1976—2015年永城市大風(fēng)特征分析及災(zāi)害防御

熊坤

摘要 利用永城觀測站1976—2015年的觀測資料分析了大風(fēng)的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律及其危害。結(jié)果表明：近40年來永城幾乎每年都有大風(fēng)天氣發(fā)生，最多1年內(nèi)發(fā)生12次。大風(fēng)主要發(fā)生在春、夏季，3月最為頻繁，每一次大風(fēng)天氣均造成不同程度的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。大風(fēng)風(fēng)速的年代和年代際與大風(fēng)發(fā)生的頻率和量級均呈反方向發(fā)展趨勢，即：大風(fēng)發(fā)生次數(shù)呈減少趨勢，風(fēng)速量級呈增大趨勢。大風(fēng)具有突發(fā)性強、生命史短、危害性極大等特點，往往伴有冰雹、暴雨和雷暴等強對流天氣，是引發(fā)煤礦瓦斯事故的主要風(fēng)險因素之一。

關(guān)鍵詞 大風(fēng)；發(fā)生特征；河南永城；1976—2015年

中圖分類號 P425 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）16-0187-03

Abstract Based on the observation datas of 1976—2015 in Yongcheng station，the occurrence，development and damage of strong wind were analyzed.The results showed that in the past 40 years，windy weather occurred almost every year in Yongcheng，up to 12 times in one years.Winds mainly occurred in spring and summer，the most frequent were in March，each time the wind and weather caused varying degrees of casualties and economic losses.In the age of high wind speed，the frequency and magnitude of the wind speed and the wind speed were in the opposite direction，in other words the number of the wind decreased，and the wind speed increased.Strong wind had the characteristics of strong sudden，short life history，great harm and so on，often accompanied by hail，heavy rain and thunderstorms and other severe convective weather，it was one of the main risk factors causing coal mine gas accident.

Key words wind；occurrence characteristics；Yongcheng Henan；1976—2015

氣象學(xué)上大風(fēng)是指瞬時風(fēng)速達(dá)到或超過17.0 m/s（或目測估計風(fēng)力達(dá)到或超過8級）的風(fēng)，瞬時風(fēng)速是指3 s的平均風(fēng)速[1]。大風(fēng)可折斷樹枝，吹起屋瓦，摧毀農(nóng)作物和農(nóng)業(yè)設(shè)施，更嚴(yán)重的可將大樹吹倒，建筑物受到破壞，吹壞廣告牌、電線桿、通訊設(shè)施等，造成人員和財產(chǎn)損失。

1 資料與方法

本文所用的資料來自永城市觀測站實時觀測記錄數(shù)據(jù)，分析時段為1976—2015年，進(jìn)行逐月、逐季、逐年統(tǒng)計分析。季節(jié)劃分采用3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季。序列的線性變化趨勢計算采取最小二乘法，并通過相關(guān)顯著性統(tǒng)計檢驗進(jìn)行判斷。

2 大風(fēng)的發(fā)生和變化

2.1 年際間變化

永城1976—2015年大風(fēng)發(fā)生的次數(shù)如圖1所示?？梢钥闯?，1976—2015年永城大風(fēng)天氣發(fā)生頻率較高，最多1年發(fā)生11次。20世紀(jì)70年代末，80年代初是大風(fēng)發(fā)生頻率最高的階段，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他年份。大風(fēng)事件發(fā)生最多的年份是1977年和1982年，年內(nèi)均出現(xiàn)大風(fēng)11次；次多年是1980年，出現(xiàn)大風(fēng)9次。大風(fēng)天氣發(fā)生總體上呈現(xiàn)下降趨勢，特別是進(jìn)入2 000年以后大風(fēng)事件明顯減少。

2.2 年代際間變化

1976—2015年大風(fēng)年代際變化如圖2所示?？梢钥闯觯?0世紀(jì)70年代末，80年代初是大風(fēng)發(fā)生最頻繁的時期，1976—1985年間共發(fā)生63次大風(fēng)事件；80年代中后期到90年代中期達(dá)到低谷，1986—1995年發(fā)生大風(fēng)22次，進(jìn)入一個低谷期；1996—2005年間共發(fā)生大風(fēng)事件28次，較前期有增長的趨勢；進(jìn)入2000年以后又達(dá)到最低值，2006—2015年間大風(fēng)事件出現(xiàn)9次，達(dá)到歷史最低值。

2.3 大風(fēng)在年內(nèi)的分布情況

永城市地處河南省的東部、黃淮平原的中部，屬暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明。由于受季風(fēng)氣候的影響，是大風(fēng)、干旱、雨澇等自然災(zāi)害發(fā)生較為頻繁的地區(qū)之一，且各種氣象災(zāi)害都有其發(fā)生、發(fā)展和消亡規(guī)律或隨著季節(jié)性變化而變化的特征，大風(fēng)在年內(nèi)也有其發(fā)生、發(fā)展規(guī)律可循。

