三沙市永兴岛低空风的变化

张云清，邢旭煌，欧阳海霞

(1. 海南省三沙市气象台，海南 西沙 573900;2. 兰州大学大气科学系，甘肃 兰州 730000;3. 海南省气象局，海南 海口 570203)

1 引言

西沙群岛是我国南海四大群岛之一，由永兴岛和宣德群岛组成，永兴岛是西沙最大的岛屿，距离海南岛180 多海里的东南面。海拔高度5.4 m，地处南海中西部，属于气象学中亚热带海洋性气候。三沙气象局是国家基准气候站简称基准站。是根据国家气候区划以及全球气候观测系统的要求，为获取具有充分代表性的长期、连续气候资料而设置的气候观测站，是国家气候站网的骨干，必要时可承担观测业务试验任务。随着2012年三沙市的成立，三沙地区已成为军事和旅游的重要基地。本文利用三沙市气象局在永兴岛近年的高空探测资料，分析永兴岛地区低空风的分布特征，为本地区以后的航空、风能的使用及季风变化规律的研究提供科学依据。

2 资料来源及统计方法

本文采用三沙市永兴岛高空探测站2006年3月—2011年12月地面到1 500 m 高度的低层风场的资料进行统计分析，统计低空风风向在16个方位年、季的主导风向及对各层风速进行年平均、季、月平均统计分析。

3 三沙市低空风的变化特征分析

3.1 低空风的风向特征

图1 为2006年3月—2011年12月三沙高空气象探测站所测地面—1 500 m(地面、500 m、1 000 m、1 500 m)的方位，按16个方向的低空风向总分布情况。地面—1 500 m 出现最多的风向是NE、ENE，NE 风向最多时一层中就有464 次，地面—1 500 m 低空出现最少的风向是WNW、NW、NNW，其中NW 风最少时一层只有9 次。从图1 可看出，地面—1500 m 不同高度的风向变化大致相同，各层主要为NE－ENE、S－SSW 之间，占52.7%，静风共出现7 次。

图1 三沙地面—1 500 m 低空风风向变化特征

3.1.1 春季风向的变化特征 图2 为2006年3月—2011年12月三沙高空气象探测站所测地面—1 500 m 春季(3—5月)风向变化曲线图，从图可看出，春季地面—1 500 m 不同高度的风向变化大致相同，风向主要集中在NE－ENE、SSE－SSW，其它风向有些散乱，地面—1 500 m 高度的风向分布为双峰状。地面风向主要以NE－E、S 风向为主占66.7%，SW－NNE 风向最少为7.4%;500 m 风向主要以NE－E、S－SSW 风向为主占64.7%，SW－N 风向最少为6.5%;1 000 m 风向主要以NE－ENE 风向为主占53.2%，SW－N 风向最少为6.9%;1 500 m 风向主要以NE－ENE 风向为主占62.5%，SSE－SW 风向最少为13.0%。

图2 三沙春季地面－1 500 m 风向变化特征

3.1.2 夏季风向的变化特征 图3 为2006年3月—2011年12月三沙高空气象探测站所测地面—1 500 m 夏季(6—8月)风向变化曲线图，从图可看出，夏季地面—1 500 m 不同高度的风向变化大致相同，风向主要集中在S－WSW，地面—1 500 m 高度的风向分布为单峰状。地面风向主要以S－SW 风向为主占65.9%，WNW－NNW、NNE－ENE 风向最少为4.8%;500 m 风向主要以S－SW 风向为主占61.7%，NW－NNW、NNE－E 风向最少为7.2%;1 000 m 风向主要以S－WSW 风向为主占65.9%，WNWESE 风向最少为8.5%;1 500 m 风向主要以SWSW 风向为主占58.1%，NW－N、NE 风向最少为5.3%。

图3 三沙夏季地面—1 500 m 风向变化特征

3.1.3 秋季风向的变化特征 图4 为2006年3月—2011年12月三沙高空气象探测站所测地面—1 500 m 秋季(9—11月)风向变化曲线图，从图可看出，秋季地面—1 500 m 不同高度的风向变化大致相同，风向主要集中在NE－E，地面—1 500 m 高度的风向分布为单峰状。地面风向主要以NE－E 风向为主占50.1%，WSW－NNW 风向最少为8.0%;500 m 风向主要以NNE－ENE 风向为主占50.6%，WNW 风向最少为3.5%;1 000 m 风向主要以NE－E风向为主占49.1%，WSW－NW 风向最少为6.6%;1 500 m风向主要以NE－E 风向为主占48.3%，WNW－NNW 风向最少为5.1%。

