辽东湾西部海岛大风规律研究

王玉国 徐梦阳

(中国人民解放军92493 部队21 分队，辽宁 葫芦岛 125000)

0 引言

菊花岛位于辽东湾西部海域，是渤海最大的海岛，距大陆约15 公里，该站气象观测资料具有良好的海区代表性。大风是海上和沿海地区的危险性天气之一，大风及其带来的大浪、风暴潮严重影响舰船航行、海上生产活动和沿岸工程设施安全，甚至造成重大的生命财产损失。1997年8月“9711”号热带气旋进入渤海后再次加强，菊花岛气象站出现了38m/s 的NNE 瞬时大风，成为该站的风速极值，其带来的大风大浪和风暴潮致使葫芦岛港码头被淹，受损严重。2003年10月的一次强寒潮天气过程，渤海北部出现了9 级阵风11 级的东北大风，致使一货轮沉没，船上19 人全部遇难。研究大风的特征和变化规律，对提高大风预报的准确率，减少海上大风大浪的危害具有十分重要的意义。

1 资料与统计标准

本文选用的资料为菊花岛气象站2003-2012年每日16 个时次（夜间每3 小时、白天每1 小时一次）的地面气象观测数据，包括风向、风速、温度、气压等。

大风日的标准：在整点地面观测出现大于等于17m/s 的大风或在非整点出现大于等于17m/s 的阵风，即把该天定为一个大风日。大风持续天数即大风从开始到结束的天数。大风持续时数即从整点出现大于等于17m/s 大风开始到结束的时数，如果中间个别时次小于17m/s，但不超过6 个时次，仍计算为大风持续时数。对于阵性大风，持续天数统计时考虑，持续时数统计时不作考虑。为便于大风分类和分析，结合本地大风风向特点（没有东、西向大风），把风向为WNW、NW、NNW、N、NNE、NE、ENE 的大风统称为北大风，把风向为WSW、SW、SSW、S、SSE、SE、ESE 的大风统称为南大风。

2 辽东湾西部海岛大风的变化规律

2.1 年际变化规律

该站大风多发，年平均大风日数为42.0d，占总观测日数的11.5℅，其中北大风日数平均为30.3d，占大风总日数的72℅，南大风日数平均为11.7d，占大风总日数的28℅。该地大风年际变化差异大（如图1），2010、2011年的大风日数较多，各有58d，而2003年的大风日数较少，只有27d，还不到最多年份的1/2。

图1 菊花岛气象站大风日数年际变化图

2.2 季节变化规律

该站大风日数逐月变化极为明显，呈“双峰双谷”型（如图2），11月为主峰值，4月为次峰值；6月为主谷值，1月为次谷值。从1－4月，南、北大风呈增多趋势，4月份达到峰值，月平均大风日数为4.6d，其中北大风3.1d，南大风1.5d，南大风日数明显增多，远高于1月份的0.4d；从4－6月，随着冷空气活动的减弱，大风明显减少，特别是北大风，6月份的平均大风日数只有1.1d，不及4月份的1/4，且北大风日数少于南大风日数；6-8月份的大风日数都很少（1.1-1.5d）；从8－11月，随着冷空气活动的不断增强，大风日数持续增多，到秋末冬初的11月份，大风日数出现一年中的最高值，月平均大风日数为7.4d（2009年多达12d），大风概率高达24.7﹪，其中北大风5.5d，南大风1.9d；进入冬季，受稳定的大陆冷高压控制，气温、气压变化不再像秋季那样剧烈，大风日数明显减少，1月份的大风日数只有2.6d，为11月份的1/3，南大风日数只有11月份的1/5。

图2 菊花岛气象站各月份大风日数（2003-2012）

2.3 日变化规律

从该站各时次大风发生次数（如图3）可以看出，大风的日变化规律明显，8 时、14 时大风多发，10年内分别出现了67 次、64 次。北大风日变化具有“夜间多，白天少”的特征，高峰值出现在早上8 时，11 时北向大风次数明显减少，17 时出现最低值，傍晚以后北大风次数呈增多趋势。南大风日变化呈典型的“单峰”特征，最高值出现在14 时，且集中出现在11-17 时，占南大风总次数的82.8﹪，夜间则极少出现南大风。

图3 菊花岛气象站各时次大风发生次数（2003-2012）

2.4 大风风向特征

该站大风的主导风向为NNE、SSW，分别占大风总次数的65%、10%；北大风明显多于南大风，分别占大风总次数的86%、14%，大风风向的分布存在季节差异，夏季SSW 大风、秋冬季节的NNE 大风的频率明显高于其他季节。

2.5 大风风速特征

该站大风出现的概率随着风速的增大快速减小，在大风日中，阵风17m/s 的大风日最多，出现概率高达44.5%，9 级以上（≥21m/s）的大风出现概率只有6.9%，10 级以上（≥25m/s）的大风出现概率不足0.5%，。南大风的风速主要集中在17-20 m/s，大于20 m/s 的南大风极少出现。

