木里地区地面风场的特征分析
Analysis of the Surface Wind in Muli Area
DOI: 10.12677/ccrl.2025.146135, PDF, HTML, XML,    科研立项经费支持
作者: 刘锦涛, 施红霞*, 袁淑杰:成都信息工程大学大气科学学院,四川 成都;郑自君:凉山州气象局,四川 西昌;高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室,四川 成都
关键词: 木里平均风速最大风速时空分布Muli Average Wind Speed Maximum Wind Speed Spatial and Temporal Distribution
摘要: 本文基于凉山州气象局提供的区域自动站观测的逐日风速数据,对木里地区平均风速和最大风速的时空分布特征及风向特征进行分析。结果表明:(1) 木里地区1月、10~12月平均风速最大值约为3.6 m/s,出现在依吉站,2、8、9月在鸭嘴牧场站,约为2.8 m/s,3、4月在三桷垭里铺站,约为4.3 m/s,5~7月在水洛平翁站,约为2.7 m/s。1~3月平均风速最小值出现在东朗站,约1.5 m/s、4、5、7~12月在宁朗站,约为1.1 m/s,6月在耗牛坪站,约为1.2 m/s。高风速站点多位于中南部地势较低区,低风速站点集中于北部地势较高区。(2) 2~4月在木里地区中部及东南部多个站点(鸭嘴牧场站、列瓦碾水站、三桷垭里铺站等)形成大于等于9 m/s的高风速区。7~11月,多个站点(三桷桠高房子站、牦牛坪站、博窝站、俄亚站等)形成环绕中部的小于等于4 m/s低风速区。(3) 木里地区全年主导风向为南向风群(S、SSW、SSE),频率合计32.5%,平均风速6.2 m/s。最大风速主要盛行风方向为西南偏南,南南西(SSW)为主要方向(≥11.0%)。在冬春季最大风速值(5.1~6.9 m/s)大于夏秋季(4.0~5.4 m/s)。
Abstract: This study is based on daily wind speed data observed by regional automatic weather stations provided by the Liangshan Prefecture Meteorological Bureau. Using statistical methods, it analyzes the spatial and temporal distribution characteristics of average wind speed, maximum wind speed and maximum wind speed and wind direction characteristics in the Muli area. The results show: (1) In Muli, the highest value of average wind speed in January was approximately 3.6 m/s and occured at the Yiji station, the same characteristics were also occurred from October to December. In February, August, and September, the wind speed had a highest value about 2.8 m/s, recorded at the Yazui Pasture station. During March and April, it appeared at the Sanjiaoyalipu station, about 4.3 m/s, while in May through July, it was recorded at the Shuiluopingweng station, reaching approximately 2.7 m/s. The lowest average wind speeds from January to March were found at the Donglang station, approximately 1.5 m/s, in April, May, and from July to December, they werefound at the Ninglang station, around 1.1 m/s, and in June at the Maoniuping station, about 1.2 m/s. High-wind-speed stations were mostly located in the central and southern areas with lower terrain, while low-wind-speed stations were concentrated in the northern areas with higher terrain. (2) From February to April, multiple stations in the central and southeastern regions of Muli (such as Yazui Pasture stations, LieWaNianshui stations, and Sanjiaoyalipu stations) form high wind speed zones with speeds equal to or above 9 m/s. From July to November, several stations (including Sanjiaoyagaofangzi stations, Maoniuping stations, Bowo stations, and Eya stations) form a low wind speed zone (less than or equal to 4 m/s) surrounding the central region. (3) Throughout the year, the dominant wind direction in Muli was the southerly group (S, SSW, SSE), with a combined frequency of 32.5% and an average wind speed of 6.2 m/s. The main prevailing direction of the maximum wind speed was south-southwest (SSW), with a frequency of 11.0% or higher. During spring, autumn, and winter, the prevailing direction of the extreme maximum wind speed was from the south (S), with wind frequencies exceeding 10%. In winter and spring, the maximum wind speed ranged from 5.1 m/s to 6.9 m/s, higher than the summer and autumn range of 4.0 m/s to 5.4 m/s.
文章引用:刘锦涛, 施红霞, 袁淑杰, 郑自君. 木里地区地面风场的特征分析[J]. 气候变化研究快报, 2025, 14(6): 1349-1361. https://doi.org/10.12677/ccrl.2025.146135