图4 三沙秋季地面－1 500 m 风向变化特征

3.1.4 冬季风向的变化特征 图5 为2006年3月—2011年12月三沙高空气象探测站所测地面—1 500 m 冬季(12—2月)风向变化曲线图，从图可看出，冬季地面—1 500 m 不同高度的风向变化大致相同，风向主要集中在NNE－ENE，地面—1 500 m高度的风向分布为单峰状。地面风向主要以NNEENE 风向为主占85.7%，SE－N 风向最少为6.4%;500 m 风向主要以NNE－ENE 风向为主占80.4%，SSE－N 风向最少为2.6%;1 000 m 风向主要以NNE－ENE 风向为主占76.2%，SSW－N 风向最少为5.0%;1 500 m 风向主要以NNE－ENE 风向为主占59.7%，SSW－NNW 风向最少为10.3%。

图5 三沙冬季地面—1 500 m 风向变化曲线

3.2 低空风的风速变化特征

三沙2006年3月—2011年12月高空气象探测站所测地面—1 500 m 的各层风中，地面平均风速最小4.7 m/s，500 m 低空平均风速最大8.9 m/s，1 000 m 平 均 风 速8.2 m/s，1 500 m 平 均 风 速为7.0 m/s。

3.2.1 低空风的风速季变化特征 三沙地面—1 500 m的各层风中，地面—500 m 高度的风从春季至冬季都逐渐增大，1 000～1 500 m 从春季至秋季增大，冬季反而减小。地面4个季节风速都最小，春季平均风速4.0 m/s，夏季平均风速4.6 m/s，秋季平均风速5.0 m/s，冬季平均风速最大达5.4 m/s;500 m 4个季节风速都最大，春季平均风速7.6 m/s，夏季平均风速8.0 m/s，秋季平均风速9.5 m/s，冬季平均风速最大达10.5 m/s;1 000 m 4个季节风速较大，春季平均风速6.6 m/s，夏季平均风速7.7 m/s，秋季平均风速9.5 m/s，冬季平均风速为9.3 m/s;1 500 m 春季平均风速5.3 m/s，夏季平均风速7.0 m/s，秋季平均风速8.5 m/s，冬季平均风速7.3 m/s;

图6 三沙地面—1 500 m 各季风速变化曲线

3.2.2 低空风风速的月变化特征 从图7 可知，三沙2006年3日—2011年12月高空气象探测站所测地面—1 500 m 的各月平均风速在3.9～12.2 m/s。地面风速最小的是3月和9月为3.9 m/s，风速最大的是11月份达到6.4 m/s;500 m 风速最小的是8月和9月为7.1 m/s，风速最大的是11月达到12.2 m/s;1 000 m 风速最小的是4月份为6.3 m/s，最大风速为12月份10.8 m/s;1 500 m 风速最小的是4月份4.8 m/s，最大风速为11月份9.9 m/s。地面—1 500 m 平均风速11—12月份最大，3—4月份风速最小。

图7 三沙地面—1 500 m 各月及总平均风速

4 结论与探讨

①三沙2006年3月—2011年12月高空气象探测站所测地面—1 500 m 不同高度的风向变化大致相同，各层风中主要盛行NE、ENE、SSW 风;静风出现最少，其次是NW、WNW、NNW 风向;春季地面—1 500 m 高度的风向分布为双峰形状，风向主要集中在NE－ENE、SSE－SSW;夏季、秋季、冬季地面—1 500 m高度的风向分布为单峰形状，夏季风向主要集中在S－WSW，秋季风向主要集中在NE－E，冬季风向主要集中在NNE－ENE;地面—1 500 m 的各层风中，地面平均风速最小，500 m 低空平均风速最大;地面—500 m 高度的风从夏季至冬季都逐渐增大，1 000～1 500 m 从春季至秋季增大，冬季反而减小;地面—1 500 m 平均风速11—12月份最大，3—4月份风速最小。

②总体而言，三沙低空风速相对较大，对本地区的空气扩散非常有利;对于本地区的航空而言，低空风速较大，对飞机的起飞和降落都造成很大的困难，各个季节风向存在一定的变化规律，对本地区的战机和民航都具有指导性的意义。研究好三沙低空各个季节的风向、风速变化规律，对以后三沙市风能的运用有指导作用。

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