岱山休閑漁業(yè)作業(yè)時段內(nèi)風(fēng)力特征分析及在預(yù)報服務(wù)中的應(yīng)用

摘 要：選取2015—2022年岱山地區(qū)7個氣象站風(fēng)向風(fēng)速觀測資料，采用線性趨勢分析、風(fēng)向風(fēng)速頻率玫瑰圖等方法，分析了岱山休閑漁業(yè)作業(yè)時段內(nèi)風(fēng)力特征、實況與預(yù)報訂正關(guān)系。結(jié)果顯示：岱山北部地區(qū)平均風(fēng)速為6.2 m/s，中部地區(qū)平均風(fēng)速為5.2 m/s，南部地區(qū)平均風(fēng)速為4.9 m/s。年內(nèi)岱山衢山地區(qū)最多風(fēng)向為N風(fēng)，S風(fēng)次之，W、WSW最少；岱山秀山地區(qū)最多風(fēng)向是NNE風(fēng)，NE次之；長涂地區(qū)SE風(fēng)最多；岱山本島附近海域以N風(fēng)為主，NNE風(fēng)次之。指標站實況風(fēng)力在7級以上時與預(yù)報無較好的擬合關(guān)系。休閑漁業(yè)營運時段內(nèi)大風(fēng)日數(shù)占比較低，全年風(fēng)力指標站的大風(fēng)日數(shù)明顯少于預(yù)報日數(shù)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力特征；預(yù)報服務(wù)；平均風(fēng)速；大風(fēng)日數(shù)

中圖分類號：P457.5 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

風(fēng)是表征空氣水平運動的要素，一個區(qū)域的風(fēng)向風(fēng)速是由氣壓場和地形地勢等環(huán)境因素決定的[1-3]。浙江省舟山市岱山縣地處中緯度地帶，屬于典型的海洋性季風(fēng)氣候區(qū)。其地形復(fù)雜，風(fēng)向和風(fēng)速不僅受氣壓場分布的影響，而且受地形影響明顯。因此，該地風(fēng)向和風(fēng)速的時空分布較為復(fù)雜。

2015年起，岱山縣大力實施國家海洋戰(zhàn)略，積極推進浙江舟山群島新區(qū)主戰(zhàn)場建設(shè)，岱山休閑漁業(yè)旅游產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢，在提高社會效益、經(jīng)濟效益的同時，還要確保船只、旅客安全，具有較大的難度。為此，岱山縣氣象局通過實地調(diào)研，風(fēng)力實時監(jiān)控，結(jié)合各項預(yù)報產(chǎn)品制作了分區(qū)域作業(yè)海域的風(fēng)力專項預(yù)報?；诖?，采用線性趨勢分析、風(fēng)向風(fēng)速頻率玫瑰圖等方法，分析岱山休閑漁業(yè)區(qū)域風(fēng)向風(fēng)速空間分布特征，以及風(fēng)速的年、月變化特征，得出岱山附近海域風(fēng)力特征。同時，分析2015—2022年休閑漁業(yè)營運時段內(nèi)實況與預(yù)報風(fēng)力資料，拓展到2017—2022年全年實況與預(yù)報風(fēng)力之間關(guān)系，旨在為岱山近海作業(yè)船只、休閑漁業(yè)經(jīng)濟、風(fēng)能資源開發(fā)等領(lǐng)域提供

參考。

1 資料來源與分析方法

岱山縣共有46個氣象觀測站，其中風(fēng)力觀測站點有21個。結(jié)合岱山休閑漁業(yè)漁船運營時間段（2015—2022年，4月15日—11月15日07：00～18：00）分區(qū)域挑

選了7個風(fēng)力測站實況風(fēng)力數(shù)據(jù)，分區(qū)域討論岱山的年平均風(fēng)速、最大風(fēng)速、極大風(fēng)速以及風(fēng)向風(fēng)速空間分布、大風(fēng)日數(shù)的差異。同時，篩選出2017—2022年舟山市氣象臺公眾預(yù)報06：00風(fēng)力數(shù)據(jù)，對比分析全年實況與預(yù)報之間的關(guān)系。

采用一元線性回歸法分析岱山休閑漁業(yè)營運時段內(nèi)平均風(fēng)速時間變化特征，以及極大風(fēng)速與最大風(fēng)速的關(guān)系；利用風(fēng)向風(fēng)速玫瑰圖分析風(fēng)向風(fēng)速頻率變化；運用線性擬合的方式分析實況與預(yù)報風(fēng)力之間的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)前期調(diào)研，結(jié)合岱山休閑漁業(yè)作業(yè)海域地理特征、遮蔽情況、休閑漁船營運區(qū)域，挑選出7個合適的氣象觀測站點。由表1可知，岱山區(qū)域平均風(fēng)速由北向南逐漸減弱，且海上站點的平均風(fēng)速均大于陸地測站的平均風(fēng)速。由此可知，站點所處位置及有無遮蔽區(qū)域均對風(fēng)速有一定的影響[4]。

