哈巴河縣大風(fēng)氣候特征分析及對農(nóng)業(yè)的影響

李書嘯

（新疆阿勒泰地區(qū)哈巴河縣氣象局 新疆阿勒泰 836700）

大風(fēng)是影響哈巴河縣的災(zāi)害性天氣之一，哈巴河縣一年四季均有大風(fēng)，春季、冬季多，夏季、秋季少。大風(fēng)對交通運(yùn)輸、電力設(shè)施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面構(gòu)成嚴(yán)重威脅，對群眾的生產(chǎn)生活也造成了極大的影響[1]。因此，分析研究哈巴河縣大風(fēng)的變化規(guī)律，對大風(fēng)預(yù)報(bào)及科學(xué)地預(yù)防風(fēng)災(zāi)、改善居民的生產(chǎn)生活具有十分重要的意義。

1 研究資料和方法

大風(fēng)資料來源于哈巴河縣國家基本氣象站2010年—2022 年的地面氣象觀測資料。本文選取對居民生產(chǎn)生活有較大影響的大風(fēng)發(fā)生的日數(shù)作為統(tǒng)計(jì)分析的對象。

風(fēng)對人的體感溫度有很大影響。據(jù)科學(xué)研究，當(dāng)氣溫在0 ℃以上時(shí)，無風(fēng)時(shí)的體感溫度為10 ℃，3級風(fēng)（3.4 m/s～5.4 m/s）時(shí)的體感溫度為5 ℃，6 級風(fēng)（10.8 m/s～13.8 m/s）時(shí)的體感溫度為-1 ℃，7 級風(fēng)（13.9 m/s～17.1 m/s）時(shí)的體感溫度為-3℃。當(dāng)氣溫在0 ℃以下時(shí)，無風(fēng)時(shí)的體感溫度為-10 ℃，7 級風(fēng)時(shí)的體感溫度為-21 ℃。由此可見，人對冷暖的感覺與風(fēng)速有著極其密切的關(guān)系。風(fēng)是影響人們生產(chǎn)生活的重要?dú)庀笠蛩?，故本文選取極大風(fēng)速≥12 m/s、≥15 m/s、≥17 m/s 的發(fā)生日數(shù)作為分析對象。

由于刮風(fēng)一般是斷斷續(xù)續(xù)的，所以本文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)規(guī)定如下：在一天內(nèi)（20?00—次日20?00），凡記載有上述極大風(fēng)速的現(xiàn)象，無論在此期間出現(xiàn)了多少次大風(fēng)，均計(jì)為一個大風(fēng)日。

2 大風(fēng)氣候特征

2.1 年際變化

圖1 為哈巴河縣年大風(fēng)日數(shù)和年平均大風(fēng)日數(shù)。由圖1 可知，哈巴河縣13 年出現(xiàn)極大風(fēng)速≥12 m/s 的年大風(fēng)日數(shù)共計(jì)1 443 次，年平均大風(fēng)日數(shù)為111 d，其中最多年大風(fēng)日數(shù)為2010 年的135 d，最少年大風(fēng)日數(shù)為2022 年的93 d；極大風(fēng)速≥15 m/s 的年大風(fēng)日數(shù)共計(jì)489 次，年平均大風(fēng)日數(shù)為37.6 d，其中最多年大風(fēng)日數(shù)為2010 年的56 d，最少年大風(fēng)日數(shù)為2022年的22 d；極大風(fēng)速≥17 m/s 的年大風(fēng)日數(shù)共計(jì)167次，年平均大風(fēng)日數(shù)為12.8 d，其中最多年大風(fēng)日數(shù)為2012 年的21 d，最少年大風(fēng)日數(shù)為2022 年的6 d。

圖1 哈巴河縣2010 年—2022 年年大風(fēng)日數(shù)和年平均大風(fēng)日數(shù)

