1976—2015年永城市大風特征分析及災害防御

熊坤

摘要 利用永城觀測站1976—2015年的觀測資料分析了大風的發生、發展規律及其危害。結果表明：近40年來永城幾乎每年都有大風天氣發生，最多1年內發生12次。大風主要發生在春、夏季，3月最為頻繁，每一次大風天氣均造成不同程度的人員傷亡和經濟損失。大風風速的年代和年代際與大風發生的頻率和量級均呈反方向發展趨勢，即：大風發生次數呈減少趨勢，風速量級呈增大趨勢。大風具有突發性強、生命史短、危害性極大等特點，往往伴有冰雹、暴雨和雷暴等強對流天氣，是引發煤礦瓦斯事故的主要風險因素之一。

關鍵詞 大風；發生特征；河南永城；1976—2015年

中圖分類號 P425 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）16-0187-03

Abstract Based on the observation datas of 1976—2015 in Yongcheng station，the occurrence，development and damage of strong wind were analyzed.The results showed that in the past 40 years，windy weather occurred almost every year in Yongcheng，up to 12 times in one years.Winds mainly occurred in spring and summer，the most frequent were in March，each time the wind and weather caused varying degrees of casualties and economic losses.In the age of high wind speed，the frequency and magnitude of the wind speed and the wind speed were in the opposite direction，in other words the number of the wind decreased，and the wind speed increased.Strong wind had the characteristics of strong sudden，short life history，great harm and so on，often accompanied by hail，heavy rain and thunderstorms and other severe convective weather，it was one of the main risk factors causing coal mine gas accident.

Key words wind；occurrence characteristics；Yongcheng Henan；1976—2015

氣象學上大風是指瞬時風速達到或超過17.0 m/s（或目測估計風力達到或超過8級）的風，瞬時風速是指3 s的平均風速[1]。大風可折斷樹枝，吹起屋瓦，摧毀農作物和農業設施，更嚴重的可將大樹吹倒，建筑物受到破壞，吹壞廣告牌、電線桿、通訊設施等，造成人員和財產損失。

1 資料與方法

本文所用的資料來自永城市觀測站實時觀測記錄數據，分析時段為1976—2015年，進行逐月、逐季、逐年統計分析。季節劃分采用3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季。序列的線性變化趨勢計算采取最小二乘法，并通過相關顯著性統計檢驗進行判斷。

2 大風的發生和變化

2.1 年際間變化

永城1976—2015年大風發生的次數如圖1所示。可以看出，1976—2015年永城大風天氣發生頻率較高，最多1年發生11次。20世紀70年代末，80年代初是大風發生頻率最高的階段，遠遠高于其他年份。大風事件發生最多的年份是1977年和1982年，年內均出現大風11次；次多年是1980年，出現大風9次。大風天氣發生總體上呈現下降趨勢，特別是進入2 000年以后大風事件明顯減少。

2.2 年代際間變化

1976—2015年大風年代際變化如圖2所示。可以看出，20世紀70年代末，80年代初是大風發生最頻繁的時期，1976—1985年間共發生63次大風事件；80年代中后期到90年代中期達到低谷，1986—1995年發生大風22次，進入一個低谷期；1996—2005年間共發生大風事件28次，較前期有增長的趨勢；進入2000年以后又達到最低值，2006—2015年間大風事件出現9次，達到歷史最低值。

2.3 大風在年內的分布情況

永城市地處河南省的東部、黃淮平原的中部，屬暖溫帶季風氣候區，四季分明。由于受季風氣候的影響，是大風、干旱、雨澇等自然災害發生較為頻繁的地區之一，且各種氣象災害都有其發生、發展和消亡規律或隨著季節性變化而變化的特征，大風在年內也有其發生、發展規律可循。

1976—2015年累年逐月大風變化如圖3所示。可以看出，大風發生次數最多的在3月，發生22次；4月發生21次，為歷年次多月份；7月發生17次，居歷年第三。

2.4 大風的季節性變化

1976—2015年間大風的季節性變化如圖4所示。可以看出，大風多發生在春、夏季。春季是個冷暖過渡的季節，來自南方天氣系統和來自北方的系統都比較活躍，這個時期該地區等壓線密集，氣壓梯度大，所以最容易產生大風天氣。近40年間春季大風共出現56次，占總量的45.9%；夏季出現40次，占總量的32.8%；秋季大風出現最少，占總量的9%。

2.5 大風的年度變化

1976—2015年歷年最大風速變化如圖5所示。可以看出，超過6級以上大大風，年年發生，特別是進入2000年大風的量級達到歷史最高值。2009年6月4日出現歷史極值，最大風速達到29.1 m/s；2005年6月19日和2013年3月10日各出現一個22.5 m/s的大風；2006年5月27日，出現19.4 m/s的大風。

2.6 大風的年代際變化

1976—2015年年代際平均最大風速變化如圖6所示。可以看出，20世紀90年代初風速較低，達歷史最低值，隨后逐漸增大；進入2000年代，風速達到最高極值，風速量級達到歷史最大。隨著風速不斷增大，因大風而衍生的災害性時間也隨之發生。

3 大風造成的災害

大風通常是一種突發性的災害，往往很短時間就會對人類的生產、生活造成較大傷害。長時間的大風會使土壤風蝕、沙化，對作物和樹木產生機械損害，造成倒伏、折斷、落粒、落果及傳播植物病蟲害等[2]。近40年來，永城市的每一次大風天氣都造成不同程度的人員傷亡和經濟損失。

