1992—2020年焉耆盆地大风特征分析
2022-03-19宋玉蓉张玮煊
宋玉蓉 张玮煊 刁 鹏
(1尉犁县铁干里克气象站,新疆尉犁 841500;2巴音郭楞蒙古自治州气象局,新疆库尔勒 841000)
大风是一种突发性灾害,往往在很短的时间内就能对人类生活和农业生产造成一定影响。在气象观测业务中,一般将平均风速达到6级(10.8~13.8 m/s)以上的风称为大风[1]。当风速较大时,会致使农作物发生倒伏、折断,造成落花落果,进而导致作物严重减产甚至绝收;当风速更大时,会导致飞沙走石,拔树倒屋,严重影响交通运输和人们生命财产安全。因此,研究大风特征,对当地大风的有效防灾减灾以及地方政府制定农林果产业发展规划等方面具有一定的意义。
随着全球气候变化,近年来与气温变化密切相关的风速变化及其导致的气象灾害越来越引起人们的关注[2-5]。高婧[6]对新疆不同区域大风的时空变化特征进行研究,结果表明,新疆大风的区域性特征显著;刘新旺等[7]探讨了新疆博州大风气候特征,发现平均大风日数呈逐渐减少趋势;王静娟等[8]对新疆温泉地区的大风特征进行了分析,得出温泉大风天气在夏季出现最多,且春季大风多为寒潮大风;罗 静等[9]统计了塔克拉玛干沙漠若羌—且末公路大风天气,指出若羌—且末公路沿线大风日变化有一定规律。
焉耆盆地位于新疆塔里木盆地东北侧,是天山南麓一个半封闭的内陆山间盆地,位于有种植酿酒葡萄“黄金纬度”之称的北纬40°~42°之间,有典型的干旱区绿洲气候特征。焉耆盆地因盆地中有作为新疆巴州工业番茄种植及加工基地中心,以及大量酿酒葡萄基地的焉耆县而得名。大风作为焉耆盆地灾害性天气之一,对以农业、特色林果业为主要经济产业的焉耆盆地影响较大[10]。因此,本文通过统计分析研究焉耆盆地的大风特征,了解当地大风出现的规律,以期为大风天气预报和防灾减灾气象服务提供参考,进而对进一步减少国家和人民的财产损失起到积极作用。
1 资料来源
以焉耆气象站作为焉耆盆地代表站,采用1992—2020年1—12月的逐日风向、风速气象资料进行统计分析。标准为24 h内某日最大平均风速≥10m/s,定为一个大风日。季节划分:春季3—5月,夏季6—8月,秋季9—11月,冬季12月至翌年2月。为了保证资料的均一性,剔除存在缺陷的资料,所有数据都为数字信息化处理后所得,经过严格的人工检验,确保数据质量。
2 结果与分析
2.1 风的气候变化特征
2.1.1 平均风速特征。近29年来,焉耆盆地平均风速为1.7 m/s,平均风速最大在4月,为2.4 m/s;5月次之,为2.3 m/s;最小出现在1月,为1 m/s。从季节上看,春季平均风速最大,为2.2 m/s;夏季次之,为1.8 m/s;秋季为1.5 m/s;最小出现在冬季,为1.2 m/s。分析1992—2020年焉耆县风速资料,得出近29年平均风速以每年0.021 m/s的趋势上升。其中,夏季平均风速以每年0.026 m/s的趋势上升,为最大;秋季次之,为每年0.022 m/s;冬季以每年0.02 m/s的趋势上升;春季上升趋势最小,仅0.015 m/s。
2.1.2 最大风速的年际变化。近29年焉耆盆地最大风速为17.8 m/s,出现在2018年。年均最大风速为4.7 m/s,其中最大值在2018年,为5.4 m/s;最小值在1995年,为3.9 m/s。从图1可以看出,近29年焉耆盆地平均最大风速以每年0.034 m/s的趋势上升。由1992—2020年平均最大风速与平均值可知,低于平均值的年平均最大风速基本出现在1992—2005年期间,自2006年以后,基本在平均线以上波动,且可以看出波动中呈增加的趋势。
