锡林浩特市大风的分布特征

2023-12-13 01:31:21韩燕丽
农业灾害研究 2023年9期
关键词:大风风速特征

韩燕丽

摘要 主要利用锡林浩特市气象站点1954—2020年大风日数、风速等统计资料,采用数理统计、线性趋势分析等方法,针对大风的变化基本特征进行分析。结果表明:锡林浩特市出现大风日数较多,1954—2020年共出现大风1 645 d,年平均出现大风日数共25 d,并以1.777次/10年的速率呈明显下降趋势;以春季出现大风的次数最多,平均占比高达51.6%,而冬季出现的大风次数最少,平均占比仅为8.4%。锡林浩特市在春季较为容易出现大风天气,而夏季和秋季大风日数基本一致,冬季最少。

关键词 大风;大风日数;风速;特征

中图分类号:P425.61 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2023)09–0-03

近年来,在全球变暖的影响下,我国各类自然气象灾害发生的概率越来越高。大风气象灾害也不例外。大风可以引发多种气象灾害,尤其是在露天环境和海上。大风气象灾害是包括暴风、龙卷风、飑线、沙尘暴、风吹雪等气象灾害在内的具体统称,此类气象灾害的发生会对人们的正常生活和生命财产安全造成一定威胁。因此,以内蒙古锡林浩特市为例,展开大风气象分析。

锡林浩特市是中国内蒙古自治区的一个城市,也是锡林郭勒盟的政治、经济、文化、交通和信息中心。锡林浩特市位于内蒙古中东部,地处大草原、大戈壁和大黄土高原的交汇处,气候为温带大陆性气候,夏季较热,冬季非常寒冷。锡林浩特市的大风天气较为常见,研究锡林浩特市的大风分布特征具有一定的代表性,根据锡林浩特市气象站点关于大风相关一系列的资料进行研究,可以看出锡林浩特市出现的大风日数较多,主要是受到温带大陆性气候的影响。春季,受到东北季风和西南季风的共同影响,容易出现强风天气。其他季节相对稳定,大风天气较少。受天气系统的影响,锡林浩特市常常出现强风和沙尘暴天气。此外,大山和山谷也是影响锡林浩特市大风分布特征的重要因素。春季,西南季风和东北季风在锡林浩特市交汇,容易形成大风,气温也相对较低,大山和山谷是形成强风的主要原因。在高原和戈壁等地形地貌中,风速会增大,形成具有风蚀特征的地貌景观。因此,锡林浩特市的人们需要尤为关注天气预报和气象警报,及时采取措施,保障人民群众的生命财产安全。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

锡林浩特市位于内蒙古高原中部、锡林郭勒盟中部,是锡林郭勒盟政治、经济、文化和交通中心,毗邻5个旗,总面积14 785 km2。锡林浩特市属于中温带半干旱大陆性气候,气候特点是冬季严寒时间漫长,夏季温凉时间短,春秋风多干燥,锡林浩特市年平均气温为3.5 ℃,年平均降水量280.0 mm,年平均风速3.3 m/s[1]。

1.2 大风概况

大风是指瞬时风速≥17.2 m/s,风力达到8级以上的气象现象,在气象学中,通常将风速超过6级的风称为大风。大风可以分为阵风和持续风。阵风是指风速突然增大、持续时间较短的风,而持续风则是指风力比较稳定、持续时间较长的风。通常8级以上的大风会很容易造成灾害,给人们的生活带来影响,影响交通、建筑物的稳定性,影响农业,损坏房屋和车辆,折断树木及电杆,助长火灾等[2]。在极端的天气中,如台风、龙卷风等,大风的威力更是不容小觑,甚至会造成严重的破坏和人员伤亡。

1.3 资料来源

主要选用1954—2020年锡林浩特市大风日数、风速等统计资料,针对该地区大风的分布特征进行主要分析。其中,将春、夏、秋、冬四季的划分标准依次分为3—5月、6—8月、9—11月及12月—翌年的2月。

1.4 主要研究方法

主要采用线性趋势分析法等数理统计的方法,详细分析大风日数、极大风速的变化特征。回归方程可以表示为:

y=ax+b(1)

