氣象探測站所測地面—1 500 m 秋季(9—11月)風(fēng)向變化曲線圖，從圖可看出，秋季地面—1 500 m 不同高度的風(fēng)向變化大致相同，風(fēng)向主要集中在NE－E，地面—1 500 m 高度的風(fēng)向分布為單峰狀。地面風(fēng)向主要以NE－E 風(fēng)向?yàn)橹髡?0.1%，WSW－NNW 風(fēng)向最少為8.0%;500 m 風(fēng)向主要以NNE－ENE 風(fēng)向?yàn)橹髡?0.6%，WNW 風(fēng)向最少為3.5%;1 000 m 風(fēng)向主要以NE－E風(fēng)向?yàn)橹髡?9.1%，WSW－NW 風(fēng)向最少為6.6%;1 500 m風(fēng)向主要以NE－E 風(fēng)向?yàn)橹髡?8.3%，WNW－NNW 風(fēng)向最少為5.1%。

圖4 三沙秋季地面－1 500 m 風(fēng)向變化特征

3.1.4 冬季風(fēng)向的變化特征 圖5 為2006年3月—2011年12月三沙高空氣象探測站所測地面—1 500 m 冬季(12—2月)風(fēng)向變化曲線圖，從圖可看出，冬季地面—1 500 m 不同高度的風(fēng)向變化大致相同，風(fēng)向主要集中在NNE－ENE，地面—1 500 m高度的風(fēng)向分布為單峰狀。地面風(fēng)向主要以NNEENE 風(fēng)向?yàn)橹髡?5.7%，SE－N 風(fēng)向最少為6.4%;500 m 風(fēng)向主要以NNE－ENE 風(fēng)向?yàn)橹髡?0.4%，SSE－N 風(fēng)向最少為2.6%;1 000 m 風(fēng)向主要以NNE－ENE 風(fēng)向?yàn)橹髡?6.2%，SSW－N 風(fēng)向最少為5.0%;1 500 m 風(fēng)向主要以NNE－ENE 風(fēng)向?yàn)橹髡?9.7%，SSW－NNW 風(fēng)向最少為10.3%。

圖5 三沙冬季地面—1 500 m 風(fēng)向變化曲線

3.2 低空風(fēng)的風(fēng)速變化特征

三沙2006年3月—2011年12月高空氣象探測站所測地面—1 500 m 的各層風(fēng)中，地面平均風(fēng)速最小4.7 m/s，500 m 低空平均風(fēng)速最大8.9 m/s，1 000 m 平 均 風(fēng) 速8.2 m/s，1 500 m 平 均 風(fēng) 速為7.0 m/s。

3.2.1 低空風(fēng)的風(fēng)速季變化特征 三沙地面—1 500 m的各層風(fēng)中，地面—500 m 高度的風(fēng)從春季至冬季都逐漸增大，1 000～1 500 m 從春季至秋季增大，冬季反而減小。地面4個(gè)季節(jié)風(fēng)速都最小，春季平均風(fēng)速4.0 m/s，夏季平均風(fēng)速4.6 m/s，秋季平均風(fēng)速5.0 m/s，冬季平均風(fēng)速最大達(dá)5.4 m/s;500 m 4個(gè)季節(jié)風(fēng)速都最大，春季平均風(fēng)速7.6 m/s，夏季平均風(fēng)速8.0 m/s，秋季平均風(fēng)速9.5 m/s，冬季平均風(fēng)速最大達(dá)10.5 m/s;1 000 m 4個(gè)季節(jié)風(fēng)速較大，春季平均風(fēng)速6.6 m/s，夏季平均風(fēng)速7.7 m/s，秋季平均風(fēng)速9.5 m/s，冬季平均風(fēng)速為9.3 m/s;1 500 m 春季平均風(fēng)速5.3 m/s，夏季平均風(fēng)速7.0 m/s，秋季平均風(fēng)速8.5 m/s，冬季平均風(fēng)速7.3 m/s;

圖6 三沙地面—1 500 m 各季風(fēng)速變化曲線

3.2.2 低空風(fēng)風(fēng)速的月變化特征 從圖7 可知，三沙2006年3日—2011年12月高空氣象探測站所測地面—1 500 m 的各月平均風(fēng)速在3.9～12.2 m/s。地面風(fēng)速最小的是3月和9月為3.9 m/s，風(fēng)速最大的是11月份達(dá)到6.4 m/s;500 m 風(fēng)速最小的是8月和9月為7.1 m/s，風(fēng)速最大的是11月達(dá)到12.2 m/s;1 000 m 風(fēng)速最小的是4月份為6.3 m/s，最大風(fēng)速為12月份10.8 m/s;1 500 m 風(fēng)速最小的是4月份4.8 m/s，最大風(fēng)速為11月份9.9 m/s。地面—1 500 m 平均風(fēng)速11—12月份最大，3—4月份風(fēng)速最小。

圖7 三沙地面—1 500 m 各月及總平均風(fēng)速

4 結(jié)論與探討

①三沙2006年3月—2011年12月高空氣象探測站所測地面—1 500 m 不同高度的風(fēng)向變化大致相同，各層風(fēng)中主要盛行NE、ENE、SSW 風(fēng);靜風(fēng)出現(xiàn)最少，其次是NW、WNW、NNW 風(fēng)向;春季地面—1 500 m 高度的風(fēng)向分布為雙峰形狀，風(fēng)向主要集中在NE－ENE、SSE－SSW;夏季、秋季、冬季地面—1 500 m高度的風(fēng)向分布為單峰形狀，夏季風(fēng)向主要集中在S－WSW，秋季風(fēng)向主要集中在NE－E，冬季風(fēng)向主要集中在NNE－ENE;地面—1 500 m 的各層風(fēng)中，地面平均風(fēng)速最小，500 m 低空平均風(fēng)速最大;地面—500 m 高度的風(fēng)從夏季至冬季都逐漸增大，1 000～1 500 m 從春季至秋季增大，冬季反而減小;地面—1 500 m 平均風(fēng)速11—12月份最大，3—4月份風(fēng)速最小。

②總體而言，三沙低空風(fēng)速相對(duì)較大，對(duì)本地區(qū)的空氣擴(kuò)散非常有利;對(duì)于本地區(qū)的航空而言，低空風(fēng)速較大，對(duì)飛機(jī)的起飛和降落都造成很大的困難，各個(gè)季節(jié)風(fēng)向存在一定的變化規(guī)律，對(duì)本地區(qū)的戰(zhàn)機(jī)和民航都具有指導(dǎo)性的意義。研究好三沙低空各個(gè)季節(jié)的風(fēng)向、風(fēng)速變化規(guī)律，對(duì)以后三沙市風(fēng)能的運(yùn)用有指導(dǎo)作用。

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