哈巴河縣大風氣候特征分析及對農業的影響

李書嘯

（新疆阿勒泰地區哈巴河縣氣象局 新疆阿勒泰 836700）

大風是影響哈巴河縣的災害性天氣之一，哈巴河縣一年四季均有大風，春季、冬季多，夏季、秋季少。大風對交通運輸、電力設施、農業生產等方面構成嚴重威脅，對群眾的生產生活也造成了極大的影響[1]。因此，分析研究哈巴河縣大風的變化規律，對大風預報及科學地預防風災、改善居民的生產生活具有十分重要的意義。

1 研究資料和方法

大風資料來源于哈巴河縣國家基本氣象站2010年—2022 年的地面氣象觀測資料。本文選取對居民生產生活有較大影響的大風發生的日數作為統計分析的對象。

風對人的體感溫度有很大影響。據科學研究，當氣溫在0 ℃以上時，無風時的體感溫度為10 ℃，3級風（3.4 m/s～5.4 m/s）時的體感溫度為5 ℃，6 級風（10.8 m/s～13.8 m/s）時的體感溫度為-1 ℃，7 級風（13.9 m/s～17.1 m/s）時的體感溫度為-3℃。當氣溫在0 ℃以下時，無風時的體感溫度為-10 ℃，7 級風時的體感溫度為-21 ℃。由此可見，人對冷暖的感覺與風速有著極其密切的關系。風是影響人們生產生活的重要氣象因素，故本文選取極大風速≥12 m/s、≥15 m/s、≥17 m/s 的發生日數作為分析對象。

由于刮風一般是斷斷續續的，所以本文統計數據時規定如下：在一天內（20?00—次日20?00），凡記載有上述極大風速的現象，無論在此期間出現了多少次大風，均計為一個大風日。

2 大風氣候特征

2.1 年際變化

圖1 為哈巴河縣年大風日數和年平均大風日數。由圖1 可知，哈巴河縣13 年出現極大風速≥12 m/s 的年大風日數共計1 443 次，年平均大風日數為111 d，其中最多年大風日數為2010 年的135 d，最少年大風日數為2022 年的93 d；極大風速≥15 m/s 的年大風日數共計489 次，年平均大風日數為37.6 d，其中最多年大風日數為2010 年的56 d，最少年大風日數為2022年的22 d；極大風速≥17 m/s 的年大風日數共計167次，年平均大風日數為12.8 d，其中最多年大風日數為2012 年的21 d，最少年大風日數為2022 年的6 d。

圖1 哈巴河縣2010 年—2022 年年大風日數和年平均大風日數

在這13 年中，極大風速≥12 m/s、≥15 m/s、≥17 m/s 的年大風日數高于平均值的年數分別為6 年、8 年、5年，低于平均值的年數分別為7年、5年、8年，總的變化趨勢呈3 個峰值，分別出現在2010 年、2013年—2015 年、2018 年（≥12 m/s 的662 d，≥15 m/s的306 d，≥17 m/s 的88 d），2019 年以來年大風日數一直低于平均值。從圖1 可知，年大風日數總體呈下降趨勢，2019 年以后均低于平均值。

2.2 季節變化

哈巴河縣屬大陸性北溫帶寒冷氣候，春秋較短，冬季較為漫長，通常四季劃分為春季4 月—5 月、夏季6 月—8 月、秋季9 月—10 月、冬季11 月—次年3 月。哈巴河縣2010 年—2022 年累計各季節大風出現日數統計見表1，大風日數隨季節變化非常明顯，春季和冬季多、夏季和秋季少，尤以冬季最多[2]。冬季風速≥12 m/s、≥15 m/s、≥17 m/s 的大風日數占年大風日數（13 年累計）的36.6%、45.6%、38.9%，秋季最少，占年大風日數（13 年累計）的13.3%、9.4%、9.6%。

表1 哈巴河縣2010 年—2022 年各季大風出現日數（累計）

2.3 月際變化

圖2 為哈巴河縣月平均大風日數變化圖。從圖2可以看出，大風在5 月最多，極大風速≥12 m/s、≥15 m/s、≥17 m/s的月平均大風日數分別為15.5 d、6.8 d、2.7 d，根據圖1，可以算出分別占對應風速年大風平均日數的13.9%、18.0%、21.0%；極大風速≥12 m/s的月平均大風日數3 月次多，為11 d，根據圖1 得出占對應風速年大風平均日數的 9.9%；極大風速≥15 m/s、≥17 m/s 的4 月次多，分別為5.0 d、2.2 d，根據圖1 得出占對應風速年大風平均日數的13.3%、17.2%；極大風速≥12 m/s、≥15 m/s 的8 月達到最小值（4.6 d、1.2 d），極大風速≥17 m/s 的7 月達到最小值（0.3 d），根據圖1 得出分別僅占對應風速年大風平均日數的4.1%、3.2%、2.3%；9月之后開始逐月增加。

圖2 哈巴河縣2010 年—2022 年月平均大風日數

2.4 風向及其原因

圖3 為哈巴河縣2010 年—2022 年的風玫瑰圖。從圖3 可以看出，哈巴河縣風向以偏東風和偏西風為主，東風出現的次數最多，其次為西風，其他方向的風出現的次數較少。哈巴河縣以東、西風為主要風向的原因主要是受地形的影響，哈巴河縣城位于哈巴河縣南部平原，北部為山區，南部與吉木乃接壤，吉木乃南部為高山區，故風向以東、西風為主。

