岱山休闲渔业作业时段内风力特征分析及在预报服务中的应用

摘 要：选取2015—2022年岱山地区7个气象站风向风速观测资料，采用线性趋势分析、风向风速频率玫瑰图等方法，分析了岱山休闲渔业作业时段内风力特征、实况与预报订正关系。结果显示：岱山北部地区平均风速为6.2 m/s，中部地区平均风速为5.2 m/s，南部地区平均风速为4.9 m/s。年内岱山衢山地区最多风向为N风，S风次之，W、WSW最少；岱山秀山地区最多风向是NNE风，NE次之；长涂地区SE风最多；岱山本岛附近海域以N风为主，NNE风次之。指标站实况风力在7级以上时与预报无较好的拟合关系。休闲渔业营运时段内大风日数占比较低，全年风力指标站的大风日数明显少于预报日数。

关键词：风力特征；预报服务；平均风速；大风日数

中图分类号：P457.5 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）10–0-03

风是表征空气水平运动的要素，一个区域的风向风速是由气压场和地形地势等环境因素决定的[1-3]。浙江省舟山市岱山县地处中纬度地带，属于典型的海洋性季风气候区。其地形复杂，风向和风速不仅受气压场分布的影响，而且受地形影响明显。因此，该地风向和风速的时空分布较为复杂。

2015年起，岱山县大力实施国家海洋战略，积极推进浙江舟山群岛新区主战场建设，岱山休闲渔业旅游产业呈现蓬勃发展的趋势，在提高社会效益、经济效益的同时，还要确保船只、旅客安全，具有较大的难度。为此，岱山县气象局通过实地调研，风力实时监控，结合各项预报产品制作了分区域作业海域的风力专项预报。基于此，采用线性趋势分析、风向风速频率玫瑰图等方法，分析岱山休闲渔业区域风向风速空间分布特征，以及风速的年、月变化特征，得出岱山附近海域风力特征。同时，分析2015—2022年休闲渔业营运时段内实况与预报风力资料，拓展到2017—2022年全年实况与预报风力之间关系，旨在为岱山近海作业船只、休闲渔业经济、风能资源开发等领域提供

参考。

1 资料来源与分析方法

岱山县共有46个气象观测站，其中风力观测站点有21个。结合岱山休闲渔业渔船运营时间段（2015—2022年，4月15日—11月15日07：00～18：00）分区域挑

选了7个风力测站实况风力数据，分区域讨论岱山的年平均风速、最大风速、极大风速以及风向风速空间分布、大风日数的差异。同时，筛选出2017—2022年舟山市气象台公众预报06：00风力数据，对比分析全年实况与预报之间的关系。

采用一元线性回归法分析岱山休闲渔业营运时段内平均风速时间变化特征，以及极大风速与最大风速的关系；利用风向风速玫瑰图分析风向风速频率变化；运用线性拟合的方式分析实况与预报风力之间的关系。

2 结果与分析

根据前期调研，结合岱山休闲渔业作业海域地理特征、遮蔽情况、休闲渔船营运区域，挑选出7个合适的气象观测站点。由表1可知，岱山区域平均风速由北向南逐渐减弱，且海上站点的平均风速均大于陆地测站的平均风速。由此可知，站点所处位置及有无遮蔽区域均对风速有一定的影响[4]。

表1" 岱山区域指标的站点信息

站号 站名 纬度/N 经度/E 海拔高度/m 风距地（平台）高/m 地址

K9510 秀山 30°10′54″ 122°08′40″ 50 10.3 秀山凉帽山

K9706 大峧山 30°13′11″ 122°8′56″ 25 10.3 高亭大峧山

K9705 狗头山 30°14′09″ 122°19′11″ 45 10.3 大长涂狗头山

K9707 东垦山 30°26′09″ 122°32′09″ 65 10.3 东沙东垦山

K9702 下海山 30°29′13″ 122°24′46″ 10 6.3 衢山下海山岛

K9704 文崇山 30°25′48″ 122°25′51″ 24 10.3 衢山文崇山岛

K9703 下三星 30°26′7″ 122°31′33″ 60 6.3 衢山下三星岛

2.1 平均风速时间变化特征

为了分析岱山区域风速特征，图1给出了岱山区域7个站点2015—2022年年平均风速变化趋势，从图中数据得出各站点2015—2022年的年平均风速。秀山站年平均风速为4.4 m/s，下海山站为6.0 m/s，下三星站为7.0 m/s，文崇山站为5.6 m/s，狗头山站为4.6 m/s，