3.1 2004年災情實例

2004年6月21日先后遭到大風、冰雹和雷暴襲擊，最大風速達到19.2 m/s。據統計，農作物受災43 000 hm2，絕收面積650 hm2。毀壞房屋1 727間，倒塌78間。受災人口43萬人，砸傷9人，死亡1人，死傷牲畜31頭。農業經濟損失7 670萬元，直接經濟損失10 075萬元。

3.2 2005年災害實例

2005年6月19日，永城出現22.5 m/s的大風天氣。造成40.9萬人受災，1人死亡，2人受傷，農作物受災40 820 hm2，絕收面積2 280 hm2。毀壞房屋650間，倒塌342間，死傷牲畜300頭。農業經濟損失1億元，直接經濟損失8 000萬元。

3.3 2009年災害實例

2009年6月3日20：50—22：56，河南省商丘市遭受狂風、暴雨和冰雹襲擊，其中永城市22：42最大風速達到29.1 m/s，為1957年有氣象記錄以來的歷史極值。小麥倒伏20萬hm2，所有鄉鎮普遍受災，重災鄉鎮71個，城鎮、鄉村大面積停水停電，部分道路中斷，交通受阻。樹木刮倒、折斷713.3萬株，電線桿折斷、倒伏9 292根，損壞變壓器43臺，房屋倒塌4 142間，受損房屋36 279間，蔬菜大棚損毀5 618座，砸死家畜203頭，砸死家禽20 010只，造成直接經濟損失14.49億元，其中農業直接經濟損失9.45億元。此次災害性天氣是大風，局部伴有雷暴[3-7]。

4 大風對礦區的危害

大風災害天氣主要是通過大風間接影響煤礦瓦斯濃度，從而形成誘發煤礦瓦斯事故的風險。大風災害天氣引發煤礦瓦斯事故的風險主要表現在以下2個方面：一是通過大風刮斷煤礦地面的供配電系統的線路，有時甚至吹翻供配電系統的線路鐵塔，造成煤礦地面的供配電系統不能正常運行而形成煤礦生產系統非計劃停電，導致煤礦通風系統非計劃停止運行，使煤礦瓦斯濃度上升而超限。因此大風風力強度的破壞性導致煤礦地面供配電系統故障，是引發煤礦瓦斯事故的主要風險因素的具體表現形式之一。二是通過大風吹起供配電系統的線路，使其之間發生碰撞或者吹起其他金屬導體，使其搭接在線路之間形成短路，造成煤礦地面的供配電系統不能正常運行而形成煤礦生產系統非計劃停電，導致煤礦通風系統非計劃停止運行，使煤礦瓦斯濃度上升而超限。大風導致煤礦地面供配電系統線路之間短路故障，是引發煤礦瓦斯事故的主要風險因素的具體表現形式之一[8]。

5 原因分析及措施建議

隨著社會科技經濟建設的飛速發展、人們生活水平的不斷提高，生態環境和自然規律遭到人為破壞，城鄉樓房越來越高，溫室效應日益嚴重，導致各類自然災害相繼頻繁發生，人類活動往往起了加劇自然災害程度的作用。森林植被的急劇減少，草地的日漸退化、土地沙化面積的日益擴大等也是造成氣象災害的主要原因之一。

由于農業生產為戶外種植作業，是根據季節來安排的，所以是受此類災害最為嚴重的行業之一。目前，尚無有效辦法從根本上消除對社會帶來的危害，因此要采取預防為主，防、救、治相結合的策略。其中包括氣象部門加強宣傳和普及氣象知識，讓市民了解颮線等災害性天氣發生的氣候特點和如何做好預防工作。另外，號召廣大人民群眾積極主動廣泛的植樹選材，做好水土保持，減少空氣對流作用，以減少或破壞大風的形成條件。同時，要密切關注、收聽、收看當地天氣預報，在各類強對流災害性天氣到來之前做好充分的防范措施，避免災害或使災害降低到最小的限度。另外，要從自身做起，加強自我防范意識，保護地球生態環境，加大植樹造林面積，加強環境綠化，鞏固建筑物，防患于未然。

6 結論

（1）永城市1976—2015年近40年間大風發生122次，且歷年和年代際間均出現下降趨勢，特別是進入2000年以后，大風發生率到達低谷。

（2）大風風速的年代和年代際與大風發生的頻率和量級均呈反方向發展趨勢，進入2000年以后，風速逐漸增高，到2009年達到歷史極值。即大風發生次數呈減少趨勢，風速量級呈增大趨勢。

（3）大風主要發生在春、夏季，3月最為頻繁，占總量的45.9%；夏季占總量的32.8%；秋季大風出現最少，占總量的9%。

（4）大風導致煤礦地面供配電系統線路之間短路故障，是引發煤礦瓦斯事故的主要風險因素的具體表現形式之一。

（5） 大風具有突發性強、生命史短、危害性極大等特點，往往伴有冰雹、暴雨和雷暴等強對流天氣。

7 參考文獻

[1] 李貴瓊，蔣文家.淺析大風天氣現象的記錄與編報[J].貴州氣象，2010（4）：40-42.

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[4] 張海峰.云天探秘[M].北京：氣象出版社，2007：291-292.

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[7] 李耀輝，張存杰，高學杰.西北地區大風日數的時空分布特征[J].中國沙漠，2004，24（6）：715-723.

[8] 李良福，馬斌.煤礦氣象災害風險管理與實踐[M].北京：氣象出版社，2015： 156-157.