黃南地區1990—2021年大風的時空特征及成災分析

陳晶?張笑寒?郭安欣

摘 要：利用青海省黃南地區4個國家氣象站（尖扎、同仁、澤庫、河南）1990—2021年大風資料和歷年大風災害相關資料，采用統計學方法，對黃南地區發生大風及大風災害的時空變化特征進行分析。結果表明：（1）該地區近30年的大風日數總體呈下降趨勢，大風天氣的頻次1996年最多、2020年最少。年內3月出現頻次最多、9月出現頻次最少，季節變化總體呈春季＞冬季＞夏季＞秋季態勢。（2）2004—2021年極大風速也呈下降趨勢，整體呈2個波峰1個波谷的分布形態，大風速多出現在15：00～18：00且各時段均為7級大風日數占比最多。（3）大風日數與極大風速空間分布均呈現出南高北低的形態，澤庫為大風日數高值區，尖扎發生日數最少，極大風速河南最大、尖扎最小。（4）2000—2021年共發生了14次大風災害事件，主要集中在1、2、6、7月，災害頻發區在河南，次多為同仁地區，與大風日數高值區不一致。

關鍵詞：大風；災害；時空分布；黃南州

中圖分類號：P425.6+1 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）01–0-03

近年來極端天氣高發，災害性天氣頻次增多，大風災害是影響黃南州的氣象災害之一。大風災害發生時，大風裹挾著沙塵，掩埋農田、阻斷交通、損毀帳篷、傷害牲畜等，給農業、牧業、建筑業、交通、水利等造成不同程度經濟損失，還會輸送地面沙塵顆粒等污染物質，威脅人民生命和財產安全[1]，

對社會經濟造成嚴重影響。黃南州地處青海省東部農業區與青南牧區的交替地帶，平均海拔在1 900～

4 118 m，地勢高低懸殊，地形復雜，受下墊面和高原地形的影響，易出現大風天氣，且大風天氣常伴有強降溫天氣，對當地人民的生產生活造成不利影響。

目前國內外學者針對各類災害性大風天氣的研究已取得了不少成果[2-6]，但由于氣候差異和下墊面差異，不同區域發生大風天氣的頻次、強度的時空演變規律不同，由大風天氣引發的大風災害類別也不同。國內大風天氣高發區主要分布在內蒙古、青藏高原、新疆一帶。有研究表明青海是全國大風較多的地區之一，平均年大風日數為35 d[7]。目前，對黃南地區的大風研究較少，僅為某次大風過程的成因分析研究，缺少對當地大風天氣特征研究，因此，在極端性天氣高發的環境下對黃南地區大風天氣特征研究迫在眉睫。

1 資料來源與分析方法

大風災害資料來自青海省黃南州氣象臺災情公報和黃南州自然資源部門局所提供的近30年大風災害災情數據。大風相關數據來源于1990—2021年黃南州4個國家氣象觀測站（尖扎、同仁、澤庫、河南）逐日觀測資料。大風采用氣象學上的定義瞬間風速達到或超過17.0 m/s的風[7]，一天之中有一次或者多次大風出現，則均記作1個大風日。按季節劃分為：春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12—翌年2月）[8]。大風日數和極大風速時間變化趨勢采用一元線性回歸方程分析，空間變化特征采用反距離加權插值法（Inverse Distance Weighting， IDW）分析。

2 結果與分析

2.1 黃南地區大風基本特征

由表1可見，黃南州1990—2021年累計大風日數2 183 d。其中澤庫累計大風日數最多，為1 032 d，占總次數的47.3%，河南累計大風日數次多，為881 d，占總次數的40.4%，尖扎累計大風日數最少，為91 d，占總次數的4.1%，同仁累計大風日數次少，為179 d，占總次數的8.2%；年大風日數平均值澤庫最多，年均32 d，尖扎最少，年均3 d；從極大風速的極值來看，黃南州的極大風速極值出現在澤庫，2011年12月3日極值達到29.1 m/s，其次為河南，2008年5月6日極大風速極值為29 m/s，尖扎極大風速極值最小，為21 m/s，出現在2021年8月22日。

2.2 大風時間變化特征

2.2.1 大風日數年際變化特征

由圖1可以看出，黃南地區大風日數的年際變化以2.2 d/10年的變化速率總體呈下降趨勢。具體來看，大風日數在1990—1992年間呈下降趨勢，1992年后整體呈上升趨勢，2003年起又再一次呈下降趨勢，年際變化趨勢為-2.215 d/10年。1990—2021年間大風日數的平均值為17 d，在2010年之前為偏多年，之后為偏少年。全州大風日數的極大值出現在1996年，為25 d，極小值出現在2020年，為7 d，可以看出1990—2021年黃南地區出現大風天氣的頻次1996年最多、2020年最少。

2.2.2 大風日數月、季變化特征

由圖2可知，黃南州平均大風日數在3月出現頻次最多，為2.8 d；4月次多，為2.6 d；9月出現頻次最少，為0.4 d；8、10月次少，為0.5 d。全年總體表現為先略增后減再增的變化趨勢，1月開始大風日數逐漸增加，3月達到峰值之后開始下降至9月，進入10月隨著冷空氣活動逐漸頻繁，大風日數又呈上升趨勢。從黃南地區4個站在年內不同月份出現大風日數占比來看，澤庫在全年各月出現大風的頻次均高于其他3個站，其他3個站呈現河南＞同仁＞尖扎的分布特征，整體來看南部地區全年出現大風頻次遠遠高于北部地區。

