黄南地区1990—2021年大风的时空特征及成灾分析

陈晶?张笑寒?郭安欣

摘 要：利用青海省黄南地区4个国家气象站（尖扎、同仁、泽库、河南）1990—2021年大风资料和历年大风灾害相关资料，采用统计学方法，对黄南地区发生大风及大风灾害的时空变化特征进行分析。结果表明：（1）该地区近30年的大风日数总体呈下降趋势，大风天气的频次1996年最多、2020年最少。年内3月出现频次最多、9月出现频次最少，季节变化总体呈春季＞冬季＞夏季＞秋季态势。（2）2004—2021年极大风速也呈下降趋势，整体呈2个波峰1个波谷的分布形态，大风速多出现在15：00～18：00且各时段均为7级大风日数占比最多。（3）大风日数与极大风速空间分布均呈现出南高北低的形态，泽库为大风日数高值区，尖扎发生日数最少，极大风速河南最大、尖扎最小。（4）2000—2021年共发生了14次大风灾害事件，主要集中在1、2、6、7月，灾害频发区在河南，次多为同仁地区，与大风日数高值区不一致。

关键词：大风；灾害；时空分布；黄南州

中图分类号：P425.6+1 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）01–0-03

近年来极端天气高发，灾害性天气频次增多，大风灾害是影响黄南州的气象灾害之一。大风灾害发生时，大风裹挟着沙尘，掩埋农田、阻断交通、损毁帐篷、伤害牲畜等，给农业、牧业、建筑业、交通、水利等造成不同程度经济损失，还会输送地面沙尘颗粒等污染物质，威胁人民生命和财产安全[1]，

对社会经济造成严重影响。黄南州地处青海省东部农业区与青南牧区的交替地带，平均海拔在1 900～

4 118 m，地势高低悬殊，地形复杂，受下垫面和高原地形的影响，易出现大风天气，且大风天气常伴有强降温天气，对当地人民的生产生活造成不利影响。

目前国内外学者针对各类灾害性大风天气的研究已取得了不少成果[2-6]，但由于气候差异和下垫面差异，不同区域发生大风天气的频次、强度的时空演变规律不同，由大风天气引发的大风灾害类别也不同。国内大风天气高发区主要分布在内蒙古、青藏高原、新疆一带。有研究表明青海是全国大风较多的地区之一，平均年大风日数为35 d[7]。目前，对黄南地区的大风研究较少，仅为某次大风过程的成因分析研究，缺少对当地大风天气特征研究，因此，在极端性天气高发的环境下对黄南地区大风天气特征研究迫在眉睫。

1 资料来源与分析方法

大风灾害资料来自青海省黄南州气象台灾情公报和黄南州自然资源部门局所提供的近30年大风灾害灾情数据。大风相关数据来源于1990—2021年黄南州4个国家气象观测站（尖扎、同仁、泽库、河南）逐日观测资料。大风采用气象学上的定义瞬间风速达到或超过17.0 m/s的风[7]，一天之中有一次或者多次大风出现，则均记作1个大风日。按季节划分为：春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12—翌年2月）[8]。大风日数和极大风速时间变化趋势采用一元线性回归方程分析，空间变化特征采用反距离加权插值法（Inverse Distance Weighting， IDW）分析。

2 结果与分析

2.1 黄南地区大风基本特征

由表1可见，黄南州1990—2021年累计大风日数2 183 d。其中泽库累计大风日数最多，为1 032 d，占总次数的47.3%，河南累计大风日数次多，为881 d，占总次数的40.4%，尖扎累计大风日数最少，为91 d，占总次数的4.1%，同仁累计大风日数次少，为179 d，占总次数的8.2%；年大风日数平均值泽库最多，年均32 d，尖扎最少，年均3 d；从极大风速的极值来看，黄南州的极大风速极值出现在泽库，2011年12月3日极值达到29.1 m/s，其次为河南，2008年5月6日极大风速极值为29 m/s，尖扎极大风速极值最小，为21 m/s，出现在2021年8月22日。

2.2 大风时间变化特征

2.2.1 大风日数年际变化特征

由图1可以看出，黄南地区大风日数的年际变化以2.2 d/10年的变化速率总体呈下降趋势。具体来看，大风日数在1990—1992年间呈下降趋势，1992年后整体呈上升趋势，2003年起又再一次呈下降趋势，年际变化趋势为-2.215 d/10年。1990—2021年间大风日数的平均值为17 d，在2010年之前为偏多年，之后为偏少年。全州大风日数的极大值出现在1996年，为25 d，极小值出现在2020年，为7 d，可以看出1990—2021年黄南地区出现大风天气的频次1996年最多、2020年最少。

2.2.2 大风日数月、季变化特征

由图2可知，黄南州平均大风日数在3月出现频次最多，为2.8 d；4月次多，为2.6 d；9月出现频次最少，为0.4 d；8、10月次少，为0.5 d。全年总体表现为先略增后减再增的变化趋势，1月开始大风日数逐渐增加，3月达到峰值之后开始下降至9月，进入10月随着冷空气活动逐渐频繁，大风日数又呈上升趋势。从黄南地区4个站在年内不同月份出现大风日数占比来看，泽库在全年各月出现大风的频次均高于其他3个站，其他3个站呈现河南＞同仁＞尖扎的分布特征，整体来看南部地区全年出现大风频次远远高于北部地区。