1976—2015年累年逐月大風(fēng)變化如圖3所示?？梢钥闯?，大風(fēng)發(fā)生次數(shù)最多的在3月，發(fā)生22次；4月發(fā)生21次，為歷年次多月份；7月發(fā)生17次，居歷年第三。

2.4 大風(fēng)的季節(jié)性變化

1976—2015年間大風(fēng)的季節(jié)性變化如圖4所示?？梢钥闯?，大風(fēng)多發(fā)生在春、夏季。春季是個冷暖過渡的季節(jié)，來自南方天氣系統(tǒng)和來自北方的系統(tǒng)都比較活躍，這個時期該地區(qū)等壓線密集，氣壓梯度大，所以最容易產(chǎn)生大風(fēng)天氣。近40年間春季大風(fēng)共出現(xiàn)56次，占總量的45.9%；夏季出現(xiàn)40次，占總量的32.8%；秋季大風(fēng)出現(xiàn)最少，占總量的9%。

2.5 大風(fēng)的年度變化

1976—2015年歷年最大風(fēng)速變化如圖5所示?？梢钥闯?，超過6級以上大大風(fēng)，年年發(fā)生，特別是進(jìn)入2000年大風(fēng)的量級達(dá)到歷史最高值。2009年6月4日出現(xiàn)歷史極值，最大風(fēng)速達(dá)到29.1 m/s；2005年6月19日和2013年3月10日各出現(xiàn)一個22.5 m/s的大風(fēng)；2006年5月27日，出現(xiàn)19.4 m/s的大風(fēng)。

2.6 大風(fēng)的年代際變化

1976—2015年年代際平均最大風(fēng)速變化如圖6所示?？梢钥闯觯?0世紀(jì)90年代初風(fēng)速較低，達(dá)歷史最低值，隨后逐漸增大；進(jìn)入2000年代，風(fēng)速達(dá)到最高極值，風(fēng)速量級達(dá)到歷史最大。隨著風(fēng)速不斷增大，因大風(fēng)而衍生的災(zāi)害性時間也隨之發(fā)生。

3 大風(fēng)造成的災(zāi)害

大風(fēng)通常是一種突發(fā)性的災(zāi)害，往往很短時間就會對人類的生產(chǎn)、生活造成較大傷害。長時間的大風(fēng)會使土壤風(fēng)蝕、沙化，對作物和樹木產(chǎn)生機(jī)械損害，造成倒伏、折斷、落粒、落果及傳播植物病蟲害等[2]。近40年來，永城市的每一次大風(fēng)天氣都造成不同程度的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

3.1 2004年災(zāi)情實例

2004年6月21日先后遭到大風(fēng)、冰雹和雷暴襲擊，最大風(fēng)速達(dá)到19.2 m/s。據(jù)統(tǒng)計，農(nóng)作物受災(zāi)43 000 hm2，絕收面積650 hm2。毀壞房屋1 727間，倒塌78間。受災(zāi)人口43萬人，砸傷9人，死亡1人，死傷牲畜31頭。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失7 670萬元，直接經(jīng)濟(jì)損失10 075萬元。

3.2 2005年災(zāi)害實例

2005年6月19日，永城出現(xiàn)22.5 m/s的大風(fēng)天氣。造成40.9萬人受災(zāi)，1人死亡，2人受傷，農(nóng)作物受災(zāi)40 820 hm2，絕收面積2 280 hm2。毀壞房屋650間，倒塌342間，死傷牲畜300頭。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失1億元，直接經(jīng)濟(jì)損失8 000萬元。

3.3 2009年災(zāi)害實例

2009年6月3日20：50—22：56，河南省商丘市遭受狂風(fēng)、暴雨和冰雹襲擊，其中永城市22：42最大風(fēng)速達(dá)到29.1 m/s，為1957年有氣象記錄以來的歷史極值。小麥倒伏20萬hm2，所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)普遍受災(zāi)，重災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)71個，城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村大面積停水停電，部分道路中斷，交通受阻。樹木刮倒、折斷713.3萬株，電線桿折斷、倒伏9 292根，損壞變壓器43臺，房屋倒塌4 142間，受損房屋36 279間，蔬菜大棚損毀5 618座，砸死家畜203頭，砸死家禽20 010只，造成直接經(jīng)濟(jì)損失14.49億元，其中農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失9.45億元。此次災(zāi)害性天氣是大風(fēng)，局部伴有雷暴[3-7]。

