中衛(wèi)市大風(fēng)氣候特征分析

楊苑 陳星宜

摘 要：利用中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)、中寧、海原3個(gè)國(guó)家基本氣象站1993—2017年25a的逐日風(fēng)觀測(cè)資料，采用統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)中衛(wèi)地區(qū)大風(fēng)天氣的氣候變化特征等進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)， 1993—2017年中衛(wèi)每年均有大風(fēng)災(zāi)害天氣出現(xiàn)，且自南向北逐漸增多;春季各地大風(fēng)天氣出現(xiàn)頻次最高，其中4月最多;1993—2017年沙坡頭區(qū)極大風(fēng)速對(duì)應(yīng)的主導(dǎo)風(fēng)向是N，中寧縣和海原縣均為NW;從總的氣候趨勢(shì)看，中衛(wèi)市大風(fēng)日數(shù)呈減少趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：

大風(fēng);時(shí)空分布;主導(dǎo)風(fēng)向

中圖分類(lèi)號(hào)：S161

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200315056

引言

中衛(wèi)市地處寧夏回族自治區(qū)西南部，深入大陸內(nèi)部，其上游為我國(guó)3大沙源區(qū)——蒙古國(guó)南部、內(nèi)蒙古阿拉善地區(qū)和河西走廊西部，總體表現(xiàn)為典型的大陸性季風(fēng)氣候和沙漠氣候的特點(diǎn)。大風(fēng)，是中衛(wèi)市主要的氣象災(zāi)害之一，作為一種突發(fā)性的災(zāi)害，它往往很短時(shí)間就會(huì)對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)、生活造成較大傷害，比如造成農(nóng)作物倒伏受災(zāi)、房屋倒塌、輸電線(xiàn)路破壞、威脅航道，甚至引發(fā)安全生產(chǎn)事故致人死亡。大風(fēng)的發(fā)生常可加劇其他自然災(zāi)害的危害程度，其造成的間接危害也不容忽視。大風(fēng)造成的間接危害有一定的季節(jié)性，在春季容易出現(xiàn)大風(fēng)沙塵，甚至沙塵暴。在春、秋季經(jīng)常發(fā)生寒潮大風(fēng)等大風(fēng)降溫天氣。在夏、秋季強(qiáng)對(duì)流天氣情況下常有大風(fēng)雷暴天氣。目前，中衛(wèi)市大風(fēng)災(zāi)害等級(jí)分析、風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)估、大風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃及風(fēng)災(zāi)評(píng)估等后續(xù)一系列研究開(kāi)展尚為空白。另外，當(dāng)前使用的氣候資料為1981—2010年平均風(fēng)速、極大風(fēng)速、大風(fēng)日數(shù)的月平均值及年平均值，僅提供了數(shù)據(jù)，沒(méi)有形成分析說(shuō)明。因此很有必要將最新完整的中衛(wèi)市大風(fēng)氣候特點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)特征作為基礎(chǔ)研究，形成可直接使用的報(bào)告。

當(dāng)前，大量專(zhuān)家學(xué)者針對(duì)大風(fēng)的氣候特征開(kāi)展了廣泛的研究，比如楊曉玲、張潤(rùn)瓊、王江等[1-6]分別統(tǒng)計(jì)了各地多年大風(fēng)資料，總結(jié)出了各地大風(fēng)的空間分布和年代變化特征，李蘭、孫霞等[7-8]分別對(duì)湖北省、河北省的大風(fēng)災(zāi)害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究，并劃分了風(fēng)險(xiǎn)度區(qū)劃，張廣平等[9]利用石嘴山多年大風(fēng)資料，研究了該地區(qū)大風(fēng)天氣的氣候變化特征，同時(shí)提出大風(fēng)天氣的變化對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的影響，給出了預(yù)防措施和建議。因此，學(xué)習(xí)借鑒之前專(zhuān)家學(xué)者的研究思路方法，開(kāi)展中衛(wèi)市大風(fēng)的氣候特征研究是十分可行且有必要的。

1?數(shù)據(jù)說(shuō)明

采用中衛(wèi)市（沙坡頭區(qū)、中寧、海原）國(guó)家基本氣象站1993—2017年25a的逐日風(fēng)觀測(cè)資料，對(duì)中衛(wèi)地區(qū)大風(fēng)天氣的氣候變化特征等進(jìn)行了分析。日界統(tǒng)一定為20∶00（北京時(shí)間，下同）。按照氣候統(tǒng)計(jì)分四季的方法，春季為3—5月，夏季為6—8月，秋季為 9—11月，冬季為 12月至翌年2月。定義大風(fēng)日： 中國(guó)《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》中規(guī)定，瞬間風(fēng)速達(dá)到或超過(guò) 17m/s（ 或目測(cè)估計(jì)風(fēng)力達(dá)到或超過(guò) 8 級(jí)） 的風(fēng)，記為大風(fēng); 若某日中有大風(fēng)出現(xiàn)，一般稱(chēng)該日為大風(fēng)日;一日中有多次大風(fēng)記為一個(gè)大風(fēng)日。風(fēng)向采用八方位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2?時(shí)空特征分析