黄南地区大风天气有着明显的季节特征，其季节变化总体呈春季＞冬季＞夏季＞秋季的形势，占全年比重分别为42.9%、32.9%、12.9%、11.1%，可看出春季是大风天气的多发季节，冬季次之。有研究得出受冷空气大风影响大风高频区与寒潮活动路径相对应，冬春季正是青海省冷空气和寒潮天气最活跃的时段，黄南地区冬春季大风也多受冷空气活动影响。

2.2.3 极大风速年际变化特征

因2004年前无极大风速数据，最大风速值与极大风速值差距较大，所以极大风速年际变化分析采用2004年开始有极大风速数据后资料，即2004—2021年极大风速变化特征。如图3所示，黄南地区近18年极大风速的年际变化以4.87 m/s/10年的变化速率总体呈下降趋势。具体来看，极大风速在2004—2012年呈上升趋势，2012年后整体呈下降趨势至2013年达谷底，2014年起又再一次上升，2016年开始下降，整体呈2个波峰1个波谷的分布形态。黄南地区近18年极大风速平均值为21.7 m/s，在2004年、2010—2012年、2015—2017年为偏大年，其余时间为偏小年。全州平均极大风速的极大值出现在2012年，为23.9 m/s，极小值出现在2013年，为18.6 m/s。

2.2.4 极大风速分级日数变化特征

黄南地区极大风速分级日数变化如图3所示，可以看出黄南地区大风极大风速日数变化呈现昼强夜弱的特点，与青海省其他地区大风日数变化特征一致。各级大风的极大风速在16：00最强（7级的日数74.8 d），在夜间00：00最弱，在上、下午各有一个峰值，在7：00（7级36.5 d），7：00～16：00呈现先减小再增加的趋势，尤其12：00后风速增大明显，16：00后风速呈下降趋势。午后温度较高，有较好的大风形成热力条件，进而大风速多出现在15：00～18：00。各个时段均为7级大风日数最多，11级大风日数最少，变化趋势为先上升、后下降、再上升、最后下降。

2.3 大风空间分布特征

为分析大风空间分布的特征，采用反距离权重插值法对黄南地区4个国家站1990—2021年大风日数和2004—2021年极大风速进行插值，得到黄南地区大风日数和极大风速的空间特征。黄南地区大风日数与极大风速均呈现出南高北低的空间分布形态。从大风日数的分布来看，泽库是大风发生高值区，年大风日数28～32 d，大风天气的次发区为河南，年大风日数25～28 d，尖扎发生大风天气的日数最少，年大风日数2～6 d，可以看出大风日数与海拔存在一定的对应关系，随着海拔的升高，大风日数相应增多。从极大风速的分布来看，南部地区为大风速区，其中河南风速最大，极大风速23.8 m/s，其次为泽库，极大风速23.7 m/s，尖扎地区风速最小，极大风速18.3 m/s。

2.4 大风灾害发布特征

2000—2021年间（未收集到2000年前灾情信息），黄南州共发生了14次大风灾害事件，在此期间共造成6名人员受伤，农田、房屋、城市设施存在不同程度损毁，给人民生命财产及生产生活造成了极大的影响。受灾中影响最为严重的一次为2016年2月18日同仁市6个乡镇，共计260户1 212人受灾，并造成2人受伤，共造成各类经济损失约195.95万元。

黄南地区2010—2021 10年发生的大风灾害的月份主要集中在1、2、6、7月。其中，1、7月出现次数最多，均为3次，占比21.45%；2、6月次多，均为2次，占比14.28%；5、9、12月未出现过灾害。大风灾害的发生具有明显的季节特征，夏季＞冬季、春季＞秋季。2010—2021 10年黄南地区大风灾害发生在南部地区的多于北部地区，发生次数最多的地区为河南，共发生6次，占比42.86%；次多为同仁，共发生5次，占比35.71%；发生次数最少的为尖扎，只发生1次，且在湖面。大风灾害空间分布呈河南＞同仁＞泽库＞尖扎的形态。这与大风日数的分布形态不一致，大风灾害发生较多地区为河南、同仁地区，而不是大风高值区，说明大风灾害的发生与城市发展、承载体等因素有关。

3 结论

黄南州1990—2021年累计出现大风日数2 183 d，泽库最多，尖扎最少，年际变化总体呈下降趋势，出现大风天气的频次1996年最多，2020年最少。全年总体表现为先略增后减再增的变化趋势，3月出現频次最多，9月出现频次最少，具有明显的季节特征，其季节变化总体呈春季＞冬季＞夏季＞秋季的形势。

近18年极大风速呈下降趋势，整体呈2个波峰一个波谷的分布形态，全州平均极大风速的极大值出现在2012年，极小值出现在2013年；大风速多出现在15：00～18：00且各时段均为7级大风日数占比最多。

在大风的空间分布上，大风日数与极大风速均呈现出南高北低的形态。泽库是大风发生中心，尖扎发生大风天气的日数最少；河南风速最大，尖扎地区风速最小。

2000—2021年间黄南州共发生了14次大风灾害事件，主要集中在1、2、6、7月，大风灾害的发生具着明显的季节特征，表现为夏季＞冬季、春季＞秋季。空间分布上灾害频发区在河南，次多为同仁地区，尖扎发生次数最少，大风灾害的高值区与大风日数高值区不一致。

参考文献

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