漳州市石亭新站与旧站风向风速的差异分析

摘 要：对比分析2021年9月—2022年8月漳州石亭新站、大通北旧站的观测资料。结果表明：石亭新站2 min平均风速、10 min平均风速、最大风速、极大风速、瞬时风速均比旧站偏高，2 min平均风速的风向、10 min平均风速的风向、最大风向、极大风向、瞬时风向和旧站也存在明显的差异。

关键词：漳州；风向风速；对比观测

中图分类号：P412.1 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）10–0-03

2021年1月，漳州站59126观测场由芗城区大通北路迁移至石亭镇马坪村北侧山包，新观测场位于旧址的西北方。新观测场海拔比旧址高28.1 m，气压表海拔比旧址高28.3 m。为掌握新、旧测站因地理位置，尤其是海拔和周围环境不同而形成的新旧站气象要素中风向风速的差异，为气象业务服务中使用漳州石亭有关气象资料提供一定的参考，根据2021年9月—2022年8月气象观测资料对比分析了石亭新旧站的风向风速的差异。

1 风速

1.1 2 min平均风速

由表1可见，石亭新站2 min月平均风速均比旧站大，差值变化范围在0.1～0.8 m/s。 10、11、2月新旧站的2 min平均风速差较大，差值变化范围在0.5～0.8 m/s。

6月和7月新旧站2 min平均风速差值为0.2 m/s；1、3、5、8月新旧站2 min平均风速差值为0.3 m/s；9月新旧站2 min平均风速差值最小为0.1 m/s。新、旧站年2 min平均风速差值为0.4 m/s。由表6可见，石亭新站

2 min平均风速有328 h正点数据的风速为静风，旧站没有静风现象。

1.2 10 min平均风速

由表2可见，石亭新站10 min平均风速均比旧站偏大，差值变化范围在0.1～0.8 m/s。 10、11、12、2月新旧站10 min平均风速差较大，差值变化范围在0.5～

0.8 m/s。9月新旧站10 min平均风速差值最小，为

0.1 m/s，新旧站年10 min平均风速差值为0.4 m/s。由表6可见，石亭新站10 min平均风速有241 h正点数据的风速为静风，旧站没有出现静风现象。

表2" 2021年9月—2022年8月石亭新旧站的

10 min平均风速对比

月份 新站/（m/s） 旧站/（m/s） 新旧站差值/（m/s）

2021年9月 1.9 1.8 0.1

2021年10月 2.3 1.8 0.5

2021年11月 2.4 1.6 0.8

2021年12月 2.0 1.5 0.5

2022年1月 1.8 1.5 0.3

2022年2月 1.9 1.4 0.5

2022年3月 2.0 1.6 0.4

2022年4月 2.2 1.8 0.4

2022年5月 1.8 1.5 0.3

2022年6月 1.7 1.5 0.2

2022年7月 2.1 1.8 0.3

2022年8月 2.1 1.8 0.3

年平均 2.0 1.6 0.4

1.3 最大风速

最大风速是指在某个时段内出现的最大10 min平均风速值，由表3可见，石亭新站最大风速均比旧站偏大，差值变化范围在0.2～1.0 m/s。11、2月新旧站的风速差较大，差值变化范围在0.6～1.0 m/s。9月新旧站最大风速的差值最小，为0.1 m/s，新、旧站年最大风速平均差值0.4 m/s。从表6可见石亭新站最大风速存在

19 h正点数据的风速为静风，旧站没有静风现象。

表3" 2021年9月—2022年8月石亭新旧站的最大风速

月份 新站/（m/s） 旧站/（m/s） 新旧站差值/（m/s）

2021年9月 2.6 2.4 0.2

2021年10月 2.9 2.4 0.5

2021年11月 3.1 2.1 1.0

2021年12月 2.6 2.1 0.5

2022年1月 2.4 2 0.4

2022年2月 2.5 1.9 0.6

2022年3月 2.6 2.1 0.5

2022年4月 2.8 2.3 0.5

2022年5月 2.4 2 0.4

2022年6月 2.3 2 0.3

2022年7月 2.7 2.4 0.3

2022年8月 2.8 2.4 0.4

年平均 2.6 2.2 0.4

1.4 极大风速

极大风速是指某个时段内出现的最大瞬时风速值，由表4可见，石亭新站极大风速除9月和6月低于旧站，均大于旧站，差值变化范围0.1～0.8 m/s。11、2月新旧站的极大风速差较大，差值变化范围0.4～0.9 m/s。新旧站年平均极大风速差值0.2 m/s。2021年9月—2022年8月石亭新站极大风速≥17 m/s的大风日数有3 d，分别是2022年4月24日16：00，风速18.0 m/s；2022年7月27日16：00，

风速17.7 m/s；2022年7月31日17：00，风速19.0 m/s。同期旧站没有大风日数。

1.5 瞬时风速

瞬时风速是指3 s的平均风速。由表5可见，石亭新站瞬时风速均比旧站偏大，差值变化范围0.6～1.4 m/s。

10、11月新旧站的瞬时风速差较大，差值变化范围在1.1～1.4 m/s；6、9月的新旧站瞬时风速差值最小，为

0.6 m/s。新旧站年平均瞬时风速差值0.8 m/s。

1.6 新、旧站不同风速下静风对比

由表6可见，石亭新站2 min平均风速有328 h正点数据的风速为静风，旧站没有静风现象；石亭新站10 min平均风速有241 h正点数据的风速为静风，旧站没有静风现象；石亭新站最大风速有19 h正点数据的风速为静风，旧站没有静风现象；石亭新站极大风速有20 h正点数据的风速为静风，旧站没有静风现象；石亭新站10 min平均风速有289 h正点数据的风速为静风，旧站没有静风现象。

