保定地區近9年設施大棚風災的分布特征

李安琪　王玥琪

摘要 利用保定地區15個自動站取得的2011—2019年風速觀測資料，分析保定地區6級以上大風的時空分布特征、變化特征、不同等級災害大風分布規律，討論大風天氣對該地區農業設施的影響，并得出結論。

關鍵詞 大風;保定;變化規律

中圖分類號：S625 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）06–0079–03

保定市是河北省人口最多的設區市，設施農業收入是農民經濟收入的重要來源之一[1]。目前，我國設施農業以日光溫室和塑料大棚兩種設施為主。大風是影響設施農業生產的重要氣象因素之一，大風天氣可能造成溫室大棚棚毀菜亡，給生產者帶來嚴重損失[2]。根據中國氣象局的預報業務規定，保定市的大風災害預報指標確定為最大風速≥10.8 m/s（6級）的大風。

為了減少大風災害造成的設施農業巨大經濟損失事件的發生，為設施農業工作人員及時采取防風措施提供數據參考，統計分析了大風出現的年際變化規律，月際變化規律和日分布特征。同時，由于不同的設施抵抗大風的能力不同，分析了保定地區的塑料大棚和日光溫室對大風的抵御能力，劃定大風等級分類說明影響設施大棚的大風天氣的分布特征。

1 資料來源與研究方法

1.1 資料來源

2011—2019年大風實況資料來源于保定市15個縣的國家氣象觀測站風觀測資料，分別為：安國、保定、阜平、高碑店、高陽、淶源、蠡縣、滿城、曲陽、順平、唐縣、望都、徐水、易縣、涿州。觀測要素包括：觀測時間、最大風速的風向、最大風速、最大風速出現時間。

1.2 研究方法

主要研究了最大風速≥10.8 m/s（6級）的大風對保定地區的塑料大棚和日光溫室的影響。1 d之中出現大風的日子稱為“大風日”，1 h內出現大風的時次為 1個大風時次，1個大風日內可以有多個大風時次[3]。由于保定市各站點小時數據資料連續性參差不齊，個別站點缺測時次較多，而日數據資料完整準確，所以主要分析大風日數，大風時次數僅用于統計分析大風的日分布特征。為了更好地描述大風發生的日分布特征，采用24 h制的計時方法，將08：00～20：00設定為白天，20：00～08：00設定為夜間。根據南京信息工程大學楊再強教授[4]對北方日光溫室的災害風險研究，結合塑料大棚和日光溫室的不同抗風能力，將最大風速分為3個等級來判定風災等級：

（1）塑料大棚：最大風速達10.4～ 13.9 m/s，為中度災害;最大風速達13.9～17.4 m/s，為重度災害;最大風速>17.4 m/s時，為極重災害。

（2）日光溫室：最大風速達11.3～ 15.0 m/s，為中度災害;最大風速達15.0～18.8 m/s，為重度災害;最大風速>18.8 m/s時，為極重災害。

采用統計學方法分析保定地區設施大棚的風災日數及其變化規律等內容;采用ArcGIS軟件中的克里金插值法描繪保定地區各站點風災的嚴重程度。

2 大風的時空分布

統計2011—2019年保定地區大風日數和大風風向數據，得出結論：2011—2019年大風日數共409 d，最多在徐水，為93 d，最少在涿州，為3 d，兩級差值為90 d;大風風向中偏北風最多，占總數的88.8%，其中西北風占總數的38.6%，東北風占總數的7.6%。

為了更加直觀地了解保定地區各個站點大風的分布情況，繪制了大風日數空間分布圖（圖1）和風向玫瑰圖（圖2），結合保定市地形圖（圖3），統計結果顯示：2011—2019年保定地區盛行西北風，大風日數分布主要分為西部山區、中東部平原、淺山區及南部平原。中東部平原大風日數最多，西部山區次之，淺山區及南部平原最少。

根據對塑料大棚和日光溫室造成不同等級災害的最大風速的標準，統計2011—2019年保定地區各站點出現的大風日數，繪制出圖4、圖5。統計結果顯示：對塑料大棚和日光溫室造成極重災害的大風日數極少。

整體上看，大風日數分布特征與圖1基本一致;橫向對比可看出，2011—2019年保定地區大風對塑料大棚和日光溫室造成的災害主要在中度災害范圍內，出現重度災害的次數較少;豎向對比，日光溫室比塑料大棚更穩固，抗風能力更好。