在這13 年中，極大風(fēng)速≥12 m/s、≥15 m/s、≥17 m/s 的年大風(fēng)日數(shù)高于平均值的年數(shù)分別為6 年、8 年、5年，低于平均值的年數(shù)分別為7年、5年、8年，總的變化趨勢呈3 個峰值，分別出現(xiàn)在2010 年、2013年—2015 年、2018 年（≥12 m/s 的662 d，≥15 m/s的306 d，≥17 m/s 的88 d），2019 年以來年大風(fēng)日數(shù)一直低于平均值。從圖1 可知，年大風(fēng)日數(shù)總體呈下降趨勢，2019 年以后均低于平均值。

2.2 季節(jié)變化

哈巴河縣屬大陸性北溫帶寒冷氣候，春秋較短，冬季較為漫長，通常四季劃分為春季4 月—5 月、夏季6 月—8 月、秋季9 月—10 月、冬季11 月—次年3 月。哈巴河縣2010 年—2022 年累計(jì)各季節(jié)大風(fēng)出現(xiàn)日數(shù)統(tǒng)計(jì)見表1，大風(fēng)日數(shù)隨季節(jié)變化非常明顯，春季和冬季多、夏季和秋季少，尤以冬季最多[2]。冬季風(fēng)速≥12 m/s、≥15 m/s、≥17 m/s 的大風(fēng)日數(shù)占年大風(fēng)日數(shù)（13 年累計(jì)）的36.6%、45.6%、38.9%，秋季最少，占年大風(fēng)日數(shù)（13 年累計(jì)）的13.3%、9.4%、9.6%。

表1 哈巴河縣2010 年—2022 年各季大風(fēng)出現(xiàn)日數(shù)（累計(jì)）

2.3 月際變化

圖2 為哈巴河縣月平均大風(fēng)日數(shù)變化圖。從圖2可以看出，大風(fēng)在5 月最多，極大風(fēng)速≥12 m/s、≥15 m/s、≥17 m/s的月平均大風(fēng)日數(shù)分別為15.5 d、6.8 d、2.7 d，根據(jù)圖1，可以算出分別占對應(yīng)風(fēng)速年大風(fēng)平均日數(shù)的13.9%、18.0%、21.0%；極大風(fēng)速≥12 m/s的月平均大風(fēng)日數(shù)3 月次多，為11 d，根據(jù)圖1 得出占對應(yīng)風(fēng)速年大風(fēng)平均日數(shù)的 9.9%；極大風(fēng)速≥15 m/s、≥17 m/s 的4 月次多，分別為5.0 d、2.2 d，根據(jù)圖1 得出占對應(yīng)風(fēng)速年大風(fēng)平均日數(shù)的13.3%、17.2%；極大風(fēng)速≥12 m/s、≥15 m/s 的8 月達(dá)到最小值（4.6 d、1.2 d），極大風(fēng)速≥17 m/s 的7 月達(dá)到最小值（0.3 d），根據(jù)圖1 得出分別僅占對應(yīng)風(fēng)速年大風(fēng)平均日數(shù)的4.1%、3.2%、2.3%；9月之后開始逐月增加。

圖2 哈巴河縣2010 年—2022 年月平均大風(fēng)日數(shù)

2.4 風(fēng)向及其原因

圖3 為哈巴河縣2010 年—2022 年的風(fēng)玫瑰圖。從圖3 可以看出，哈巴河縣風(fēng)向以偏東風(fēng)和偏西風(fēng)為主，東風(fēng)出現(xiàn)的次數(shù)最多，其次為西風(fēng)，其他方向的風(fēng)出現(xiàn)的次數(shù)較少。哈巴河縣以東、西風(fēng)為主要風(fēng)向的原因主要是受地形的影響，哈巴河縣城位于哈巴河縣南部平原，北部為山區(qū)，南部與吉木乃接壤，吉木乃南部為高山區(qū)，故風(fēng)向以東、西風(fēng)為主。

