溫州南麂島大風統(tǒng)計與分析

梁艷 劉峰 宋姍姍 陳抒憶

摘要：利用2008—2017年溫州沿海自動氣象站觀測資料和micaps系統(tǒng)歷史資料，從天氣學角度入手，分析了南麂島出現(xiàn)9級大風的天氣形勢背景場并加以統(tǒng)計歸類，總結出預報指標信息。同時選取南麂島周邊測站，計算其與附近測站風速的定量關系，建立四季預報擬合方程，為南麂島大風預報提供了一定的參考。

關鍵詞 天氣形勢;極大風速;回歸分析

中圖分類號：P458.123 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2019）05-070-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.05.028

Statistics and Analysis of the Strong Winds in Nanji Island of Wenzhou

LIANG Yan??et al（Pingyang Meteorological Bureau， Wenzhou， Zhejiang 325400）

Abstract Based on the observation data of the Wenzhou Coastal Automatic Weather Station and the historical data of the micaps system from 2008 to 2017，the weather background field of the 9th grade wind in Nanji Island was analyzed and classified statistically from the perspective of meteorology，and the forecast indicators was summarized. At the same time，around the station of Nanji Island was selected to calculate the quantitative relationship between the wind speed and the near station. At last，the four season forecasting fitting equation was established to provide a reference for the Nanji Island wind forecast.

Key words???Meteorological situation;Maximum instantaneous; Regression analysis

隨著海島旅游的發(fā)展，溫州南麂島以其旖旎的風光和優(yōu)美的人文景觀，吸引著越來越多的游客前來觀光游玩。海上大風是制約南麂客船正常航行的主要氣象指標之一。由于南麂島距離大陸較遠，且天氣尺度和中尺度系統(tǒng)的相互作用理解不足，給準確預報海上大風帶來了相當?shù)碾y度。但到目前為止，由于觀測數(shù)據(jù)的缺乏，對南麂海域大風情況研究不多，而對南麂島旅游開發(fā)及經(jīng)濟綜合規(guī)劃十分需要預報員做好交通氣象保障服務。為此，筆者利用南麂島現(xiàn)有氣象觀測資料和周邊氣象觀測點數(shù)據(jù)，分析了南麂海域大風出現(xiàn)的天氣變化規(guī)律，為南麂大風預報提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

由于溫州沿海觀測臺站在2008—2017年有較完整的極大風速觀測數(shù)據(jù)，選取南麂、溫嶺、青田、玉環(huán)、洞頭、瑞安、北麂和霞關站作為參考站，其中風速資料缺測的日數(shù)據(jù)不做統(tǒng)計。同時選取南麂島出現(xiàn)9級大風日期，結合當天天氣形勢背景場，判斷主要影響系統(tǒng)和大風成因，確定預報著眼點。

2 南麂大風變化特征

南麂島2008—2017年共出現(xiàn)大風日數(shù)為491 d，年平均大風日為43 d，最多年出現(xiàn)在2017年，為57 d;最少年出現(xiàn)在2008年，為34 d。從大風年變化曲線（圖1）可知，10年內大風日數(shù)基本呈上升趨勢，氣候傾向率為13.7 d/10年。其中2011—2014年變化較平緩，2015年后變化幅度顯著增加。從分月平均情況上看（圖2），10月出現(xiàn)9級以上風力大風次數(shù)最多，11月次之，均超過5 d，最少為4月和5月，不到2 d。

3 天氣形勢分析

根據(jù)近10年氣象資料分析，總結南麂島出現(xiàn)9級及以上大風天氣形勢場，認為大致可以分為以下4種類型。

3.1 西高東低型

西高東低型（圖3a）大風占大風總日數(shù)的78.5%，為偏北大風型，春、秋、冬季各月均可出現(xiàn)，秋冬季出現(xiàn)頻率接近。秋冬季東北低壓、蒙古氣旋活躍，當氣旋東移，其后部強冷空氣影響，使蒙古高壓加強地面加壓，地面冷高壓形成后東移南下，中心移至30°～35°N，于我國南海附近低壓形成西高東低（或西北高東南低）形勢場，南海低壓后部與大陸高壓前部氣壓梯度增大，其中1 030 hPa等壓線南壓至27°N附近，與溫州海岸線交角較大，產生偏北大風。大風多產生在低壓冷鋒后部等壓線密集區(qū)[1]。500 hPa常有冷渦配合，且有強鋒區(qū)影響。

3.2 東高西低型

東高西低型（圖3b）大風占大風總日數(shù)的11.5%，風向多為SW或SSW。此型大風常出現(xiàn)在春末至夏季，其中6月最多，5月和7月次多。此段時間溫州基本處在江淮一帶的梅汛期。副熱帶高壓呈帶狀分布，脊線從日本南部至華南一帶，略呈東北-西南走向，在120°E處的脊線位置穩(wěn)定在22°N左右，使得長江中下游地區(qū)盛行西南風，暖空氣活躍。850 hPa上江南、華南通常有西南急流，多數(shù)大風日700 hPa也有西南急流。地面圖上，我國南方基本為低壓控制，溫州處于低壓的東部，高、低空和地面的風向與海岸線走向較一致，易出現(xiàn)偏南大風。大風發(fā)生時等壓線密集處10個經(jīng)度有3～5條等壓線。但如果產生強對流天氣，風向可能發(fā)生改變。