3 大風的變化規律

3.1 保定地區大風的年際變化規律

2011—2019年保定地區大風日數共409 d，平均每年有45個大風日。保定地區大風日數年際變化呈波動狀，2011年大風日數最多，達到第一個峰頂;2012年開始減少，2016年降至最低值，2017年又開始增加。從線性關系看，保定地區與大部分站點變化趨勢一致，呈減少趨勢，α=0.05顯著性檢驗全部通過（圖6）。

3.2 保定地區不同等級大風災害出現的年際變化規律

2011—2019年保定地區大風對塑料大棚和日光溫室造成不同程度災害的日數均呈現波動性變化趨勢，其中2017年大風日數較多且風速較大（圖7）。

3.3 保定地區大風的月際變化規律

氣象部門一般以陽歷劃分四季，3月、4月、5月為春季，6月、7月、8月為夏季，9月、10月、11月為秋季，12月、1月、2月為冬季。

從圖8中可看出：保定地區春季大風出現最多，夏季次之，不利于農作物的生長，秋冬大風出現較少。

3.4 保定地區不同等級大風災害出現的月際變化規律

保定地區大風對塑料大棚和日光溫室造成中度、重度、極重災害的日數月分布規律一致，造成中度災害的大風日數均主要集中在3月、4月、5月、7月、11月;造成重度災害和極重災害的大風日數主要集中在7月（圖8）。

3.5 保定地區大風的日分布特征

為了更好地描述大風發生的日分布特征，采用24 h制的計時方法，將08：00～20：00設定為白天，將20：00～08：00設定為夜間。保定地區大風主要發生在白天，且中午前后次數最多（圖9）。

3.6 保定地區不同等級大風出現的日分布特征

1天內，保定地區大風對塑料大棚造成中度災害的時次數01：00最少，13：00最多;對日光溫室造成中度災害的時次數04：00最少，14：00最多。對塑料大棚和日光溫室造成重度災害、極重災害的大風主要出現在20：00左右。

總體來看，對塑料大棚和日光溫室造成災害的大風，白天出現的次數較多，尤其是下午時段，但破壞力強的大風多出現在20：00前后。

4 結論

利用2011—2019年保定地區15個站的數據，分析了保定地區大風出現的時空分布特征、年際變化規律、月際變化規律、日分布特征。

（1）2011—2019年保定地區盛行西北風，大風日數分布主要在西部山區、中東部平原、淺山區及南部平原。中東部平原大風日數最多，西部山區次之，淺山區及南部平原最少。保定地區15個站點對塑料大棚和日光溫室造成的災害主要集中在中度災害范圍，對日光溫室造成災害的大風出現時次數明顯少于對塑料大棚造成災害的大風時次數，說明日光溫室的確比塑料大棚更穩固，抗風能力更強。

（2）2011—2019年保定地區大風日數共409 d，平均每年有45個大風日。大風日數年際變化規律總體上呈現減少趨勢，大風主要出現在春季（3—5月），發生時間以白天為主。

（3）2011—2019年保定地區大風對塑料大棚和日光溫室造成不同程度災害的年際變化規律呈現波動性變化趨勢;造成中度災害的大風日數主要集中在3—5月（春季）和7月、11月;造成重度災害和極重災害的大風日數主要集中在7月;對塑料大棚和日光溫室造成災害的大風在白天出現時次數較多，尤其是下午時段，但破壞力強的大風多出現在20：00前后。

參考文獻

[1] 李明財，黎貞發，李春.中國設施農業氣象服務現狀與前景分析[J].現代農業科技， 2009（16）： 214-215， 219.

[2] 張永紅，葛徽衍，韓蓓蓓，等.渭南市設施農業大風災害風險區劃研究[J].陜西氣象， 2016（1）： 29-33.

[3] 《大氣科學詞典》編委會.大氣科學詞典[M]. 北京：氣象出版社， 1994.

[4] 楊再強，張婷華，黃海靜，等.北方地區日光溫室氣象災害風險評價[J]. 中國農業氣象， 2013， 34（3）： 342-349.

責任編輯：黃艷飛

Abstract Based on the wind speed observation data from 15 automatic stations in Baoding area from 2011 to 2019， the spatial and temporal distribution characteristics and variation characteristics of gale above six levels in Baoding area and the distribution rules of gale occurrence of different levels of disasters were analyzed， and the influence of gale weather on agricultural facilities in baoding area was discussed， and a conclusion was drawn.

Key words Gale; Baoding area; Law of change