圖3 哈巴河縣2010 年—2022 年風(fēng)玫瑰圖

2.5 大風(fēng)類型及季節(jié)變化成因

按大風(fēng)形成原因區(qū)分，影響哈巴河縣的有寒潮大風(fēng)、雷雨大風(fēng)、低壓大風(fēng)等3 種類型。哈巴河縣大風(fēng)日數(shù)的季節(jié)分布呈現(xiàn)春季和冬季多、夏季和秋季少的特點(diǎn)，這和影響哈巴河天氣的大氣環(huán)流季節(jié)變化息息相關(guān)[3]。在春季和冬季，蒙古高壓常常盤桓于蒙古高原，這是造成春季和冬季多大風(fēng)日的主要原因。

3 大風(fēng)對農(nóng)業(yè)的影響與防范大風(fēng)對策

3.1 大風(fēng)對農(nóng)業(yè)的影響

3.1.1 大風(fēng)調(diào)節(jié)農(nóng)田小氣候環(huán)境

風(fēng)對農(nóng)田的影響主要體現(xiàn)在增加空氣湍流速率，加快地面與空氣的熱量交換，促進(jìn)土壤水分蒸發(fā)和植物蒸騰作用。此外，風(fēng)還能調(diào)節(jié)植物周圍的溫度、水汽和二氧化碳含量，有助于植物進(jìn)行光合作用。根據(jù)觀測結(jié)果，風(fēng)速對湍流交換速度的影響取決于風(fēng)速的大小。當(dāng)風(fēng)速不足3 m/s 時(shí)，熱力因素對湍流交換速度的影響更大；而當(dāng)風(fēng)速超過3 m/s 時(shí)，動力因素成為主要影響因素，并與湍流交換速度呈正相關(guān)關(guān)系。因此，大風(fēng)能夠不斷更新作物群體內(nèi)部的空氣，從而調(diào)節(jié)植株間的溫度、水汽和二氧化碳含量。

3.1.2 風(fēng)害

風(fēng)害是指大風(fēng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的危害。直接危害表現(xiàn)為土壤風(fēng)蝕沙化，對農(nóng)作物造成機(jī)械損傷和生理危害，同時(shí)還對農(nóng)事活動和農(nóng)業(yè)設(shè)施造成破壞。間接危害體現(xiàn)在大風(fēng)傳播病蟲害，加速污染物擴(kuò)散。大風(fēng)會加快植物蒸騰速度，增加植物對水分的需求，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，降低光合作用強(qiáng)度。在哈巴河縣，春季和夏季的大風(fēng)會加劇作物的旱害，冬季的大風(fēng)會加重越冬作物的凍害。強(qiáng)風(fēng)天氣會導(dǎo)致林木和作物倒伏、斷枝、落葉、落花、落果等現(xiàn)象出現(xiàn)，對作物產(chǎn)量和品質(zhì)有較大影響。大風(fēng)還會加劇干旱情況，加速土壤水分消耗，引發(fā)風(fēng)蝕問題。由于哈巴河縣屬于干旱地區(qū)，一旦干旱季節(jié)出現(xiàn)大風(fēng)天氣，會加快土壤水分的消耗速度，加劇旱情，同時(shí)還會吹走地面的表土，引發(fā)風(fēng)蝕問題。大風(fēng)可傳播病原體，使得作物病害進(jìn)一步蔓延。例如，在春季偏南風(fēng)的作用下，小麥銹病孢子會向北傳播，到達(dá)冷涼地區(qū)越夏，進(jìn)而影響當(dāng)?shù)刈魑锷a(chǎn)。大風(fēng)還會幫助害蟲遷飛，使得其危害范圍不斷擴(kuò)大。