表1" 岱山區(qū)域指標的站點信息

站號 站名 緯度/N 經(jīng)度/E 海拔高度/m 風(fēng)距地（平臺）高/m 地址

K9510 秀山 30°10′54″ 122°08′40″ 50 10.3 秀山?jīng)雒鄙?/p>

K9706 大峧山 30°13′11″ 122°8′56″ 25 10.3 高亭大峧山

K9705 狗頭山 30°14′09″ 122°19′11″ 45 10.3 大長涂狗頭山

K9707 東墾山 30°26′09″ 122°32′09″ 65 10.3 東沙東墾山

K9702 下海山 30°29′13″ 122°24′46″ 10 6.3 衢山下海山島

K9704 文崇山 30°25′48″ 122°25′51″ 24 10.3 衢山文崇山島

K9703 下三星 30°26′7″ 122°31′33″ 60 6.3 衢山下三星島

2.1 平均風(fēng)速時間變化特征

為了分析岱山區(qū)域風(fēng)速特征，圖1給出了岱山區(qū)域7個站點2015—2022年年平均風(fēng)速變化趨勢，從圖中數(shù)據(jù)得出各站點2015—2022年的年平均風(fēng)速。秀山站年平均風(fēng)速為4.4 m/s，下海山站為6.0 m/s，下三星站為7.0 m/s，文崇山站為5.6 m/s，狗頭山站為4.6 m/s，

大峧山站5.3 m/s，東墾山站5.8 m/s。綜合來看，岱山北部地區(qū)平均風(fēng)速為6.2 m/s，中部地區(qū)平均風(fēng)速為5.2 m/s，

南部地區(qū)平均風(fēng)速為4.9 m/s。

從各站點的年平均風(fēng)速線性擬合來看，圖a、b、g中站點的年平均風(fēng)速整體呈緩慢減弱的趨勢，2017—2018年平均風(fēng)速值呈顯著增加的趨勢，之后呈減弱趨勢，這可能與岱山縣2017—2018年在臺汛期受臺風(fēng)影響較多的因素有關(guān)。其他站點年平均風(fēng)速值整體呈增大的趨勢，其中，文崇山站點的風(fēng)速變化是穩(wěn)定增加的，而下三星站、狗頭山站、大峧山站的風(fēng)速都在某些年份呈顯著增加的趨勢，如下三星站風(fēng)速值在2015

—2016年顯著增加，狗頭山站風(fēng)速值在2021—2022顯著增加，大峧山站風(fēng)速值在2017—2018年呈增加趨勢。

圖1" 2015—2022年岱山區(qū)域站點年平均風(fēng)速的變化趨勢

2.2 風(fēng)向風(fēng)速頻率變化

圖2是利用2015—2022年岱山縣7個氣象觀測站陣風(fēng)為7級和8級的數(shù)據(jù)繪制出風(fēng)向風(fēng)速頻率玫瑰圖。由此看出，岱山南部地區(qū)（秀山站）7級和8級風(fēng)以北東北（NNE）方向為主（分別為16%、20%），東北（NE）方向次之（均為13%）；其余風(fēng)向下的7級和8級風(fēng)大致相同，為7%，出現(xiàn)頻率最低的為西南（SW）、西西南（WSW）風(fēng)。

狗頭山站（122°19′11″E，30°14′9″N）位于長涂鎮(zhèn)大長涂島狗頭山嘴，站點海拔為45 m。東連大長涂本島，南隔海面向南圓山島，西面向大海，北面向大長涂本島。7級風(fēng)主要是以東南（SE）為主，8級風(fēng)以北（N）為主。

東墾山站位于岱山本島南部及秀山島以北區(qū)域，7級風(fēng)和8級風(fēng)主要是以NNE方向為主，S方向的7級風(fēng)次之，8級風(fēng)是N風(fēng)次之。

岱山縣衢山地區(qū)的測站中的下海山站和下三星站7級風(fēng)的主導(dǎo)方向以南東南（SSE）、南（S）為主，下海山站8級風(fēng)主要方向是SSE，文崇山站和下三星站以N方向為主。

綜上所述，岱山本島附近的海域風(fēng)力有7級風(fēng)以上的主導(dǎo)方向以NNE為主，岱山衢山地區(qū)以S、N、SSE

方向為主，岱山長涂島附近海域以SE、N方向為主。值得注意的是，當前統(tǒng)計年限較少，仍需大量數(shù)據(jù)進行分析與佐證。

圖2" 2015—2022年岱山休閑漁業(yè)營運區(qū)域的風(fēng)向和風(fēng)速

3 實況與預(yù)報大風(fēng)資料對比

3.1 實況與預(yù)報數(shù)據(jù)對比

選取各指標站在休閑漁業(yè)營運時段內(nèi)大風(fēng)實況與預(yù)報進行對比，剔除臺風(fēng)、低壓影響時段內(nèi)的大風(fēng)。對兩組數(shù)據(jù)進行回歸分析，發(fā)現(xiàn)兩者在7級和7～8級風(fēng)時擬合效果不佳。當預(yù)報風(fēng)力在7級以上時，受指標所在站點的位置、海拔等差異的影響，實況出現(xiàn)大風(fēng)日數(shù)不同，可以看出在休閑漁業(yè)營運的215 d時段內(nèi)，除狗頭山站，其余站點實際大風(fēng)日數(shù)占比均＜15%，這也就意味著在預(yù)報的基礎(chǔ)上進行極大風(fēng)訂正的空間