4 大風(fēng)對礦區(qū)的危害

大風(fēng)災(zāi)害天氣主要是通過大風(fēng)間接影響煤礦瓦斯?jié)舛?，從而形成誘發(fā)煤礦瓦斯事故的風(fēng)險。大風(fēng)災(zāi)害天氣引發(fā)煤礦瓦斯事故的風(fēng)險主要表現(xiàn)在以下2個方面：一是通過大風(fēng)刮斷煤礦地面的供配電系統(tǒng)的線路，有時甚至吹翻供配電系統(tǒng)的線路鐵塔，造成煤礦地面的供配電系統(tǒng)不能正常運行而形成煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)非計劃停電，導(dǎo)致煤礦通風(fēng)系統(tǒng)非計劃停止運行，使煤礦瓦斯?jié)舛壬仙?。因此大風(fēng)風(fēng)力強度的破壞性導(dǎo)致煤礦地面供配電系統(tǒng)故障，是引發(fā)煤礦瓦斯事故的主要風(fēng)險因素的具體表現(xiàn)形式之一。二是通過大風(fēng)吹起供配電系統(tǒng)的線路，使其之間發(fā)生碰撞或者吹起其他金屬導(dǎo)體，使其搭接在線路之間形成短路，造成煤礦地面的供配電系統(tǒng)不能正常運行而形成煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)非計劃停電，導(dǎo)致煤礦通風(fēng)系統(tǒng)非計劃停止運行，使煤礦瓦斯?jié)舛壬仙?。大風(fēng)導(dǎo)致煤礦地面供配電系統(tǒng)線路之間短路故障，是引發(fā)煤礦瓦斯事故的主要風(fēng)險因素的具體表現(xiàn)形式之一[8]。

5 原因分析及措施建議

隨著社會科技經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展、人們生活水平的不斷提高，生態(tài)環(huán)境和自然規(guī)律遭到人為破壞，城鄉(xiāng)樓房越來越高，溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重，導(dǎo)致各類自然災(zāi)害相繼頻繁發(fā)生，人類活動往往起了加劇自然災(zāi)害程度的作用。森林植被的急劇減少，草地的日漸退化、土地沙化面積的日益擴(kuò)大等也是造成氣象災(zāi)害的主要原因之一。

由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為戶外種植作業(yè)，是根據(jù)季節(jié)來安排的，所以是受此類災(zāi)害最為嚴(yán)重的行業(yè)之一。目前，尚無有效辦法從根本上消除對社會帶來的危害，因此要采取預(yù)防為主，防、救、治相結(jié)合的策略。其中包括氣象部門加強宣傳和普及氣象知識，讓市民了解颮線等災(zāi)害性天氣發(fā)生的氣候特點和如何做好預(yù)防工作。另外，號召廣大人民群眾積極主動廣泛的植樹選材，做好水土保持，減少空氣對流作用，以減少或破壞大風(fēng)的形成條件。同時，要密切關(guān)注、收聽、收看當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報，在各類強對流災(zāi)害性天氣到來之前做好充分的防范措施，避免災(zāi)害或使災(zāi)害降低到最小的限度。另外，要從自身做起，加強自我防范意識，保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境，加大植樹造林面積，加強環(huán)境綠化，鞏固建筑物，防患于未然。

6 結(jié)論

（1）永城市1976—2015年近40年間大風(fēng)發(fā)生122次，且歷年和年代際間均出現(xiàn)下降趨勢，特別是進(jìn)入2000年以后，大風(fēng)發(fā)生率到達(dá)低谷。

（2）大風(fēng)風(fēng)速的年代和年代際與大風(fēng)發(fā)生的頻率和量級均呈反方向發(fā)展趨勢，進(jìn)入2000年以后，風(fēng)速逐漸增高，到2009年達(dá)到歷史極值。即大風(fēng)發(fā)生次數(shù)呈減少趨勢，風(fēng)速量級呈增大趨勢。

（3）大風(fēng)主要發(fā)生在春、夏季，3月最為頻繁，占總量的45.9%；夏季占總量的32.8%；秋季大風(fēng)出現(xiàn)最少，占總量的9%。

（4）大風(fēng)導(dǎo)致煤礦地面供配電系統(tǒng)線路之間短路故障，是引發(fā)煤礦瓦斯事故的主要風(fēng)險因素的具體表現(xiàn)形式之一。

（5） 大風(fēng)具有突發(fā)性強、生命史短、危害性極大等特點，往往伴有冰雹、暴雨和雷暴等強對流天氣。

7 參考文獻(xiàn)

[1] 李貴瓊，蔣文家.淺析大風(fēng)天氣現(xiàn)象的記錄與編報[J].貴州氣象，2010（4）：40-42.

[2] 壽紹文，勵申申，姚秀萍，等.中尺度天氣學(xué)[M].北京：氣象出版社，2003：195-203.

[3] 中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003：24.

[4] 張海峰.云天探秘[M].北京：氣象出版社，2007：291-292.

[5] 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院.中國農(nóng)業(yè)氣象學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1999：371-373.

[6] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法[M].北京：氣象出版社，2000：406-411.

[7] 李耀輝，張存杰，高學(xué)杰.西北地區(qū)大風(fēng)日數(shù)的時空分布特征[J].中國沙漠，2004，24（6）：715-723.

[8] 李良福，馬斌.煤礦氣象災(zāi)害風(fēng)險管理與實踐[M].北京：氣象出版社，2015： 156-157.