圖3 哈巴河縣2010 年—2022 年風玫瑰圖

2.5 大風類型及季節變化成因

按大風形成原因區分，影響哈巴河縣的有寒潮大風、雷雨大風、低壓大風等3 種類型。哈巴河縣大風日數的季節分布呈現春季和冬季多、夏季和秋季少的特點，這和影響哈巴河天氣的大氣環流季節變化息息相關[3]。在春季和冬季，蒙古高壓常常盤桓于蒙古高原，這是造成春季和冬季多大風日的主要原因。

3 大風對農業的影響與防范大風對策

3.1 大風對農業的影響

3.1.1 大風調節農田小氣候環境

風對農田的影響主要體現在增加空氣湍流速率，加快地面與空氣的熱量交換，促進土壤水分蒸發和植物蒸騰作用。此外，風還能調節植物周圍的溫度、水汽和二氧化碳含量，有助于植物進行光合作用。根據觀測結果，風速對湍流交換速度的影響取決于風速的大小。當風速不足3 m/s 時，熱力因素對湍流交換速度的影響更大；而當風速超過3 m/s 時，動力因素成為主要影響因素，并與湍流交換速度呈正相關關系。因此，大風能夠不斷更新作物群體內部的空氣，從而調節植株間的溫度、水汽和二氧化碳含量。

3.1.2 風害

風害是指大風對農業生產造成的危害。直接危害表現為土壤風蝕沙化，對農作物造成機械損傷和生理危害，同時還對農事活動和農業設施造成破壞。間接危害體現在大風傳播病蟲害，加速污染物擴散。大風會加快植物蒸騰速度，增加植物對水分的需求，導致氣孔關閉，降低光合作用強度。在哈巴河縣，春季和夏季的大風會加劇作物的旱害，冬季的大風會加重越冬作物的凍害。強風天氣會導致林木和作物倒伏、斷枝、落葉、落花、落果等現象出現，對作物產量和品質有較大影響。大風還會加劇干旱情況，加速土壤水分消耗，引發風蝕問題。由于哈巴河縣屬于干旱地區，一旦干旱季節出現大風天氣，會加快土壤水分的消耗速度，加劇旱情，同時還會吹走地面的表土，引發風蝕問題。大風可傳播病原體，使得作物病害進一步蔓延。例如，在春季偏南風的作用下，小麥銹病孢子會向北傳播，到達冷涼地區越夏，進而影響當地作物生產。大風還會幫助害蟲遷飛，使得其危害范圍不斷擴大。

3.1.3 風沙害

大風天氣出現時，會將地面上的風沙吹起，使得空氣渾濁，能見度不足1 000 m，對農業的危害主要表現有[4]：（1）風沙淹沒農作物，侵蝕土壤，影響土壤分離。若農作物生長過程中遇到土壤風蝕，會造成根系暴露在空氣中，進而影響作物生長發育。（2）對冬小麥的影響。相關研究結果表明，若風沙出現在小麥出苗后的7 d～14 d 內，作物干物質的損失最為嚴重。在植株長大后，因總葉數增加，葉片間會有一定的保護，風沙對作物危害強度降低。（3）延緩作物發育。風沙會延緩冬小麥抽穗時間，冬小麥出苗后遇到風沙災害，可使次年收獲的干重下降；若是在初春時期遇到風沙災害，也會降低小麥穗數，影響產量。

3.2 防范大風對策

3.2.1 提高大風天氣預報服務的時效性

為了提高大風天氣預警信息的時效性，哈巴河縣氣象局應加強與通信運營商的合作，確保預警信息能夠及時傳達給所有應急責任人。同時，與廣播電視臺合作，共同發布大風災害性天氣預警信息，確保信息傳達的及時性。除了傳統的電視臺和廣播，還可以通過手機短信、社交媒體等多種渠道將預警信息傳播給相關單位、農戶和農業服務對象。此外，還可以提供電話直通服務，使大家能夠及時制定防御措施，保護農作物免受損害。哈巴河縣氣象局還應不斷拓寬預警信息發布渠道，以滿足不同人群的需求，幫助他們做好防范大風的準備工作。

3.2.2 加強土地治理，防止土壤風蝕

哈巴河縣可以通過植被的恢復和建設，提高土地的植被覆蓋率，減少風蝕的發生。（1）采用植樹造林、草原恢復等方式，增加植被覆蓋面積。（2）采用施肥、翻耕、覆蓋等方式，改善土壤結構和性質。加強土地保育和改良，增加土壤的水分和肥力，提高土地的抗風蝕能力。（3）采用喬、灌、草結合的方式，建設不同類型的防風林帶，提高防風能力。（4）采用控制流域、建設護坡、加固道路等方式，降低土地風蝕風險。（5）采用修建溝渠、建設坡耕地、加固河岸等方式，提高土地的保持能力。

4 結論

（1）對近13 年大風天氣資料分析表明，哈巴河縣年大風日數呈現逐年減少趨勢，尤其是2019 年以來年大風日數一直低于平均值。（2）大風日數隨季節變化明顯，春季和冬季多，夏季和秋季少。（3）大風日數隨月份波動變化，5 月最多，7 月、8 月最少，9 月之后開始逐月增加。（4）哈巴河縣以東、西風為主，東風的頻次高于西風。（5）大風對農作物有影響。