黃南地區大風天氣有著明顯的季節特征，其季節變化總體呈春季＞冬季＞夏季＞秋季的形勢，占全年比重分別為42.9%、32.9%、12.9%、11.1%，可看出春季是大風天氣的多發季節，冬季次之。有研究得出受冷空氣大風影響大風高頻區與寒潮活動路徑相對應，冬春季正是青海省冷空氣和寒潮天氣最活躍的時段，黃南地區冬春季大風也多受冷空氣活動影響。

2.2.3 極大風速年際變化特征

因2004年前無極大風速數據，最大風速值與極大風速值差距較大，所以極大風速年際變化分析采用2004年開始有極大風速數據后資料，即2004—2021年極大風速變化特征。如圖3所示，黃南地區近18年極大風速的年際變化以4.87 m/s/10年的變化速率總體呈下降趨勢。具體來看，極大風速在2004—2012年呈上升趨勢，2012年后整體呈下降趨勢至2013年達谷底，2014年起又再一次上升，2016年開始下降，整體呈2個波峰1個波谷的分布形態。黃南地區近18年極大風速平均值為21.7 m/s，在2004年、2010—2012年、2015—2017年為偏大年，其余時間為偏小年。全州平均極大風速的極大值出現在2012年，為23.9 m/s，極小值出現在2013年，為18.6 m/s。

2.2.4 極大風速分級日數變化特征

黃南地區極大風速分級日數變化如圖3所示，可以看出黃南地區大風極大風速日數變化呈現晝強夜弱的特點，與青海省其他地區大風日數變化特征一致。各級大風的極大風速在16：00最強（7級的日數74.8 d），在夜間00：00最弱，在上、下午各有一個峰值，在7：00（7級36.5 d），7：00～16：00呈現先減小再增加的趨勢，尤其12：00后風速增大明顯，16：00后風速呈下降趨勢。午后溫度較高，有較好的大風形成熱力條件，進而大風速多出現在15：00～18：00。各個時段均為7級大風日數最多，11級大風日數最少，變化趨勢為先上升、后下降、再上升、最后下降。

2.3 大風空間分布特征

為分析大風空間分布的特征，采用反距離權重插值法對黃南地區4個國家站1990—2021年大風日數和2004—2021年極大風速進行插值，得到黃南地區大風日數和極大風速的空間特征。黃南地區大風日數與極大風速均呈現出南高北低的空間分布形態。從大風日數的分布來看，澤庫是大風發生高值區，年大風日數28～32 d，大風天氣的次發區為河南，年大風日數25～28 d，尖扎發生大風天氣的日數最少，年大風日數2～6 d，可以看出大風日數與海拔存在一定的對應關系，隨著海拔的升高，大風日數相應增多。從極大風速的分布來看，南部地區為大風速區，其中河南風速最大，極大風速23.8 m/s，其次為澤庫，極大風速23.7 m/s，尖扎地區風速最小，極大風速18.3 m/s。

2.4 大風災害發布特征

2000—2021年間（未收集到2000年前災情信息），黃南州共發生了14次大風災害事件，在此期間共造成6名人員受傷，農田、房屋、城市設施存在不同程度損毀，給人民生命財產及生產生活造成了極大的影響。受災中影響最為嚴重的一次為2016年2月18日同仁市6個鄉鎮，共計260戶1 212人受災，并造成2人受傷，共造成各類經濟損失約195.95萬元。

黃南地區2010—2021 10年發生的大風災害的月份主要集中在1、2、6、7月。其中，1、7月出現次數最多，均為3次，占比21.45%；2、6月次多，均為2次，占比14.28%；5、9、12月未出現過災害。大風災害的發生具有明顯的季節特征，夏季＞冬季、春季＞秋季。2010—2021 10年黃南地區大風災害發生在南部地區的多于北部地區，發生次數最多的地區為河南，共發生6次，占比42.86%；次多為同仁，共發生5次，占比35.71%；發生次數最少的為尖扎，只發生1次，且在湖面。大風災害空間分布呈河南＞同仁＞澤庫＞尖扎的形態。這與大風日數的分布形態不一致，大風災害發生較多地區為河南、同仁地區，而不是大風高值區，說明大風災害的發生與城市發展、承載體等因素有關。

3 結論

黃南州1990—2021年累計出現大風日數2 183 d，澤庫最多，尖扎最少，年際變化總體呈下降趨勢，出現大風天氣的頻次1996年最多，2020年最少。全年總體表現為先略增后減再增的變化趨勢，3月出現頻次最多，9月出現頻次最少，具有明顯的季節特征，其季節變化總體呈春季＞冬季＞夏季＞秋季的形勢。

近18年極大風速呈下降趨勢，整體呈2個波峰一個波谷的分布形態，全州平均極大風速的極大值出現在2012年，極小值出現在2013年；大風速多出現在15：00～18：00且各時段均為7級大風日數占比最多。

在大風的空間分布上，大風日數與極大風速均呈現出南高北低的形態。澤庫是大風發生中心，尖扎發生大風天氣的日數最少；河南風速最大，尖扎地區風速最小。

2000—2021年間黃南州共發生了14次大風災害事件，主要集中在1、2、6、7月，大風災害的發生具著明顯的季節特征，表現為夏季＞冬季、春季＞秋季?？臻g分布上災害頻發區在河南，次多為同仁地區，尖扎發生次數最少，大風災害的高值區與大風日數高值區不一致。

參考文獻

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