表4" 2021年9月—2022年8月石亭新旧站的极大风速对比

月份 新站/（m/s） 旧站/（m/s） 新旧站差值/（m/s）

2021年9月 3.9 4.0 -0.1

2021年10月 4.4 4.2 0.2

2021年11月 4.5 3.6 0.9

2021年12月 3.8 3.5 0.3

2022年1月 3.5 3.5 0

2022年2月 3.6 3.2 0.4

2022年3月 3.8 3.7 0.1

2022年4月 4.2 4.1 0.1

2022年5月 3.4 3.4 0

2022年6月 3.3 3.4 -0.1

2022年7月 4.0 3.9 0.1

2022年8月 4.2 4.0 0.1

年平均 3.9 3.7 0.2

表5" 2021年9月—2022年8月石亭新旧站的瞬时风速对比

月份 新站/（m/s） 旧站/（m/s） 新旧站差值/（m/s）

2021年9月 2.4 1.8 0.6

2021年10月 2.9 1.8 1.1

2021年11月 3.0 1.6 1.4

2021年12月 2.4 1.5 0.9

2022年1月 2.2 1.5 0.7

2022年2月 2.3 1.4 0.9

2022年3月 2.4 1.7 0.7

2022年4月 2.7 1.8 0.9

2022年5月 2.2 1.5 0.7

2022年6月 2.1 1.5 0.6

2022年7月 2.5 1.8 0.7

2022年8月 2.6 1.8 0.8

年平均 2.5 1.7 0.8

表6" "2021年9月—2022年8月石亭新旧站静风时长对比" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "h

指标 2 min平均风速 10 min平均风速 最大风速 极大风速 瞬时风速

新站静风 328 241 19 20 289

旧站静风 0 0 0 0 0

2 风向

风向是指风的来向，最多风向是指在规定时间内出现频数最多的风向。对2021年9月—2022 年8月风向频率的统计，可以看出石亭新、旧站最多风向及频率相差较大。据统计，2 min平均风向频率中旧站的最多风向为ESE风，占总频率的14.0%，石亭新站的最多风向为SE风，占总频率的15.7%；10 min平均风向频率中旧站的最多风向为ESE风，占总频率的15.5%，石亭新站的最多风向为SE风，占总频率的16.0%；最大风向频率中旧站的最多风向为ESE风，占总频率的17.9%，石亭新站的最多风向为SE风，占总频率的19.0%；极大风向频率统计中旧站的最多风向为ESE风，占总频率的16.2%，石亭新站的最多风向为SE风，占总频率的19.0%；瞬时风向频率统计中旧站的最多风向为ESE风，占总频率的12.6%，石亭新站的最多风向为SE风，占总频率的16.1%。

分别对2 min平均风向、10 min平均风向、最大风向、极大风向和瞬时风向进行统计（图1～图j），可以看出旧站以ESE风为主导风向，石亭新站则以SE风为主导风向。

a.旧站2 min平均风向；b.新站2 min平均风向；c.旧站10 min平均风向；d.新站10 min平均风向；e.旧站最大风风向；

f.新站最大风风向；g.旧站极大风风向；h.新站极大风风向；i.旧站瞬时风风向；j.新站瞬时风风向

图1" 石亭新旧站2 min平均风向、10 min平均风向、最大风向、极大风向和瞬时风向统计

3 气象要素产生差异的原因

3.1 新旧站海拔变化的影响

（1）因气温、气压随海拔的升高而下降，风速随海拔的升高而增大。由于石亭新站观测场海拔比旧站高28.1 m，

在近地面层，气压随海拔的变化根据拉普拉斯气压高度差简化订正公式ΔP＝–ΔH/8来计算。可知△P＝

–3.5 hPa，与实况差值比较接近。因此，石亭新站的气温、气压均比旧站偏低，风速比旧站略偏大，与上述变化规律相吻合。

（2）石亭新站月平均风速比旧站略偏大；差值变化除了与海拔有关，还会受到观测场所处地理位置、周边环境及当时的天气系统等影响[1]。

3.2 新旧站周围环境变化的影响

石亭新站位于城郊，旧站位于城区，石亭新站周围无建筑物阻挡，导致风速增大[2]。石亭新站比旧站风速大，也会导致城郊气温比城区低，形成旧站的城市“热岛效应”现象。城市“热岛效应”现象一般夜间也比白天明显，夜间气温下降会受到城市“热岛效应”的影响[3]。

温度数据显示，新、旧站平均最低气温的年平均差值为0.8 ℃，平均最高气温的年平均差值为0.7 ℃，最低气温一般出现在夜间，最高气温出现在白天，所以位于城区的旧站址受到“城市热岛效应”的影响，才出现夜间最低气温偏高的现象[4-9]。

4 结论

（1）通过统计2 min平均风速、10 min平均风速和最大风速新旧站的年差值都为0.4 m/s，可见石亭新站的风速比旧站同期明显偏大；极大风速新旧站年差值不太明显，差值为0.2 m/s，瞬时风速新旧站年差值比较明显，差值为0.8 m/s。

（2）石亭新站周围无建筑物阻挡，导致风速明显增大。因此，石亭新站大风天数，明显比旧站偏多。

（3）新旧站最多风向及频率相差较大，旧站以ESE风为主导风向，石亭新站则以SE风为主导风向。

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收稿日期：2024-08-11

作者简介：沈丽芬（1974—），女，福建浦城人，工程师，研究方向为应用气象数据整理和分析。