福建省平潭大風分析

廖廓，蔡曉禾，王超，吳幸毓

（1.寧德市氣象局，福建寧德352100；2.福建省氣象臺，福建福州350001；3.閩江大學，福建福州 350108）

福建省平潭大風分析

廖廓1，2，蔡曉禾3，王超1，吳幸毓2

（1.寧德市氣象局，福建寧德352100；2.福建省氣象臺，福建福州350001；3.閩江大學，福建福州 350108）

平潭是福建省最大島嶼，處于東亞季風區(qū)，是東、西風帶交替影響的過度區(qū)，其氣候季節(jié)性特征明顯。通過對平潭站1953年建站到2010年的氣候資料進行統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示：平潭年大風日數(shù)遞減趨勢明顯。通過平潭沿海自動站與本站氣象資料對比分析發(fā)現(xiàn)，不論是偏北還是偏南風，沿海自動站的風速都大于本站觀測值，說明平潭本站風力已經(jīng)不能真實代表平潭沿海風力。經(jīng)過仔細研究，進一步總結(jié)出平潭本站與沿海自動站風速的相關(guān)性，為沿海大風的預(yù)報提供科學參考。

平潭；大風日數(shù)；自動站；對比分析；相關(guān)性

1 引言

風災(zāi)對城市具有巨大的破壞作用，世界著名的風工程專家A.G.Davenport依據(jù)聯(lián)合國的統(tǒng)計分析指出:約50%以上的自然災(zāi)害與風相關(guān)。平潭大風頻發(fā)，風災(zāi)嚴重。清乾隆十四年（1749年），一夜大風沙埋蘆洋18村[1]，及至1980年，平潭東澳年大風日數(shù)仍達200 d[2]。為此，研究平潭本站及其沿海大風，對當?shù)卣腿嗣窬哂袠O其重要的意義。

2 資料來源

氣候分析資料采用平潭國家氣象基本站的A報文和A0報文，時間序列為1953年平潭建站到2010年，共連續(xù)58 a大風資料。

大風對比分析資料為2010年1月1日—2010年12月31日平潭縣王爺山、東澳兩自動站一年的逐時風資料。

3 平潭四季大氣環(huán)流特點

平潭的風具有明顯的季節(jié)特征[3]：冬季（12—2月），影響平潭天氣氣候的主要地面環(huán)流系統(tǒng)是強大的蒙古冷高壓，高空系統(tǒng)是中緯度西風槽。此時，東亞大槽穩(wěn)定維持在平潭東北部，受槽后偏北風引導(dǎo)，北方冷空氣頻繁南下，常常導(dǎo)致本地區(qū)出現(xiàn)偏北大風。早春季（3—4月），在變性冷空氣與緊接而至的冷氣團共同作用下，本地區(qū)仍為偏北大風。梅雨季節(jié)（5—6月）期間，北方冷空氣與來自低緯的暖濕氣流交匯于南嶺至武夷山一帶。在此期間，平潭地區(qū)南、北風互現(xiàn)。夏季（7—9月）平潭主要處于西太平洋副熱帶高壓的控制下，盛行偏南和東南風，且臺風影響頻繁，沿海風力大。秋季（10—11月），高空西風帶明顯南壓，東亞大槽加深，南支急流建立，西太平洋副高進一步南落回撤，福建的臺風季基本結(jié)束，而冷空氣則開始活躍。地面氣壓場上，蒙古高壓和阿留申低壓已經(jīng)形成，印度低壓減弱，臺灣海峽的東北大風增強、增多，平潭偏北大風隨之出現(xiàn)。

4 平潭大風成因

福建常見的大風天氣是由冷空氣引起的[4]，其成因大致可分四類:（1）冷空氣南下引起的東北或偏北大風:常見的天氣過程形勢有低槽冷鋒、冷空氣擴散、高壓入海、氣旋、冷高與臺風結(jié)合五種；（2）臺風大風：其風向取決于路徑與登陸點，主導(dǎo)風向通常是先東北，后轉(zhuǎn)偏南，有的地區(qū)短時為偏東風；（3）暖流北上造成的西南大風:常見的天氣過程形勢有氣旋、低槽冷鋒過境前、華西倒槽、北低南高或東高西低的氣壓場配置四種；（4）中小尺度強對流系統(tǒng)引起的局地性大風:此類風向多變，也不太規(guī)則，相對以西北大風為多。