3.1.3 風(fēng)沙害

大風(fēng)天氣出現(xiàn)時(shí)，會將地面上的風(fēng)沙吹起，使得空氣渾濁，能見度不足1 000 m，對農(nóng)業(yè)的危害主要表現(xiàn)有[4]：（1）風(fēng)沙淹沒農(nóng)作物，侵蝕土壤，影響土壤分離。若農(nóng)作物生長過程中遇到土壤風(fēng)蝕，會造成根系暴露在空氣中，進(jìn)而影響作物生長發(fā)育。（2）對冬小麥的影響。相關(guān)研究結(jié)果表明，若風(fēng)沙出現(xiàn)在小麥出苗后的7 d～14 d 內(nèi)，作物干物質(zhì)的損失最為嚴(yán)重。在植株長大后，因總?cè)~數(shù)增加，葉片間會有一定的保護(hù)，風(fēng)沙對作物危害強(qiáng)度降低。（3）延緩作物發(fā)育。風(fēng)沙會延緩冬小麥抽穗時(shí)間，冬小麥出苗后遇到風(fēng)沙災(zāi)害，可使次年收獲的干重下降；若是在初春時(shí)期遇到風(fēng)沙災(zāi)害，也會降低小麥穗數(shù)，影響產(chǎn)量。

3.2 防范大風(fēng)對策

3.2.1 提高大風(fēng)天氣預(yù)報(bào)服務(wù)的時(shí)效性

為了提高大風(fēng)天氣預(yù)警信息的時(shí)效性，哈巴河縣氣象局應(yīng)加強(qiáng)與通信運(yùn)營商的合作，確保預(yù)警信息能夠及時(shí)傳達(dá)給所有應(yīng)急責(zé)任人。同時(shí)，與廣播電視臺合作，共同發(fā)布大風(fēng)災(zāi)害性天氣預(yù)警信息，確保信息傳達(dá)的及時(shí)性。除了傳統(tǒng)的電視臺和廣播，還可以通過手機(jī)短信、社交媒體等多種渠道將預(yù)警信息傳播給相關(guān)單位、農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)服務(wù)對象。此外，還可以提供電話直通服務(wù)，使大家能夠及時(shí)制定防御措施，保護(hù)農(nóng)作物免受損害。哈巴河縣氣象局還應(yīng)不斷拓寬預(yù)警信息發(fā)布渠道，以滿足不同人群的需求，幫助他們做好防范大風(fēng)的準(zhǔn)備工作。

3.2.2 加強(qiáng)土地治理，防止土壤風(fēng)蝕

哈巴河縣可以通過植被的恢復(fù)和建設(shè)，提高土地的植被覆蓋率，減少風(fēng)蝕的發(fā)生。（1）采用植樹造林、草原恢復(fù)等方式，增加植被覆蓋面積。（2）采用施肥、翻耕、覆蓋等方式，改善土壤結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。加強(qiáng)土地保育和改良，增加土壤的水分和肥力，提高土地的抗風(fēng)蝕能力。（3）采用喬、灌、草結(jié)合的方式，建設(shè)不同類型的防風(fēng)林帶，提高防風(fēng)能力。（4）采用控制流域、建設(shè)護(hù)坡、加固道路等方式，降低土地風(fēng)蝕風(fēng)險(xiǎn)。（5）采用修建溝渠、建設(shè)坡耕地、加固河岸等方式，提高土地的保持能力。

4 結(jié)論

（1）對近13 年大風(fēng)天氣資料分析表明，哈巴河縣年大風(fēng)日數(shù)呈現(xiàn)逐年減少趨勢，尤其是2019 年以來年大風(fēng)日數(shù)一直低于平均值。（2）大風(fēng)日數(shù)隨季節(jié)變化明顯，春季和冬季多，夏季和秋季少。（3）大風(fēng)日數(shù)隨月份波動變化，5 月最多，7 月、8 月最少，9 月之后開始逐月增加。（4）哈巴河縣以東、西風(fēng)為主，東風(fēng)的頻次高于西風(fēng)。（5）大風(fēng)對農(nóng)作物有影響。