湖南省永州市風向風速特征統計分析

劉 沈，付 煒，黃杰貞

(湖南省永州市氣象局，永州 425000)

0 引言

永州地區地形復雜，南北跨度大，風向風速的預報難度較大[1]。日常工作中，預報員主要關注的是短臨時段破壞性大風的預警預報，對日常短中期預報的風向風速把握性較小，關注度偏低。為了提高日常預報風向風速預報準確率，文章分析了永州市各縣區30 a的風向風速基本特征規律，以期為今后的預報提供依據，進而提高風向風速預報質量。

1 資料與方法

文章利用永州地區1986—2015年的地面觀測資料，對永州地區11個國家氣象觀測站以20：00為日界的24 h最大10 min平均風速、風向進行統計，根據氣預函〔2014〕91號文件，預報風速≤3級時，即風速<5.4 m/s均認為風速風向預報正確，故文章重點研究4級及以上風力的統計特征[2-7]。上述地面觀測資料日最大風向風速缺測率僅為0.26%，滿足此次統計研究的要求；此外江華站(1990年)、冷水灘站(2008年、2014年)、寧遠站(2011年)涉及臺站搬遷，觀測環境發生變化，將在文章中單獨說明。

2 永州地區最大風速、風向總體分布特征分析

2.1 年際分布特征

2.1.1 最大風速年平均分布特征

對永州地區11個國家氣象觀測站點的日最大風速進行統計，結果表明，永州風力≤3級的站點占總數的72.9%，其中，祁陽站最多，為90.0%，江華站最少，為34.0%；江華、零陵、江永和道縣出現的次數均小于總數的70%。

永州地區≥4級風力各站年平均出現日數如圖1所示，江華≥4級風力年平均日數達240.1 d，由于江華站搬遷前后≥4級風力出現情況有較大變化，對1990年搬遷之后≥4級風力的天數進行統計，≥4級風力日數達到264.2 d；零陵站達160.1 d，江永站為137.8 d，道縣為125.0 d，冷水灘站為93.7 d(搬遷之后為130.6 d)。

圖1 永州地區1986—2015年≥4級風力各站年平均日數

對各站1986—2015年各等級風力進行分析，除江華站最大風力主要為3～5級外，其他站點的最大風力主要分布于2～4級。除零陵、冷水灘和江華之外，其他出現6級及以上最大風力年平均日數不超過1 d。上述研究表明，永州地區各站點除江華站外日最大風力主要集中于3級及以下，3級以上風力出現日數因站點分布不均存在較大差異且最大風力等級分布存在地區差異。因此，對于風力等級的預報需要重點關注。

2.1.2 最大風的風向年平均分布特征

對永州地區各站最大風風向30 a平均分布情況進行統計。統計結果顯示，江華和雙牌站最大風風向主要集中于NNW、N、NNE和NE；新田站NW、NNW和N最多，其他風向分布較為均勻；江永、藍山和東安站最大風風向主要集中于NEN、E和ESE，此外S風出現次數也較多；祁陽、寧遠、零陵、道縣和冷水灘站風向主要集中于N、NNE、NE和ENE。上述結果表明，永州地區各站最大風風向分布具有一定集中性，但個別站風向分布離散度較大。此外，部分站點的風向具有類似的分布規律，有較好的氣候一致性。

對永州地區各站最大風力≥4級的風向30 a平均分布情況進行統計。道縣、零陵和冷水灘站最大風力≥4級的風向集中于N至NE；新田和東安站主要為偏西南風，此外東安偏東風向也較多；祁陽和寧遠站主要集中于偏東北風和偏西南風向；江永站主要為偏南風向；藍山站主要為偏東風向；江華和雙牌站集中于NNW至N。結合各站風力等級分布特征和上述結果，永州地區各站最大風力≥4級的風向分布具有一個較明顯的特征：風力≥4級年平均日數多的站點其風向分布具有很強的集中性，道縣、零陵和冷水灘風力≥4級風向集中于偏北到正北，江華風向集中于正北，江永為正東風。