平潭是我國第五大海島，越往東，受地形影響越小，大風天數(shù)相應(yīng)越多。統(tǒng)計分析1953—2010年的觀測記錄，平潭的大風由溫帶系統(tǒng)造成的占88.7%，僅有11.3%是由熱帶氣旋引起（見表1）。

5 平潭本站風的特征分析

5.1 平潭風的均值與極值

平潭地域狹小，出現(xiàn)大風時一般是全縣性的。由表2可知，平潭年平均風速為5.0 m/s。秋、冬季平均風速最大，春季次之，夏季相對較小。一年中以11月份風速最大，5月最小。7—9月，受臺風影響，為一年中風速極值出現(xiàn)的時間。平潭的6—8月，以偏南風為主，其余各月多偏北風。

通常，平潭的風速極大值都是由熱帶氣旋造成的。歷史上，平潭觀測到的2 min平均最大風速極值為40.0 m/s（風力12級），出現(xiàn)在1961年9月12日；10 min平均最大風速極值為29.0 m/s，（風力11級），出現(xiàn)時間為1971年9月22日（表略）。

表1 平潭大風成因表

表2 1971—2010年平潭風的統(tǒng)計

5.2 平潭年風頻及其風速

福建的大風主要受冷高壓（冬半年）和副熱帶高壓（夏半年）兩大天氣系統(tǒng)影響[5]，因而平潭地區(qū)主導(dǎo)風向軸比較明顯[6]，夏季為SSW，其余季節(jié)為NNE。圖1是平潭1971—2010年的風玫瑰圖。由圖可知，平潭年最大風頻是NNE（30%），次大為NE（22%），SW風和SSW風各占8%；各風向的平均風速以NNE最大，為6.0 m/s，其次是NE（5.6 m/s）和SSW（4.5 m/s）。平潭年靜風頻率為4%。

5.3 平潭大風月分布特征

氣象上把瞬間風速達到或超過17.0 m/s（或目測估計風力達到或超過8級）的風定義為大風。平 潭本站自1953年建站到2010年，共出現(xiàn)3592個大風日，由圖2可知，大風日數(shù)主要集中在10月—次年2月，占全年的60.21%，其中11月（頻率15.06%）最多。夏半年平潭大風日數(shù)相對較少，以5月（頻率3.56%）最少。

圖1 1971—2010年平潭風玫瑰圖

圖2 平潭本站月大風分布圖

5.4 平潭大風年分布特征

平潭本站大風日數(shù)多年平均為62 d。大風出現(xiàn)頻率為17%，也就是說，平潭每6 d就出現(xiàn)一次大風。在1956年，平潭大風日數(shù)達176 d，而到1997年，年大風日數(shù)僅為7天。兩者相差169 d，前者是后者的25倍。究其原因，主要是近年來，由于平潭主島建筑物的不斷林立和沿海木麻黃等防護林的種植，極大的削減了風的強度。由圖3不難看出，平潭年大風日數(shù)遞減趨勢明顯。

6 平潭本站與沿海自動站大風對比分析

平潭本站（58944）大風日逐年遞減,大風強度減弱明顯，并不能真實的反應(yīng)沿海大風的實際情況，自2004年起，平潭逐漸在各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立了氣象自動站。本文選取靠近臺灣海峽的王爺山（北）和東澳（南）兩自動站與本站資料進行對比分析。由圖3可知，近5年，平潭本站年大風日變化并不大，所以本文選取2010年自動站風資料就可以與本站風作有效對比分析。本文的研究思路是：當王爺山和東澳兩自動站達到8級以上大風時，查找出本站觀測到的風力風向。逆向可得，當本站出現(xiàn)某一該量級風時，沿海自動站就會出現(xiàn)8級以上大風。