2.1.3 最大风速的月变化。从图2可以看出,焉耆盆地4月平均最大风速最大,为6.2 m/s;5月次之,为6.1 m/s;最小值在 1 月,为 2.8 m/s。12 个月份中,3—9月的平均最大风速均在平均线以上波动,10月至翌年2月均在平均值以下。若以季节区分,1992—2020年期间,焉耆盆地春季平均最大风速最大,为5.9 m/s;夏季次之,为5.2 m/s;秋季平均最大风速为4.4 m/s;冬季最小,为3.3 m/s。同时,还发现夏季平均最大风速以每年0.063 m/s的趋势上升,为最大;秋季次之,为每年0.033 m/s;春季为每年0.03 m/s;冬季增长趋势最小,为每年0.012 m/s。
2.2 大风日数的气候变化特征
2.2.1 大风日数的年际变化。近29年焉耆盆地出现大风日数共计249个,年平均大风日数9个。由焉耆盆地大风日数年际变化曲线(图3)可知,1992—2020年大风日数呈逐渐增加趋势,平均每年增加0.5 d。同时,大风高发期为2007—2011年、2017—2020年,期间大风日数均明显高于平均线,其中2018年达到高峰,为31 d;1992—2000年大风日数均在平均线以下,平均日数约4 d,甚至在1997年出现了最少大风日数,仅有1 d;2001—2006年大风日数在平均线上下波动,6年间只有1年 (2001年)大风日数高于平均值,其余5年均明显低于平均值。用年代来区分,20世纪90年代为大风平缓期,21世纪初为大风日数波动期;21世纪10年代为大风高发期,大风日数明显增多。
2.2.2 大风日数的月变化。由图4可知,大风日数月变化基本上呈一峰一谷型,“一峰”是以4月为最高峰,平均大风日数为2 d;5月次之,为1.6 d;“一谷”区间位于11月至翌年2月,期间平均大风日数最少,平均为0 d。从季节变化来看,大风日数在4个季节中以冬季最少,春季明显增多,且最多,平均值达1.4 d;夏季次之,平均为1 d;秋季较均衡,为0.4 d。春、夏2季大风日数占全年总数的83.2%。
2.2.3 大风日数的风向频率变化。从图5可以看出,近29年焉耆盆地全年最多风向为WNW,共出现了118次,占总次数的 47.39%;其次为 NW,出现了54次,占21.69%;最少的为ENE与N,均为0.4%。从总体来看,偏西北风(NW、WNW、W、NNW、N)占了总次数的77.51%。
从季节上分析,春季以WNW为主,占春季总数的36.59%;其次以NW为主,为22.76%。春季大风总日数不仅在四季中排名第一,风向也最多,达到了11个。4月是焉耆盆地春季大量农作物春耕播种时期,此时大风的出现易造成农作物苗种失墒等灾害,给农业经济带来严重影响。虽然夏季也以WNW为主,但比春季出现WNW的次数多11%,占比达59.52%,风向数量排名第二,达到了8个。秋季WNW依然占主导地位,为62.86%。秋季是四季中大风日数占比最大但风向相对较少的季节,相比春、夏季,秋季大风主要影响农作物的采摘晾晒,造成的损失相对较小。冬季以NW为主,占比达42.86%,也是大风日数里次数与风向最少的季节,冬季大风主要对畜牧业及交通运输有较大影响。
3 结论
(1)焉耆盆地 1992—2020年间平均风速为1.7 m/s,春季平均风速最大,夏季次之,冬季最小;近29年平均风速呈上升趋势。
(2)焉耆盆地年均最大风速为4.7 m/s,同样以春季最大,夏季次之,冬季最小,2006年之前的14年最大风速绝大部分小于平均值,2006年之后基本在平均线以上波动,且在波动中呈增加的趋势。
(3)焉耆盆地平均大风日数9个,年大风日数最多为31 d,最少仅1 d。20世纪90年代为大风平缓期,21世纪初为大风日数波动期;21世纪10年代为大风高发期,整体大风日数呈上升趋势。
(4)大风日数月变化呈一峰一谷型,大风日数集中在3—8月,最多的季节是春季,峰值为4月;其次是夏、秋季;冬季最少,为谷底;春季大风日数占全年的49.4%。这表明春、夏季为大风易发期,与本地春、夏季天气过程频繁有关。
(5)焉耆盆地大风最多风向是WNW,四季均有,占总风向次数的47.39%,除冬季外,均是各季节最多的风向,并且夏季出现最多,春季次之,基本没有季节性差异。这表明焉耆盆地引起大风的风向多来自西西北风。