2.6 持续时间

大风强度及可能造成的危害，一方面与大风的风速有关，另一方面也与大风的持续时间密切相关。该站大风过程平均持续天数为1.4d，最长为5d，67.2%的大风过程持续天数为1d。平均持续时数为9.7h，最长达99h。北大风、南大风的持续时间具有明显的差别，北大风平均持续时数为11.5h，50.0%的大风过程持续时数在6h 以内，12.3%大风过程持续时数超过48h，最长达99h；而南大风平均持续时数只有5.0h，74.1%大风过程持续时数在6h 以内，最长只有16h。

3 辽东湾西部海岛大风的影响因素分析

3.1 地理环境分析

地理环境（如地形特征、海陆分布、海岸线走向等）是影响大风的基本因素，其对大风的影响主要表现在动力作用和热力作用两个方面[1]。地理环境动力作用（如摩擦、阻挡、狭管作用等）在很大程度上影响着大风的风向、强度、频数。菊花岛的大风主导风向为NNE、SSW，基本与海岸线平行，大风强度、频数明显高于陆地，1971-2008年的38年间锦州、葫芦岛、兴城三站的8 级以上大风总日数分别为88d、58d、4d[2]，而菊花岛气象站（距兴城气象站不足25km）在2003-2012年的10年间8 级以上大风日数为420d，大风的海陆差异极为明显。

地理环境的热力作用明显地表现在海陆热力差异引起的海陆风环流上，辽东湾西岸是海陆风的多发地区，海风环流一般在上午开始形成，下午发展到最盛，平均海风强度为4.6m/s，最大可达10 m/s[3]。海陆风环流在天气系统较弱时表现明显，天气系统较强时，其表现方式为影响天气系统的日变化。海陆热力差异在很大程度上影响着大风的日变化，其对该海域北、南大风的影响不同，它可使北大风夜间增强，白天减弱，使南大风白天增强，夜间减弱。地理环境的热力作用还表现在使天气系统的增强或减弱上，在春、夏季，渤海的“冷源”效应，可使入海高压加强，陆地上华北“暖舌”的午后增温效应，非常有利于南大风的发生。

3.2 天气系统分析

天气系统是大风的“载体”，是影响大风的关键因素。辽东湾地处中纬度西风带，天气系统复杂多变，高、低压交替频繁，各种天气系统相互作用，为大风发生提供了广阔舞台。黄渤海大风的基本天气型为冷锋后部型、高压后部型、气旋型、台风型[1-2]，以及中小尺度对流天气型。对于辽东湾西部海域8 级以上大风，大风天气型又有自己的特点，组合天气型更为多见，冷锋后部型与渤海气旋、黄河气旋、江淮气旋、东北低压以及低压倒槽相组合，可带来持续时间更长、强度更大的北大风。单纯的高压后部型南大风很难达到8 级以上，需要与西部、北部低压系统相组合，如蒙古气旋、东北低压、华北地形槽等。在大风天气形势中，组合天气型所占比例高达66%，冷锋后部型占24%，其他天气型占10%。气旋型大风主要由渤海气旋、东北低压造成，其他气旋由于距离较远，很难单独带来8 级以上大风。台风型大风由北上热带气旋造成，特别是进入渤海加强的热带气旋，“9911”热带气旋造成菊花岛10 级以上大风持续8h，瞬时风速达38m/s。中小尺度对流天气型大风一般持续时间较短，往往与雷暴、强降水相伴，其突然性、危害性不可小视。

3.3 温压变化分析

大风是天气系统强烈发展的产物，气温、气压的剧烈变化对大风具有决定性影响。通过对2003-2012年菊花岛气象站的178 个大风个例（其中北大风个例125 个，南大风个例53 个）进行分析，大风的发生与剧烈的气温、气压变化密切相关。北大风发生前后气温平均下降8.5℃，气压平均升高12.5hPa，最大降温幅度达18.2℃，最大升压幅度达29.4 hPa；南大风发生前后气温平均升高6.0℃，气压平均降低11.8hPa，最大升温幅度13.4℃，最大升压幅度28.7hPa。气温气压剧烈变化对大风发生具有重要的指示意义。

4 结论

（1）辽东湾西部海岛年均8 级以上大风日数高达42.0d，且具有极为明显的季节变化、日变化特征。春、秋季大风多，夏季少；北大风多，南大风少；北大风夜间多，白天少，南大风则主要发生在白天的11-17时，夜间极少发生。

（2）该站大风是高、低压天气系统相互配合、相互作用的结果，且受地理环境因素影响，大风发生往往伴随着气温、气压的剧烈变化，北大风与降温、升压相伴，南大风则与升温、降压相生。

（3）大风是影响海上活动安全的重要因素，辽东湾西部海域大风多，海陆差异大，海上测站少，应充分利用海岛气象站的宝贵观测资源，加强大风监测、预报和预警。

［1］辛宝恒.黄海渤海大风概论[M].北京：气象出版社，1991：1-192.

［2］吴曼丽，等.黄渤海北部沿海大风时空变化特征[J].气象与环境学报，2012，28(6)：65-71.

［3］王玉国，等.辽东湾西岸海陆风特征分析[J].海洋预报，2004，21(3)：57-63.