圖3平潭年大風日的分布

統(tǒng)計2010年1月1日至2010年12月31日兩氣象自動站逐時資料，共有756次大風記錄。其中風向在N—NE區(qū)域出現(xiàn)的大風時次為365次，占總數(shù)的48.3%；在SSE—SW區(qū)域出現(xiàn)的時次為374次，占總時次的49.5%，而非以上兩個風向區(qū)域出現(xiàn)大風的時次為17次，占總數(shù)的2.2%。故本文的大風對比分析用N—NE和SSE—SW這兩個風向區(qū)域。在N—NE風向區(qū)域，王爺山和東澳自動站大風次數(shù)分別為151和214個；在SSE—SW風向區(qū)域，王爺山和東澳大風個數(shù)分別為136和238個。

統(tǒng)計各自動站風速與本站風速在N—NE和SSE—SW兩區(qū)域的差值，然后平均，可得出2010年兩區(qū)域的差值平均值-FN自－本和-FS自－本（見表1）。

分析表4數(shù)據(jù)可知，在N—NE風向區(qū)域，王爺山和東澳自動站與本站風速差的平均值分別為4.4 m/s和5.3 m/s，也就是說，當平潭本站瞬時風速達12.8 m/s和11.9 m/s時，王爺山、東澳附近海面陣風風力可達8級（17.2 m/s）以上。在SSE—SW風向區(qū)域，王爺山和東澳自動站與本站風速差的平均值分別為8.2 m/s和8.9 m/s。即當平潭本站瞬時風速達9.0 m/s和8.3 m/s時，王爺山、東澳附近海面陣風風力可達8級（17.2 m/s）以上。

表3 2010年王爺山、東澳自動站大風記錄

表4 自動站風速與本站風速在N—NE和SSE—SW兩區(qū)域的差值平均值

7 小結(jié)

平潭年平均風速為5.0 m/s，秋冬季最大，春季次之，夏季相對較小，但受熱帶氣旋影響，風速極大值多出現(xiàn)在夏季。平潭主導(dǎo)風向軸比較明顯，夏季為SSW，其余季節(jié)為NNE。受建筑物和防護林影響，平潭本站年大風日數(shù)遞減趨勢明顯。平潭本站的風力已經(jīng)不能代表沿海區(qū)域的風力，通過自動站與本站氣象資料對比分析，可計算出有關(guān)閾值，即只要平潭本站的風速超過相應(yīng)閾值，平潭沿海就很有可能出現(xiàn)8級以上大風。這對沿海大風的預(yù)報具有極高的參考價值。

[1]黃履思.平潭縣志[M].平潭:方志出版社,1922.

[2]林慶衍.平潭縣氣象志[G],1996.

[3]鹿世瑾,王巖,李梅,等.福建氣候[M].北京：氣象出版社,1999.

[4]閻俊岳.中國近海氣候[M].北京:科學出版社,1993.

[5]宋德眾.福建海島氣候[M].北京:氣象出版社,1986.

[6]葉榕生.福建重要天氣分析和預(yù)報[M].北京:氣象出版社,1989.

Characteristics of gale in Pingtan of Fujian province

LIAO Kuo1，2，CAI Xiao-he3，WANG Chao1，WU Xing-yu2

(1.Ningde Meteorological Administration，F(xiàn)ujian Ningde，352100；2.Fujian Province Meteorological Obserbatory，F(xiàn)ujian Fuzhou，350001；3.Minjiang University，F(xiàn)ujian Fuzhou，350108 China)

Pingtan is the largest island in Fujian province.It is influenced by the East Asia monsoon.In this study,the historic data during 1953—2010 is statistically analyzed,which reveals a significant decrease of gale frequency.By comparing with the data from offshore automatic stations,we find that the wind speed in Pingtan is always larger than that from the offshore stations.Further investigation is made by analyzing the correlation between the wind data sets in the two stations,which can provide scientific reference for gale forcasting in the offshore.

Pingtan；gale frequency；automatic station;comparative analysis；correlation

P468

A

1003-0239（2012）02-0064-04

2011-04-01

廖廓（1978-）男，工程師，從事氣象預(yù)報工作。E-mail：85832679@qq.com