2.1?空間分布特征

中衛(wèi)市各地年大風(fēng)日數(shù)差異不大。由表1可見(jiàn)，年大風(fēng)日數(shù)最少的海原縣年平均有10.5d，沙坡頭區(qū)次之為12.5d，中寧縣最多為15.4d。從年最多大風(fēng)日數(shù)來(lái)看，海原縣為19d，出現(xiàn)在1995年、1999年;沙坡頭區(qū)為23d，出現(xiàn)在1993年;中寧縣為40d，出現(xiàn)在1996年，即中寧縣最多年份有1個(gè)多月的時(shí)間存在大風(fēng)災(zāi)害天氣。全市無(wú)全年未出現(xiàn)大風(fēng)的年份。由此可見(jiàn)，中衛(wèi)市每年均有大風(fēng)災(zāi)害天氣出現(xiàn)，且自南向北逐漸增多。

2.2?時(shí)間分布特征

2.2.1?季節(jié)分布特征

由表2可知，各地一年四季均有大風(fēng)天氣出現(xiàn)。春季出現(xiàn)頻次最高，占到全年的1/2，夏季次之，海原縣秋季最小，沙坡頭區(qū)、中寧縣秋季、冬季接近。各地大風(fēng)日數(shù)季節(jié)變化差異較小。

從全市及各縣區(qū)大風(fēng)日數(shù)的季節(jié)分布圖可以看出：

沙坡頭區(qū)春季大風(fēng)日數(shù)2008年之前上下波動(dòng)較大，于2008年開(kāi)始顯著增加，并且在1993—2017年期間整體多于其他季節(jié)，最大出現(xiàn)在1995年，可達(dá)12d，最小出現(xiàn)在2010年，僅有3d;其次是夏季，最大出現(xiàn)在1993年，為13d，除此之外，夏季大風(fēng)日數(shù)均小于等于7d;2003年之前秋季大風(fēng)日數(shù)略高于冬季，2003年至今，冬季大風(fēng)日數(shù)略高于秋季，但兩者均在5d以?xún)?nèi)，大風(fēng)出現(xiàn)次數(shù)相對(duì)較少。

中寧四季的大風(fēng)日數(shù)在2013年以前均呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，2013年之后略有增加。春季最大值出現(xiàn)在1996年，為18d，最小為2d;夏季最大值在1997年和2001年出現(xiàn)2個(gè)峰值，分別為12d和11d;秋、冬季均小于7d，變幅不大。

2003年前，海原春季大風(fēng)日數(shù)在3～12d之間擺動(dòng)，幅度較大，之后14a期間，大風(fēng)日數(shù)最大不超過(guò)8d。其中，2003—2013年整體呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，2013年之后，大風(fēng)日數(shù)急劇增加;2005年前冬季和夏季的大風(fēng)日數(shù)相差不大，均在5d內(nèi)，秋季最小，2005—2013年，這3個(gè)季節(jié)的大風(fēng)日數(shù)較為接近，在0～2d之間，2014年之后3者均有所增加，春季呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，秋季和冬季增加之后再次減小。

1993—2017年25a中，除了在2014年春季，全市平均大風(fēng)日數(shù)少于夏季，其他時(shí)段，全市平均大風(fēng)日數(shù)春季為最多。

2.2.2?月際分布特征

全市各地大風(fēng)天氣主要出現(xiàn)在每年的3—5月，其中4月最多，5月次之，9月最少。4月大風(fēng)日數(shù)占全年大風(fēng)日數(shù)的21.5%。雖各站表現(xiàn)為一致的春季大風(fēng)日數(shù)最多，但從月際變化來(lái)看，仍存在明顯差異。沙坡頭區(qū)和海原的峰值出現(xiàn)在春季 4、5月，而中寧的峰值在4月。沙坡頭區(qū)、海原站均以初秋9月大風(fēng)日最少，該月的年平均大風(fēng)日數(shù)均不到 1.1d，中寧1月份大風(fēng)日數(shù)最少，為1.4d，次之也為9月，為1.5d。加上此時(shí)段氣溫適宜，所以說(shuō)中衛(wèi)市秋季為一年中最舒適的季節(jié)。另沙坡頭區(qū)月最多大風(fēng)日數(shù)達(dá)8d，出現(xiàn)在1993年8月，次之為7d，出現(xiàn)在2003年4月;中寧縣月最多大風(fēng)日數(shù)達(dá)9d，為1996年4月;海原縣月最多大風(fēng)日數(shù)達(dá)6d，為1996年4月。

從表3中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)、中寧縣、海原縣各月極大風(fēng)速極值分布來(lái)看，沙坡頭區(qū)極大風(fēng)速極值出現(xiàn)在1993年5月5日，為北風(fēng)37.9m/s;中寧縣極大風(fēng)速極值出現(xiàn)在1992年4月6日，為西北風(fēng)27.3m/s，其中1992年5月2—3日、1993年3月12—13日出現(xiàn)連續(xù)2d的大風(fēng)天氣過(guò)程;海原縣極大風(fēng)速極值出現(xiàn)在1994年6月25日，為西北風(fēng)33.3m/s。