式(1)中,y表示第x个样本对应的气象要素数值,a为回归系数,b为常数。其中,a的绝对值能够较好地反映出气候要素的变化速率。a×10被称为气候倾向率,其单位为次/10年、

(m/s)/10年。

2 锡林浩特市大风分布特征

2.1 大风日数变化特征

2.1.1 年变化特征 从锡林浩特市的气象观测站多年大风日数的年际统计结果来看(图1),锡林浩特市大风天气受到季节气候、天气系统和地貌等因素的影响,不同年份的大风频率和强度有十分明显的变化。1954—2020年共出现大风1 645 d,年平均出现大风日数25 d。1954—1987年锡林浩特市年大风日数基本大于年平均值,而1988—2020年该地区年大风日数明显小于多年平均值,以1.777次/10年的速率呈现出明显的下降趋势。大风日数最多的年份是1972年,大风日数为65 d,有39年大风日数超过20 d。锡林浩特市大风年变化特征主要表现为年际变化较大[3]。

2.1.2 季节变化特征 从季节大风占比图(图2)可以看出,1978—2019年,锡林浩特市全年大风日数占比平均9.1%,最高占比1987年达15.3%,即1年中大风日数占56 d;大风天气主要集中在春季(3—5月),平均占比51.6%,最高占比為2006年,达74.2%,春季多风;夏季次之,平均占比为23.5%,秋季平均占比为16.5%,冬季平均占比为8.4%。可以得出,锡林浩特市春季是多风的季节,大风天气发生的频率和强度较高。这主要是由于春季受东北季风和西南季风的共同影响,春季气温变化较大,白天温暖,夜晚较冷,交汇处容易出现大风并伴随着沙尘暴的天气[4]。

2.1.3 不同种类大风基本特征 锡林浩特市地区大风天气主要由冷空气(寒潮)入侵造成大风天气,冷空气(寒潮)大风的年大风日数平均值为35.6 d,占大风日数的79.66%,而雷暴大风年大风日数平均值为1.1 d,占大风日数的0.01%,沙尘暴大风年大风日数平均值为3.8 d,占比为0.07%,其他类型大风年大风日数平均值为6.4 d,占比为12.52%。在不同的时间和季节,强风天气可能会以不同形式和强度出现,人们需要根据气象预报信息及时采取相应的预防措施,确保生命财产安全[5]。

2.2 風速变化特征

2.2.1 年平均风速变化特征 根据锡林浩特市1954—2020年的相关资料分析趋势(图3)可以看出,1954—2020年锡林浩特市年平均风速为3.4 m/s。1968—1987年、2002—2014年锡林浩特市的年平均风速较大,锡林浩特市的年平均风速为3~5 m/s,相当于北方地区平均水平,基本大于历年平均值。1988—1997年、2014—2020年锡林浩特市年平均风速较小,低于历年平均值。整体而言,锡林浩特市的年平均风速呈现减弱趋势,其变化速率为0.043 (m/s)/10年。其中,1972年与1978年平均风速最大,分别为4.1、4.2 m/s。此外,锡林浩特市的各个季节之间,风速也不同。春季是锡林浩特市最大风力的季节,而冬季风力则相对较小。由于锡林浩特市位于116°E,43°N左右的地理位置,风向呈现由南至北的概率较大[6]。

2.2.2 年极大风速变化特征 通过比较多年的气象观测数据,可以看出年极大风速的变化趋势,发现锡林浩特市年极大风速变化较为明显(图4)。2005—2020年,锡林浩特市年极大风速以0.39 (m/s)/10年

的速率呈现出一定的增加趋势,但平均增长趋势不明显[7]。其中,年极大风速的最大值为27.7 m/s,出现在2013年。年极大风速的最小值为18.5 m/s,出现在2011年。从锡林浩特市年极大风速变化特征趋势图可以看出,2011—2013锡林浩特市年极大风速呈现出逐年增加的趋势。锡林浩特市的年极大风速受到季节气候、天气系统和地貌等因素的影响,因此不同年份的极大风速会发生明显的变化。不同的区域之间风速存在差异,尤其是在山区、草原地区和城市地区,风速变化不同。在锡林浩特市不同地区,年极大风速存在一定的空间分布差异。总的来说,锡林浩特市的年极大风速变化表现出一定的规律性,这对制定防范措施、应对气象灾害具有一定的参考价值。

