统计年限对风向频率统计结果的影响分析

李志龙　谷洪钦　陈春喜

摘要 风向是很多项目建设、工程设计中需考虑的一个重要因素，而统计年限是影响风向频率统计结果最重要的影响因素之一，在此通过大量统计对比，分析了统计年限对风向频率的总体分布、主导风向的影响，同时发现统计年限对风向频率的影响往往与地形有着密切的关系。

关键词 风向频率；主导风向；统计年限；影响分析

中图分类号 S161 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2014）03-00878-04

Abstract Wind direction is very important for many projects and engineering design， and statistic years is one of the most important factors for wind direction frequency statistical results. The effect of statistic years on wind direction frequency distribution and dominant wind direction were analyzed， and it was found that the effect is often closely related to terrain.

Key words Wind direction frequency； Dominant wind direction； Statistic years； Influence analysis

风向与人们的生活息息相关，也是生产中很多领域需要考虑的一个重要因素。如在城市规划中，为避免工业污染对居民的影响，一般将工业放在主导风向的下风向，而居民区放在主导风向的上风向；飞机起飞或降落最好选择逆风方向，所以飞机跑道最好与主导风向一致；火电厂厂址选择、厂区布置、大气污染影响评价，以及输电线路导线受力计算、风偏计算等，均需要考虑风向的分布。

影响风向频率统计结果的因素有很多，如统计期长度（可视为统计年限）、观测次时（如1日4次定时观测数据）、静风的定义（如≤0.2 m/s时为静风）、风向划分（如8风向或16风向）等。风向频率分布可能因为上述原因导致最后统计结果偏差较大，甚至截然不同，给项目建设带来决策性的失误而无法挽回。统计年限是最重要的影响因素之一，亦存在各不同规范、不同规定的问题，如刘琪采用不同年限统计的主导风向几乎相反[1]。笔者根据18个国家气象（台）站资料，通过统计分析，深入探讨统计年限对风向频率统计结果的影响。

1 资料与方法

1.1 统计年限的规范要求

由于各风向频率年际间存在差异，而风向频率统计一般是多年统计均值，使得因统计年限不同而导致最后统计结果不完全一致。对于风向频率的统计年限，不同规范、不同阶段的规定也不尽相同（表1）。

1.2 资料选取 选取18个国家气象（台）站资料，分布范围约86°～132°E、24°～48°N，涵盖平原、丘陵、山区等不同地形，内陆、沿海等不同地域。

统计年限1、3、5、10、15年时，分别有15个（分布在8个站）、9个（分布在5个站）、8个（分布在5个站）、5个（分布在3个站）、3个（分布在1个站）统计值误差超出5.0%，所占比例分别为5.2%、3.1%、2.8%、1.7%、1.0%；统计年限20年时，所有统计值误差均在4.0%以内；统计年限25年时，所有统计值误差均在2.0%以内。由此可见，当统计年限较少时，风向频率出现较大误差的可能性很大，特别是统计年限1年时，按此比例推算，16个风向大致就有1个风向频率的误差超过5%；当统计年限较多时，误差值很小，且出现较大误差的可能性较小，如15、20、25年，但个别站却有多个风向频率误差较大，如统计年限15年时3个较大误差出现在同一个站；此外，统计发现各站点风向频率分布年际变化相对稳定，但一般受地形影响较大的站点，各种统计年限风向频率的误差也较大，说明风向频率分布年际变化较大，如地势平坦的郊区站点和东北-南-西三面环山的站点（图3）。

2.2 统计年限对主导风向的影响

仅从区域地形地势分析，从各站点1、3、5、10、15、20、25、30年统计年限统计结果（表4）可以看出，受地形影响较小，且主导风向明显时，虽存在年际变化，但由于主导风向占主导地位，不容易因统计年限不同而发生变化，或随着统计年限增加，主导风向较稳定，如站点1～9、图4a。受地形影响较小，但主导风向不明显，存在多个主要风向时，由于风向频率的年际变化，主导风向容易因统计年限不同而发生变化，但总体分布

较稳定，如站点

11～13、圖3a；风向频率分布与地形关系密切，主导风向不稳

定，但集中在几个方位时，主导风向容易因统计年限不同而变化，甚至截然相反，如站点15～18、图4b；受地形影响较大，风向频率分布和主导风向均不稳定时，随统计年限的增加，主导风向仍可能出现较大变化，如站点14、图3b。

3 结论与讨论

（1）随着统计年限的增加，风向频率最大绝对误差及其百分率、平均绝对误差及其百分率基本均呈减小趋势，且变幅趋小。

（2）对于风向频率的总体分布，一般风向频率分布年际变化相对稳定；但当受地形影响较大时，因风向频率分布年际变化较大，不同统计年限统计结果可能存在较大差异。

（3）统计年限对主导风向的影响，往往跟地形有密切关系，主要表现在：①当受地形影响较小，且主导风向明显时，主导风向一般不随统计年限发生变化，或随着统计年限的增加，主导风向趋于稳定；②当受地形影响较小，但主导风向不明显，存在多个主要风向时，主导风向容易因统计年限不同在主要风向（可能是相反方向）间变化，但总体分布较稳定；③当受地形影响较大时，主导风向往往不稳定，不同统计年限差异较大，视地形影响情况，可能仅集中在个别甚至更多方位（可能是相反方向）间变化。

（4）由于文中所采用的数据为逐日4次定时资料，以及对地形的影响分析仅从区域地形地势分析，而未考虑建筑物的因素，可能存在一定的偏差。

参考文献

[1] 刘琪.关于风向频率统计中若干问题的商榷[J].河南电力，1995（1）：25-26.

[2] 谢永平，王佩华，柳恕，等.DL/T 5252-2010，火力发电厂环境影响评价气象测试技术规定[S].北京：电力出版社，2000.

[3] 能源西南电力设计院.SDGJ 95-1990，火力发电厂污染气象测试技术规定（试行）[S].北京：中国电力出版社，2010.

[4] 张良忠，熊海星，尹亮.DL/T 5158-2012，电力工程气象勘测技术规程[S].北京：中国电力出版社，2012.

[5] 国家环境保护总局.HJ/T 2.2-93，环境影响评价技术导则 大气环境[S/OL].（1993-09-18）http：//www.docin.com/p-109942211.html.

[6] 环境保护部环境工程评估中心.HJ 2.2-2008，环境影响评价技术导则 大气环境[S].北京：中国环境科学出版社，2009.