大峧山站5.3 m/s，东垦山站5.8 m/s。综合来看，岱山北部地区平均风速为6.2 m/s，中部地区平均风速为5.2 m/s，

南部地区平均风速为4.9 m/s。

从各站点的年平均风速线性拟合来看，图a、b、g中站点的年平均风速整体呈缓慢减弱的趋势，2017—2018年平均风速值呈显著增加的趋势，之后呈减弱趋势，这可能与岱山县2017—2018年在台汛期受台风影响较多的因素有关。其他站点年平均风速值整体呈增大的趋势，其中，文崇山站点的风速变化是稳定增加的，而下三星站、狗头山站、大峧山站的风速都在某些年份呈显著增加的趋势，如下三星站风速值在2015

—2016年显著增加，狗头山站风速值在2021—2022显著增加，大峧山站风速值在2017—2018年呈增加趋势。

图1" 2015—2022年岱山区域站点年平均风速的变化趋势

2.2 风向风速频率变化

图2是利用2015—2022年岱山县7个气象观测站阵风为7级和8级的数据绘制出风向风速频率玫瑰图。由此看出，岱山南部地区（秀山站）7级和8级风以北东北（NNE）方向为主（分别为16%、20%），东北（NE）方向次之（均为13%）；其余风向下的7级和8级风大致相同，为7%，出现频率最低的为西南（SW）、西西南（WSW）风。

狗头山站（122°19′11″E，30°14′9″N）位于长涂镇大长涂岛狗头山嘴，站点海拔为45 m。东连大长涂本岛，南隔海面向南圆山岛，西面向大海，北面向大长涂本岛。7级风主要是以东南（SE）为主，8级风以北（N）为主。

东垦山站位于岱山本岛南部及秀山岛以北区域，7级风和8级风主要是以NNE方向为主，S方向的7级风次之，8级风是N风次之。

岱山县衢山地区的测站中的下海山站和下三星站7级风的主导方向以南东南（SSE）、南（S）为主，下海山站8级风主要方向是SSE，文崇山站和下三星站以N方向为主。

综上所述，岱山本岛附近的海域风力有7级风以上的主导方向以NNE为主，岱山衢山地区以S、N、SSE

方向为主，岱山长涂岛附近海域以SE、N方向为主。值得注意的是，当前统计年限较少，仍需大量数据进行分析与佐证。

图2" 2015—2022年岱山休闲渔业营运区域的风向和风速

3 实况与预报大风资料对比

3.1 实况与预报数据对比

选取各指标站在休闲渔业营运时段内大风实况与预报进行对比，剔除台风、低压影响时段内的大风。对两组数据进行回归分析，发现两者在7级和7～8级风时拟合效果不佳。当预报风力在7级以上时，受指标所在站点的位置、海拔等差异的影响，实况出现大风日数不同，可以看出在休闲渔业营运的215 d时段内，除狗头山站，其余站点实际大风日数占比均＜15%，这也就意味着在预报的基础上进行极大风订正的空间

较大[5-6]。

基于此，根据实况风力数据，分析了不同主导风向下实况极大风速与预报间的平均绝对误差。由表2可知，秀山站NNE和西北（NW）方向上风速偏差＞6 m/s，

其余方位上偏差基本处于4～5 m/s；东垦山站NNE和NW方向上风速偏差大部分为3～6 m/s；大峧山站风速偏差范围基本处于4～5 m/s；狗头山站除SW、NW方位，其余方向偏差在4.5 m/s左右；文崇山站变化差异较大，在东（E）、东东南（ESE）、SW、S方位上风速偏差为3～4 m/s；下三星站在ESE、SE、SSE、NE方位上风速偏差在5.5～6.0 m/s左右；下海山站ESE、SE、SSE方向下风速偏差在6～7 m/s，其余方向风速偏差在4 m/s左右。