3 结束语

(1)从年大风日数变化特征来看,年际变化较大,锡林浩特市的年大风日数变化呈现出逐年减少的趋势,这可能与气候变化、环境改善等因素有关。锡林浩特市的年大风日数分布存在显著的季节性。其中,春季大风日数最多,夏季和秋季大风日数基本一致,而冬季大风日数最少。从空间分布差异来看,锡林浩特市不同地区的年大风日数存在一定的差异,草原和山区相对容易受到大风的影响。需要注意的是,由于锡林浩特市地理位置和气候环境不同,同一年不同时间段对大风日数的统计结果存在差异,因此在实际防风防灾工作中,需要根据具体情况进行评估,制定相应的预警和防范措施。

(2)从季节变化特征来看,春季是锡林浩特市大风日数较多的季节,其中,4月和5月的大风日数最多,往往会出现强沙尘暴和大风天气。由于锡林浩特市在春季开始回暖,大陆上气压与海洋上气压差异增大,大风天气较为常见。夏季的大风日数相比春季较为稳定,一般在10 d以下,时常有晴热少降雨天气。但在冷锋等特殊天气情况下,锡林浩特市的夏季也会出现强风天气。锡林浩特市的秋季也是大风天气较多的季节,尤以9、10月最为明显。其中,10月的大风日数最多,尤其是在中旬和下旬的气温下降和天气转凉时更为常见。冬季,锡林浩特市的大风日数相比其他季节有所减少,一般在7 d以下。但是,冬季的大风天气极易导致各种安全事故,公众应当注意防范。

(3)从年平均风速变化特征来看,参照相关的趋势图分析可以得出,锡林浩特市的风速不断下降,锡林浩特市的平均风速分布存在明显的季节性。其中,春季和秋季平均风速较高,夏季和冬季平均风速相对较低。锡林浩特市不同地区的平均风速存在差异。草原和山区与其他地区相比风速较大,而在市中心地区风速则相对较小。

(4)从年极大风速变化特征来看,近年来,锡林浩特市年极大风速整体呈现下降趋势。风速变化较为波动尽管整体呈下降趋势,但年极大风速变化趋势不稳定,存在较大的波动。年极大风速的变化受多种因素影响,最主要的是受气候变化的影响。

参考文献

[1] 谢东.锡林浩特市地面气象人工观测与自动观测风的变化特征分析[J].内蒙古科技与经济,2015(12):65-66.

[2] 李晓坤.锡林郭勒盟大风天气气候特点及分型研究[J].内蒙古科技与经济, 2021(19):86-87.

[3] 邹杰.1966—2015年普兰店地区大风变化特征分析[J].现代农业科技,2018(6): 183,188.

[4] 孙悦程,周丽丽,张悦.1966—2015年长海县大风变化特征分析[J].现代农业科技,2018(3):217,219.

[5] 张英华.1991—2020年乌拉盖大风变化特征分析[J].农业灾害研究,2021,11(3): 35-36.

[6] 陈秀莲,常佩静,杨宗英.阿拉善高原近50年大风天气变化特征分析[J].现代农业,2013(8):107-108.

[7] 乌尼尔,伊德尔呼.近44a呼伦贝尔市大风灾害天气分布特征及变化规律分析[J].科技创新与应用,2016(28):187.

Distribution Characteristics of Strong Winds in Xilinhot City

Han Yan-li (Xilingol League Meteorological Bureau, Xilinhot, Inner Mongolia 026000)

Abstract Used the statistical data of gale days and wind speed of Xilinhot meteorological station from 1954 to 2020 to carry out analysis and research. Used mathematical statistics, linear trend analysis and other methods to analyze the basic characteristics of gale changes. The results showed that there were many gale days in Xilinhot. From 1954 to 2020, there were 1645 gale days in total, and the annual average number of gale days was 25 days in total, Overall, there was a significant downward trend at a rate of 1.777 times per decade, with strong winds occurring mostly in spring, accounting for an average of 51.6%, while strong winds occur least frequently in winter, accounting for an average of only 8.4%. Xilinhot City was prone to strong winds in spring, while the number of strong wind days in summer and autumn was basically the same, with the least in winter.

Key words Strong wind; Number of windy days; Wind speed; Features

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