2.2.3?年代際分布特征

在分析大風(fēng)的年際變化特征采用了線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)法。公式如下：

a= X-bT

回歸系數(shù)b的符號(hào)表示氣候變量x的趨勢(shì)傾向，稱(chēng)為傾向值，b>0，表明隨時(shí)間t的增加x呈上升趨勢(shì)，反之b<0則表示下降趨勢(shì)，b值的大小反映了上升或下降的速率，即上升或下降的傾向程度。

圖3給出了中衛(wèi)市1993—2017年年大風(fēng)日數(shù)及大風(fēng)日數(shù)距平的逐年變化曲線(xiàn)，分析該變化得出：

大風(fēng)日數(shù)在20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初持續(xù)偏多，在2005年附近急劇減少，2015年后，又開(kāi)始增加;

大風(fēng)日數(shù)的年際間振動(dòng)幅度較大，以1996年的24.6d為歷史最多年份，2014年的4.7d為歷史最少年份，最多年比最少年多19.9d;

從總的氣候趨勢(shì)看，中衛(wèi)市大風(fēng)日數(shù)呈減少。

由表4可知，中衛(wèi)市大風(fēng)天氣均為20世紀(jì)90年代發(fā)生最為頻繁，進(jìn)入21世紀(jì)以后逐漸減少。

3?大風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向分析

從表5、圖4中可看出，1993—2017年沙坡頭區(qū)極大風(fēng)速對(duì)應(yīng)的主導(dǎo)風(fēng)向是N，中寧縣和海原縣均為NW。這主要是由于中衛(wèi)市大風(fēng)天氣多由冷空氣入侵引起的。

其中沙坡頭區(qū)大風(fēng)風(fēng)向均為N，出現(xiàn)了314d。

中寧縣出現(xiàn)頻率由多到少的風(fēng)向分別是 NW、SE、S、W、N，各占46.2%，20.8%，13.6%，8.7%、5.0%;NE、SW分別為13d、9d，占全部的 2.2%～3.2%，而E僅有1d，占全部的0.2%。中寧縣最多的大風(fēng)是偏北大風(fēng)，其次是偏南大風(fēng)，少偏東大風(fēng)。

海原縣出現(xiàn)頻率由多到少的風(fēng)向分別是 NW、SW、SE、S，各占71.9%，11.3%，6.3%，5.4%;而N、W、NE、E大風(fēng)日數(shù)少于5d，占全部的0.7%～1.6%?？梢?jiàn)海原縣最多的大風(fēng)是西北大風(fēng)，其次是偏南大風(fēng)，少偏東大風(fēng)。

4?小結(jié)

1993—2017年中衛(wèi)市每年均有大風(fēng)災(zāi)害天氣出現(xiàn)，且自南向北逐漸增多;

各地一年四季均有大風(fēng)天氣出現(xiàn)。春季各地出現(xiàn)大風(fēng)天氣頻次最高，占到全年的1/2，夏季次之，海原縣秋季最小，沙坡頭區(qū)、中寧縣秋季、冬季接近;

全市各地大風(fēng)天氣主要出現(xiàn)在每年的3—5月，其中4月最多，5月次之，9月最少;

中衛(wèi)市大風(fēng)日數(shù)在20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初持續(xù)偏多，在2005年附近急劇減少，2015年后，又開(kāi)始增加。從總的氣候趨勢(shì)看，中衛(wèi)市大風(fēng)日數(shù)呈減少趨勢(shì);

1993—2017年沙坡頭區(qū)極大風(fēng)速對(duì)應(yīng)的主導(dǎo)風(fēng)向是N，中寧縣和海原縣均為NW。

參考文獻(xiàn)

[1]

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(bào)[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，35（1）：121-127.

[2]張潤(rùn)瓊，陳世平，劉莉娟，等.近45a六盤(pán)水大風(fēng)天氣氣候特征分析[J].中國(guó)沙漠，2009，29（4）：773-776.

[3]王江.近55年新疆烏魯木齊大風(fēng)的氣候變化特征[J].科技傳播，2011，54（21）：40，57.

[4]徐鳳梅，焦建麗，張艷玲，等.近47a商丘大風(fēng)氣候特征分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)， 2009， 32（S1）： 74-77.

[5]王其英，康暑雨，王玨.開(kāi)封市近41年大風(fēng)天氣氣候特征分析[J].河南科學(xué)，2012， 30（11）：1631-1633.

[6]楊群超，汪武峰.嘉興地區(qū)大風(fēng)氣候特征分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014，625（11）：254-256.

[7]李蘭，周月華，陳波.湖北省大風(fēng)災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)度[J].氣象科技，2009，37（2）：205-208.

[8]孫霞，陳小雷，俞海洋，等.河北省大風(fēng)災(zāi)害及其危險(xiǎn)性區(qū)劃分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，32（1）：183-187.

[9]張廣平，周翠芳，伍一萍.石嘴山市大風(fēng)日數(shù)的氣候特征及對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的影響[J].農(nóng)技服務(wù)，2009， 26（10）：122-123.

（責(zé)任編輯?常陽(yáng)陽(yáng)）