中衛市大風氣候特征分析

楊苑 陳星宜

摘 要：利用中衛市沙坡頭區、中寧、海原3個國家基本氣象站1993—2017年25a的逐日風觀測資料，采用統計分析方法對中衛地區大風天氣的氣候變化特征等進行了分析。研究發現， 1993—2017年中衛每年均有大風災害天氣出現，且自南向北逐漸增多;春季各地大風天氣出現頻次最高，其中4月最多;1993—2017年沙坡頭區極大風速對應的主導風向是N，中寧縣和海原縣均為NW;從總的氣候趨勢看，中衛市大風日數呈減少趨勢。

關鍵詞：

大風;時空分布;主導風向

中圖分類號：S161

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200315056

引言

中衛市地處寧夏回族自治區西南部，深入大陸內部，其上游為我國3大沙源區——蒙古國南部、內蒙古阿拉善地區和河西走廊西部，總體表現為典型的大陸性季風氣候和沙漠氣候的特點。大風，是中衛市主要的氣象災害之一，作為一種突發性的災害，它往往很短時間就會對人類的生產、生活造成較大傷害，比如造成農作物倒伏受災、房屋倒塌、輸電線路破壞、威脅航道，甚至引發安全生產事故致人死亡。大風的發生常可加劇其他自然災害的危害程度，其造成的間接危害也不容忽視。大風造成的間接危害有一定的季節性，在春季容易出現大風沙塵，甚至沙塵暴。在春、秋季經常發生寒潮大風等大風降溫天氣。在夏、秋季強對流天氣情況下常有大風雷暴天氣。目前，中衛市大風災害等級分析、風險度評估、大風災害風險區劃及風災評估等后續一系列研究開展尚為空白。另外，當前使用的氣候資料為1981—2010年平均風速、極大風速、大風日數的月平均值及年平均值，僅提供了數據，沒有形成分析說明。因此很有必要將最新完整的中衛市大風氣候特點和統計特征作為基礎研究，形成可直接使用的報告。

當前，大量專家學者針對大風的氣候特征開展了廣泛的研究，比如楊曉玲、張潤瓊、王江等[1-6]分別統計了各地多年大風資料，總結出了各地大風的空間分布和年代變化特征，李蘭、孫霞等[7-8]分別對湖北省、河北省的大風災害的發生風險進行了研究，并劃分了風險度區劃，張廣平等[9]利用石嘴山多年大風資料，研究了該地區大風天氣的氣候變化特征，同時提出大風天氣的變化對設施農業的影響，給出了預防措施和建議。因此，學習借鑒之前專家學者的研究思路方法，開展中衛市大風的氣候特征研究是十分可行且有必要的。

1?數據說明

采用中衛市（沙坡頭區、中寧、海原）國家基本氣象站1993—2017年25a的逐日風觀測資料，對中衛地區大風天氣的氣候變化特征等進行了分析。日界統一定為20∶00（北京時間，下同）。按照氣候統計分四季的方法，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。定義大風日： 中國《地面氣象觀測規范》中規定，瞬間風速達到或超過 17m/s（ 或目測估計風力達到或超過 8 級） 的風，記為大風; 若某日中有大風出現，一般稱該日為大風日;一日中有多次大風記為一個大風日。風向采用八方位進行統計。

2?時空特征分析

2.1?空間分布特征

中衛市各地年大風日數差異不大。由表1可見，年大風日數最少的海原縣年平均有10.5d，沙坡頭區次之為12.5d，中寧縣最多為15.4d。從年最多大風日數來看，海原縣為19d，出現在1995年、1999年;沙坡頭區為23d，出現在1993年;中寧縣為40d，出現在1996年，即中寧縣最多年份有1個多月的時間存在大風災害天氣。全市無全年未出現大風的年份。由此可見，中衛市每年均有大風災害天氣出現，且自南向北逐漸增多。

2.2?時間分布特征

2.2.1?季節分布特征

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

從全市及各縣區大風日數的季節分布圖可以看出：

沙坡頭區春季大風日數2008年之前上下波動較大，于2008年開始顯著增加，并且在1993—2017年期間整體多于其他季節，最大出現在1995年，可達12d，最小出現在2010年，僅有3d;其次是夏季，最大出現在1993年，為13d，除此之外，夏季大風日數均小于等于7d;2003年之前秋季大風日數略高于冬季，2003年至今，冬季大風日數略高于秋季，但兩者均在5d以內，大風出現次數相對較少。

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

2003年前，海原春季大風日數在3～12d之間擺動，幅度較大，之后14a期間，大風日數最大不超過8d。其中，2003—2013年整體呈現減小趨勢，2013年之后，大風日數急劇增加;2005年前冬季和夏季的大風日數相差不大，均在5d內，秋季最小，2005—2013年，這3個季節的大風日數較為接近，在0～2d之間，2014年之后3者均有所增加，春季呈現持續增長態勢，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，全市平均大風日數少于夏季，其他時段，全市平均大風日數春季為最多。

2.2.2?月際分布特征

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

從表3中衛市沙坡頭區、中寧縣、海原縣各月極大風速極值分布來看，沙坡頭區極大風速極值出現在1993年5月5日，為北風37.9m/s;中寧縣極大風速極值出現在1992年4月6日，為西北風27.3m/s，其中1992年5月2—3日、1993年3月12—13日出現連續2d的大風天氣過程;海原縣極大風速極值出現在1994年6月25日，為西北風33.3m/s。

2.2.3?年代際分布特征

在分析大風的年際變化特征采用了線性傾向估計法。公式如下：

a= X-bT

回歸系數b的符號表示氣候變量x的趨勢傾向，稱為傾向值，b>0，表明隨時間t的增加x呈上升趨勢，反之b<0則表示下降趨勢，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給出了中衛市1993—2017年年大風日數及大風日數距平的逐年變化曲線，分析該變化得出：

大風日數在20世紀90年代至21世紀初持續偏多，在2005年附近急劇減少，2015年后，又開始增加;

大風日數的年際間振動幅度較大，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;

從總的氣候趨勢看，中衛市大風日數呈減少。

由表4可知，中衛市大風天氣均為20世紀90年代發生最為頻繁，進入21世紀以后逐漸減少。

3?大風主導風向分析

從表5、圖4中可看出，1993—2017年沙坡頭區極大風速對應的主導風向是N，中寧縣和海原縣均為NW。這主要是由于中衛市大風天氣多由冷空氣入侵引起的。

其中沙坡頭區大風風向均為N，出現了314d。

中寧縣出現頻率由多到少的風向分別是 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%。中寧縣最多的大風是偏北大風，其次是偏南大風，少偏東大風。

海原縣出現頻率由多到少的風向分別是 NW、SW、SE、S，各占71.9%，11.3%，6.3%，5.4%;而N、W、NE、E大風日數少于5d，占全部的0.7%～1.6%。可見海原縣最多的大風是西北大風，其次是偏南大風，少偏東大風。

4?小結

1993—2017年中衛市每年均有大風災害天氣出現，且自南向北逐漸增多;

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

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

中衛市大風日數在20世紀90年代至21世紀初持續偏多，在2005年附近急劇減少，2015年后，又開始增加。從總的氣候趨勢看，中衛市大風日數呈減少趨勢;

1993—2017年沙坡頭區極大風速對應的主導風向是N，中寧縣和海原縣均為NW。

參考文獻

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楊曉玲，丁文魁，袁金梅，等.河西走廊東部大風氣候特征及預報[J].大氣科學學報，2012，35（1）：121-127.

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（責任編輯?常陽陽）