2009～2018年宁夏中宁地区风的时空分布特征

李 渊，陈星宜，刘智贤

（1.中宁县气象局，宁夏 中卫 755100；2.成都信息工程大学，四川 成都 610000；3.中卫市气象局，宁夏 中卫 755000；4.沙坡头区气象局，宁夏 中卫 755000）

中宁县位于宁夏回族自治区的中部，处在内蒙古高原和黄土高原的过渡带位置，由西向东、由南向北倾斜。黄河从中宁县的中部自西向东转北流过，黄河两岸是引黄、扬黄灌区，为大陆性半干旱气候区。大风是中宁县主要的天气现象,大风灾害经常是突发性的，会在短时间内造成较大的经济损失甚至人员伤亡。

风能可以作为一种清洁、安全、可再生的绿色能源，对生态无破坏、对环境无污染、生态效益和环保效益良好，符合可持续发展的理念。由于目前能源结构的调整以及为使温室气体排放和环境污染减少，国内外对加强能源安全给予了很大的关注。我国也高度重视对风能的开发利用。

目前，我国对于大风日数的研究中，大风日数逐年减少已成为共识。王小玲等研究认为，1975～2005年，中国的5级以上日数以及各个季节的风日数都呈线性减少，北方地区尤其明显[1]。杨晓玲等统计了各地的多年大风资料，对各地大风空间分布与年代变化特征进行了总结[2]。张广平等采用石嘴山的多年大风资料，对该地区大风天气气候变化特征进行研究，并提出大风天气变化在设施农业方面造成的影响，也给出了措施建议[3]。杨苑等分析1993～2017年中卫市大风气候特征，得到中宁县主导风向是NW，大风日数显著减少的结论[4]。但是，我国对于风灾的多数研究集中在最大风速、大风日数等方面，而对于中宁县的大风时间、空间分布的特征研究不足，因此，相关人员需结合中宁县大风的历史气象数据，对中宁县大风时空分布系统进行总结，分析大风时间、空间的分布特征，争取为中宁县大风灾害防御工作和风能运用提供建议。

1 资料与方法

1.1 资料来源

本文的大风数据来自中宁县的53个地面气象观测站的观测资料，由于部分地区建站时间为2012年，故选取石空镇、余丁乡、中宁县城、红梧山、长山头、上渠、下流水7个指标站，其中，中宁县城数据时间的跨度为2009～2018年，其他6个指标站数据的时间跨度为2013～2018年。

1.2 大风的定义及季节的划分

大风采用天气预报业务规范定义：10 min平均风速≥6级（10.8 m/s），1 d中有一次或多次大风出现，则均记作1个大风日。按照气候统计对四季划分的方法，春季是3～5月，夏季是6～8月，秋季是9～11月，冬季是12月至翌年2月。

1.3 研究方法

用Excel 2013统计大风观测数据[5]，并绘制石空镇、余丁乡、中宁县城、红梧山、长山头、上渠、下流水7个指标站月、季、年际变化图。

应用ArcGIS 10.2软件，利用Radial Basis Functions（径向基插值）对6级以上的大风平均日数进行插值。原理是通过计算离原点距离的加权来决定待估计点的数值，权重与距离成反比，待估计点离原点越远，权重越小，因此该方法空间位置对插值误差有着较强影响。

2 大风时间分布特征

2.1 月际分布特征

中宁县7个指标站大风日数月变化如图1所示，由图可以直观看出，中宁县各地5月大风日数最多，4月次之，1月最少。

图1 中宁县指标站2009-2018年逐月大风日数

2.2 季节分布特征

根据图1所示中宁县7个指标站大风日数季度变化，全年把红梧山作为南北界，以中宁县石空镇、余丁乡、县城为代表，中宁县以北地区春季大风日数最多，夏季次之，秋季、冬季占比相当且最少。而以中宁县红梧山、长山头、上渠、下流水为代表，中宁县以南地区夏季日数最多，春季次之，秋季、冬季占比相当且最少。

2.3 年际分布特征

中宁县7个指标站大风日数年变化如图2所示，由于6个指标站数据为2014～2018年，故只对以上年份进行对比，由图2可见，近5年，以红梧山为界，中宁县偏南地区全年大风日数明显多于偏北地区，且每年大风日数较平均，无太大波动。

图2 中宁县各指标站2014～2018年逐年大风日数

3 大风空间分布特征

中宁县大风日数主要呈现一高一低空间分布，如图3所示，高值区是长山头以东南地区，年均大风日数为160～190天；低值区是靠近余丁乡的地区，年均大风日为数60～90天。

图3 中宁县指标站2013～2018年大风日数分布

4 结论与讨论

4.1 结论

（1）中宁县大风灾害易发生在每年5月春夏交替时节，气象服务、防灾减灾等工作应重点关注。

（2）中宁县大风符合我国季风气候特点，受西北冷空气影响较大，加之春季西北降水较少，应完善生态环境保护，警惕沙尘天气发生。

（3）中宁县大风发生地区多为中宁县长山头东南地区，为响应清洁能源建设的号召，风电企业可在上述地区选址，使能源利用最大化。

（4）由于中宁县中南部地区受地形大风影响较大，应警惕大气流动因地形引起突发大风、焚风等灾害。

4.2 讨论

由春夏秋冬四季和月际大风日数变化看出，中宁县大风日数随季节变化特征明显，大风日数最多的时间是春夏交替之时，主要因为春季作为冬夏的过渡季节，冷空气和暖空气都很活跃，因此常出现大风天气，尤其是北方地区，大风特点是南北交替出现，风力较大。一般在5月后，南北频繁出现大风的情况才能好转。

由2013～2018年大风日数空间分布图可看出中宁县长山头东南地区的大风日数偏多，主要是由于大气中的空气流动通常都带有湍流的性质，而影响中宁县的大风在遇到长山头以西的米钵山时，“狭管效应”导致风的方向发生改变，下沉的风受到山体阻挡，缩窄了通道，气流穿过时遭到挤压，挤压到较低的高度会形成穿堂风、涡流风和角流风三个大风区。