表2" 不同主导风向下实况极大风速与预报间的平均绝对误差" " " " " " " " " " " " " " " " m/s

指标站点 不同风向下预报与实况间的平均绝对误差

N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SW NW

K9510 4.9 6.81 5.22 5.3 4.13 5.15 4.4 - 4.15 4.32 6.76

K9707 5.13 7.53 5.66 3.45 3.69 4.85 4.12 4.36 4.18 - 6.66

K9706 4.72 5.03 5.29 4.44 1.5 4.6 4.41 4.03 4.39 3.9 6.03

K9705 4.33 6.49 5.24 4.2 - - - - 4.31 4.55 8.4

K9704 2.96 7.36 6.57 5.24 3.9 3.6 5.75 - 3.03 2.8 11.4

K9703 3.7 5.60 5.34 3.8 - 6.50 5.88 5.6 - 0.3 9.7

K9702 2.92 4.67 4.47 4.25 - 6.2 6.06 7.75 4.38 0.1 10.4

3.2 实况与预报大风日数对比

受站点的地理位置、潮汐、风浪等多方面因素影响，各指标站的实况大风日数与预测大风日数存在一定差距[7-9]。通过对比2017—2022年全年的公众预报风力与实况风力可知，岱山休闲渔业指标站中实况大风日数明显少于预报日数，并且全大风日数呈现逐年呈现减少的趋势。因此，在保障人员安全的前提下，订正休闲渔业区域风力可以为休闲渔业从业人员和岱山经济带来一定的经济收益。

4 结论

（1）岱山北部地区平均风速为6.2 m/s，中部地区平均风速为5.2 m/s，南部地区平均风速为4.9 m/s。岱山区域年平均风速自北向南呈现逐渐减弱的趋势。

（2）岱山北部地区极大风速年平均值为13.4 m/s，中部地区为12.4 m/s，南部地区为11.9 m/s；岱山北部地区最大风速年平均值为10.7 m/s，中部地区为9.2 m/s，

南部地区为9.0 m/s。极大风速和最大风速的年平均值呈现自北向南减弱趋势。

（3）岱山衢山地区最多风向为N风，S风次之，W、WSW最少；岱山秀山地区最多风向是NNE风，NE次之；长涂岛地区SE风最多。岱山本岛附近海域以N风为主，NNE风次之。

（4）岱山北部区域大风日数呈现增加趋势，岱山中部地区呈现减少趋势，岱山南部地区大风日数始终在年平均大风日数以下。

（5）休闲渔业营运时段内大风日数占比较低，全年风力指标站的大风日数明显少于预报日数。

参考文献

[1] 杨晓玲，李兴宇，李岩瑛，等.甘肃武威站新旧址风速资料对比分析[J].干旱区地理，2020，43（5）：1253-1260.

[2] 王雷，王坚侃.海岛地区分区大风预报探讨[J].气象科技， 2005（5）：404-407.

[3] 黄辉，陈淑琴.舟山海域风力分布特征分析[J].海洋预报， 2006（1）：76-80.

[4] 杨忠恩，黄辉，何志军，等.海岛测风站资料分析及其在航线预报服务中的应用[J].象，2003（6）：50-53.

[5] 司鹏，梁冬坡，朱男男，等.黄渤海海域16个石油平台站风速资料的初步质量检测[J].海洋预报，2020，37（1）：43-49.

[6] 於敏佳，刘菡.舟山地区各气象站风速的高度订正法[J].气象研究与应用，2018，39（1）：81-84.

[7] 蔡彦枫，王海龙，周川，等.基于长期实测资料的风速测量相关推测方法对比[J].南方能源建设，2017，4（3）：97-102，106.

[8] 陈艳春，王娜，顾伟宗，等.环渤海区域再分析资料地面风速场的适用性对比分析[J].海洋气象学报，2017，37（1）：67-72.

[9] 刘学锋，梁秀慧，任国玉，等.台站观测环境改变对我国近地面风速观测资料序列的影响[J].高原气象，2012，31（6）： 1645-1652.

收稿日期：2024-07-15

作者简介：于梦颖（1993—），女，江苏淮安人，工程师，研究方向为雷电物理、雷暴电学。