2.2 季節分布特征

2.2.1 各季最大風速≥4級分布特征

永州地區各站各季最大風速≥4級日數變化趨勢基本呈現夏季、春季、秋季、冬季遞減的趨勢，但雙牌、藍山、江永和江華站呈現出秋季或夏季最大風速≥4級年平均日數最少的特征，此外江永和江華呈現出不明顯的冬春多、夏秋相對偏少變化趨勢；統計年最大風速≥4級日數較多站點，發現冷水灘、道縣和零陵站呈現較明顯的季節差異，但是江永、江華各季變化不大，為全年最大風速≥4級出現日數最多地區。

2.2.2 最大風各季風向分布特征

對永州地區各站各季最大風力≥4級所對應的風向年平均日數進行統計，文章重點關注各季最大風力≥4級的日數中相同風向大于5 d的站點的分布情況，對不滿足條件的站點進行省略處理。永州地區冬季道縣、雙牌、冷水灘、江華和零陵站主要風向為NNW到NE，符合東亞冬季風特征，但江永站主要為ENE和E風向，對于其獨特的風向分布，需要進一步對其地形等諸多因素進行研究；春季江永站仍以偏東風向為主，江華站以NNW到N為主，SSW到S也出現10 d左右，零陵站以N到NE風向為主，藍山、冷水灘和道縣站主要風向為N到NNE和SSW到S；夏季各站均以南風或偏南風為主，但是江永站仍有5 d為偏東風；秋季除江永站以偏東風為主，其他站均以偏北風為主。上述研究表明永州各站秋冬季以偏北風為主，春季南北風均占較大比例，但北風更多，夏季以偏南風為主，江永站除夏季外，各季均以偏東風為主。

2.3 月際分布特征

2.3.1 最大風速≥4級日數月際分布特征

對各月各站風力≥4級出現日數情況進行統計可知，東安、祁陽和新田站各月風力≥4級平均日數變化趨勢及各月日數近乎一致，但總體出現日數較其他站少，在4月和7月出現兩個峰值，7月出現日數最多，為7 d左右，9月至次年2月出現日數很少；雙牌站3—4月出現日數最多，主要出現在2—5月和7月，其他月份較少；江永站呈現與其他站不同的分布特征，5—9月出現日數相對較少，10月至次年4月出現較多，且峰值出現在1月；道縣、藍山、冷水灘、零陵和寧遠站各月出現日數有一定差異，但各月變化趨勢較一致，呈現3—4月和7月雙峰型波動，9月至次年2月出現日數相對較少，但零陵站各月出現日數變化幅度較小；江華站全年各月出現日數基本在20 d左右，變化幅度小。綜上所述，永州地區大多數縣區風力≥4級日數有明顯的月際變化，多數站點風力≥4級日數在7月出現最多，另有江華站雖然3月出現最多，但僅比7月多0.2 d；此外江永和雙牌站風力≥4級日數最多月份分別出現在3月和4月；永州地區總體呈現3—8月風力≥4級日數多而其余月份日數較少的情況。

2.3.2 最大風的風向月際分布特征

對永州地區靜風以上等級風力的各月風向進行統計，結果表明，祁陽和冷水灘站全年除6月和7月最多風向為SSW外，其他月份均為NNE，但相對于其他月份，4月、5月和8月NNE所占比例較少；東安和江永站各月最多風向以E風為主，東安站6月和7月為SW風，10月為ESE，江永站除6月、7月其他月份均為E風；零陵、道縣和寧遠站各月風向以NNE或NE為主，其中6月、7月零陵站以SSE風最多，道縣站6—8月S風最多，寧遠6月、7月SW風最多；雙牌站1—4月NNW風最多，5月和8—12月以NNE或NE風為主，6—7月S風最多；藍山站全年除4—8月S風最多，其他月份均以ENE最多；江華站全年除6月、7月以S風最多，其他月份均為N風最多。此外對各站各月風向分布的集中程度進行分析，發現新田和祁陽站各月風向分布集中度較低，各風向分布較均勻，而江永和江華站風向最為集中，各月最多3個風向平均比例超過全部風向的2/3；此外，發現各月風向集中度在10月至次年3月較高，其他月份相對較小。

3 結束語

文章針對永州地區地形復雜，南北跨度大、風向風速預報難度較大的問題。對永州市1986—2015年11個國家級站點的10 min平均風向風速基本特征規律進行了分析，選取特征參量，進行歸納總結，得出不同時段風向風速具有代表性的分布特征，為今后預報提供參考依據。