較大[5-6]。

基于此，根據(jù)實況風(fēng)力數(shù)據(jù)，分析了不同主導(dǎo)風(fēng)向下實況極大風(fēng)速與預(yù)報間的平均絕對誤差。由表2可知，秀山站NNE和西北（NW）方向上風(fēng)速偏差＞6 m/s，

其余方位上偏差基本處于4～5 m/s；東墾山站NNE和NW方向上風(fēng)速偏差大部分為3～6 m/s；大峧山站風(fēng)速偏差范圍基本處于4～5 m/s；狗頭山站除SW、NW方位，其余方向偏差在4.5 m/s左右；文崇山站變化差異較大，在東（E）、東東南（ESE）、SW、S方位上風(fēng)速偏差為3～4 m/s；下三星站在ESE、SE、SSE、NE方位上風(fēng)速偏差在5.5～6.0 m/s左右；下海山站ESE、SE、SSE方向下風(fēng)速偏差在6～7 m/s，其余方向風(fēng)速偏差在4 m/s左右。

表2" 不同主導(dǎo)風(fēng)向下實況極大風(fēng)速與預(yù)報間的平均絕對誤差" " " " " " " " " " " " " " " " m/s

指標站點 不同風(fēng)向下預(yù)報與實況間的平均絕對誤差

N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SW NW

K9510 4.9 6.81 5.22 5.3 4.13 5.15 4.4 - 4.15 4.32 6.76

K9707 5.13 7.53 5.66 3.45 3.69 4.85 4.12 4.36 4.18 - 6.66

K9706 4.72 5.03 5.29 4.44 1.5 4.6 4.41 4.03 4.39 3.9 6.03

K9705 4.33 6.49 5.24 4.2 - - - - 4.31 4.55 8.4

K9704 2.96 7.36 6.57 5.24 3.9 3.6 5.75 - 3.03 2.8 11.4

K9703 3.7 5.60 5.34 3.8 - 6.50 5.88 5.6 - 0.3 9.7

K9702 2.92 4.67 4.47 4.25 - 6.2 6.06 7.75 4.38 0.1 10.4

3.2 實況與預(yù)報大風(fēng)日數(shù)對比

受站點的地理位置、潮汐、風(fēng)浪等多方面因素影響，各指標站的實況大風(fēng)日數(shù)與預(yù)測大風(fēng)日數(shù)存在一定差距[7-9]。通過對比2017—2022年全年的公眾預(yù)報風(fēng)力與實況風(fēng)力可知，岱山休閑漁業(yè)指標站中實況大風(fēng)日數(shù)明顯少于預(yù)報日數(shù)，并且全大風(fēng)日數(shù)呈現(xiàn)逐年呈現(xiàn)減少的趨勢。因此，在保障人員安全的前提下，訂正休閑漁業(yè)區(qū)域風(fēng)力可以為休閑漁業(yè)從業(yè)人員和岱山經(jīng)濟帶來一定的經(jīng)濟收益。

4 結(jié)論

（1）岱山北部地區(qū)平均風(fēng)速為6.2 m/s，中部地區(qū)平均風(fēng)速為5.2 m/s，南部地區(qū)平均風(fēng)速為4.9 m/s。岱山區(qū)域年平均風(fēng)速自北向南呈現(xiàn)逐漸減弱的趨勢。

（2）岱山北部地區(qū)極大風(fēng)速年平均值為13.4 m/s，中部地區(qū)為12.4 m/s，南部地區(qū)為11.9 m/s；岱山北部地區(qū)最大風(fēng)速年平均值為10.7 m/s，中部地區(qū)為9.2 m/s，

南部地區(qū)為9.0 m/s。極大風(fēng)速和最大風(fēng)速的年平均值呈現(xiàn)自北向南減弱趨勢。

（3）岱山衢山地區(qū)最多風(fēng)向為N風(fēng)，S風(fēng)次之，W、WSW最少；岱山秀山地區(qū)最多風(fēng)向是NNE風(fēng)，NE次之；長涂島地區(qū)SE風(fēng)最多。岱山本島附近海域以N風(fēng)為主，NNE風(fēng)次之。

（4）岱山北部區(qū)域大風(fēng)日數(shù)呈現(xiàn)增加趨勢，岱山中部地區(qū)呈現(xiàn)減少趨勢，岱山南部地區(qū)大風(fēng)日數(shù)始終在年平均大風(fēng)日數(shù)以下。

（5）休閑漁業(yè)營運時段內(nèi)大風(fēng)日數(shù)占比較低，全年風(fēng)力指標站的大風(fēng)日數(shù)明顯少于預(yù)報日數(shù)。

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收稿日期：2024-07-15

作者簡介：于夢穎（1993—），女，江蘇淮安人，工程師，研究方向為雷電物理、雷暴電學(xué)。