3.3 熱帶氣旋型

熱帶氣旋型（圖4）是造成溫州臺汛期間沿海大風最重要的天氣系統(tǒng)，占大風總日數(shù)的7.3%，它產生的大風強度最大，持續(xù)時間最長。據(jù)統(tǒng)計，平陽臺風影響最早在5月，最遲在12月。7—9月是臺風影響盛期，平均每年2.1個，占全年的87.5%，其中8月最多，平均每年0.9個。臺風周圍等壓線密集，氣壓水平梯度很大，特別在大陸高壓一側更大。臺風生成后在東南沿海登陸或近海轉向，受臺風外圍大風區(qū)影響，溫州沿海均可能出現(xiàn)大風天氣。登陸溫州南部-福建的臺風，登陸前溫州沿海為東北大風，登陸后為偏南大風。

3.4 中小尺度型

中小尺度型大風占大風總日數(shù)的2.7%。春、夏、秋季均可出現(xiàn)，但主要出現(xiàn)在夏季，風向多為WSW、NNW和SW。中小尺度系統(tǒng)的擾動往往造成強烈的地面大風[2]，一般由強雷暴引起的下?lián)舯┝骰蜿囷L鋒。潛在不穩(wěn)定是發(fā)生強對流的必要條件。此型大風的出現(xiàn)具有局地性、持續(xù)時間短、瞬時風力大的特點，且具有較強的破壞力，可造成嚴重損失。南麂島大風出現(xiàn)前，常為大陸有冷渦天氣系統(tǒng)影響下，且溫州上空西南暖濕氣流強，大氣層結不穩(wěn)定，有颮線生成過境或有前傾槽影響，常與雷暴等強對流天氣同時出現(xiàn)[3]。

4 大風預報擬合方程

為了探索南麂島與附近測站風速的定量關系，自北向南選取了溫嶺、青田、玉環(huán)、洞頭、瑞安、北麂和霞關站作為參考站（圖5）。

選取2008—2017年逐日日極大風速資料，分別計算了3—5月（春季）、6—8月（夏季）、9—11月（秋季）和12月至翌年2月（冬季）南麂島與參考站間的相關系數(shù)，并通過回歸計算最優(yōu)擬合方程。

以春季為例，計算得到洞頭、北麂、玉環(huán)、霞關、瑞安、青田、溫嶺的相關系數(shù)分別為0.824、0.855、0.770、0.733、0.300、0.154、0.462。

由回歸方程顯著性檢驗的概率為0，小于顯著性水平0.05，則認為系數(shù)不同時為0，被解釋變量與解釋變量全體的線性關系是顯著的，可建立線性方程。除去大于顯著性水平0.05的測站（玉環(huán)），保留相關系數(shù)取>0.7的參考站，得到春季擬合方程，即春季：南麂極大風=-0.259+0.401×洞頭+0.585×北麂+0.241×霞關;同理，夏季：南麂極大風=0.239+0.614×洞頭+0.375×北麂+0.279×霞關;秋季：南麂極大風=-0.226+0.393×洞頭+0.762×北麂;冬季：南麂極大風=1.438+0.489×洞頭+0.678×北麂。以上方程在信度0.01下通過顯著性檢驗。

為進一步驗證上述方程的預報效果，利用2018年南麂觀測數(shù)據(jù)，計算各個季節(jié)南麂風力預報與實況間的絕對誤差，并以絕對誤差≤2 m/s和≤4 m/s 2個等級進行預報準確率分析。

從表1可以看出，各擬合方程在絕對誤差≤4 m/s的情況下，風力預報情況較好，各個季節(jié)大風預報準確率普遍在80%以上。但在絕對誤差≤2 m/s的情況下，準確率下降明顯，特別是在夏季，這可能與影響系統(tǒng)復雜，影響要素較多有關。

5 結論與討論

（1）南麂島大風日數(shù)在近10年基本呈上升趨勢，氣候傾向率為13.7 d/10年。10月出現(xiàn)次數(shù)最多，4月出現(xiàn)最少。

（2）南麂島出現(xiàn)9級及以上大風天氣形勢場基本可分為4類。西高東低型最多，形勢為地面冷高壓移至30°～35°N，1 030 hPa等壓線南壓至27°N附近。東高西低型中850 hPa上江南、華南通常有西南急流，南方為低壓控制，等壓線密集處10個經(jīng)度有3～5條等壓線。熱帶氣旋型和中小尺度型較少，與強天氣系統(tǒng)配合。

（3）利用逐日日極大風速資料，計算了南麂島與參考站間各季節(jié)相關系數(shù)，并通過回歸計算最優(yōu)擬合方程，為南麂島大風預報提供了一定的參照。

參考文獻

[1] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理與方法[M].北京：氣象出版社，2007.

[2] 余清平，陳中一，王永升.一次颮線天氣過程的三維模式[J].氣象科技，2002，30（3）：144-151.

[3] 吳海英，裴海英，沈樹勤，等.颮線傳播與發(fā)展及其誘發(fā)地面強風過程個例分析[J].氣象科技，2007，35（5）：676-680.

責任編輯：鄭丹丹作者簡介???梁艷（1984-），女，江蘇揚州人，高級工程師，從事綜合氣象業(yè)務工作。

收稿日期???2019-07-19