1. 引言

在全球气候加剧变暖的背景下,大气边界层的研究持续深入,其中近地面风场的时空演变规律及其响应机制正逐渐成为各学科的研究热点。作为近地层能量传输的关键因素,近地面风场特征不仅反映区域气候系统的动态平衡,更与城市的各种环境问题存在显著关系。近年来,随着观测技术的进步和数值模拟方法的发展,地面风场研究已从传统的统计分析向多尺度、多过程的机理研究转变。

在平均风速的研究中,杨君健[1]选取了商丘市8个国家气象站从1960~2021年的逐日4次定时观测资料,利用数据统计、回归方程和趋势分析等方法指出商丘市一年中平均风速呈现单峰型,在春季3~4月平均风速最大,为3.0 m/s,在夏秋季8~10月平均风速最小,为2.0 m/s。赵嘉琪等[2]利用阿拉善右旗气象站1960年1月1日至2020年12月31日的整点风速数据进行拟合分析,得出阿拉善右旗月平均风速在4~5月最大(4.15~4.23 m/s),11月至次年1月风速最小(3.03~2.95 m/s),2~6月平均风速逐渐增加,7月至次年1月风速逐渐降低。杨燕妮等[3]利用昆明国家基准气候站的月平均风速数据,对昆明市2009~2018年的研究中指出,昆明市春季(2~4月)月平均风速较大,月平均风速在3月份出现最大值2.6 m/s;1月份和5月份月平均风速达到了2 m/s;8月份月平均风速最小,只有1.5 m/s。

马成芝等[4]在对喀左县风的气候变化特征研究中从最大风速的角度,利用喀左县1961~2010年的气象资料得出,1~4月最大风速逐月增大,直至4月达峰值10.9 m/s,之后逐月减小到8月,达全年最低值7.7 m/s,秋季9~10月最大风速再次逐月增大,到冬季12月又减小到全年第二个谷值8.3 m/s。刘皓等[5]则通过选取西昌市2016~2021年12个区域观测自动站和1981~2021年1个国家大气监测站逐日、逐时风速风向资料,通过常规数据统计方法总结出西昌市极大风向表现出南–北向强对称性,东–西方向弱对称性的特点。而极大风速最大值出现在8月(27.7 m/s),最小值出现在9月(18.6 m/s)。在1~6月、10~12月和8月极大风速均较大,7月9月极大风速较小。综合看来西昌地区极大风速在冬春季节较大,在夏秋季节(7月,9~10月)较小。吴古会等[6]在对贵州省近10a日最大风特征分析中指出,春季(3~5月)贵州省最大风速在1.6~5.5 m/s,夏季(6~8月)最大风速在1.9~5.4 m/s,秋季(9~11月)最大风速在1.7~4.9 m/s之间,冬季(12~2月)最大风速在1.7~5.2 m/s。

而在地面风的风向特征方面,申辉等[7]以四川新津机场10 min风向数据为基础,用数据统计和绘制风玫瑰图等方法统计出新津机场北风(N)频率11.4%、北北西风(NNW)频率8.5%、北北东风(NNE)频率7.8%、东南风(SE)频率6.8%、南南东风(SSE)频率6.8%、西南西风(WSW)频率6.8%和西风(W) 6.4%,从而得出新津机场主要受偏北风、偏西南风和偏东南风影响,正北风为其主导风向。郝辛凯等[8]也利用阎良机场2017年1月1日~2021年12月31日整点地面观测数据得出阎良机场常年盛行东北风(45˚~75˚),风频20.0%,其次为北东北(15˚~45˚)和西南风(225˚~255˚),风频各为13.5%和11.5%。在孙羡等[9]对自贡机场2018~2019年地面风场资料的统计研究中指出,北(N),北北东(NNE),北北西(NNW),西南西(WSW)方向在自贡机场两年的数据中多次出现了5 m/s以上的极大风速,最大瞬时风速达10 m/s。而瞬时风速大于5 m/s的地面风在春夏季出现较多,占3~9月春夏季总天数的82%,基本出现于偏北(60%)与西南(17%)方向。同样,代冰冰等[10]在对丽江机场的同类型数据研究中发现,丽江机场春季盛行南南西风(SSW),风频10.7%,最大平均风速为3.6 m/s,夏季主要为西南风(SW),风频15.3%,最大平均风速为2.5 m/s,秋冬季南南西风(SSW)为盛行风向,风频13.9%,平均风速2.6 m/s。陈峰云等[11]在对南太湖地区的风要素分析中得出,南太湖主要风向为北北西(NNW)和东南(SE),其中北北西风(NNW)向多出现大于12 m/s的最大风速。

尽管当前地面风场的研究已较为成熟,但对凉山地区的近地风特征分析仍较欠缺。虽然已有学者研究了凉山地区地面风与森林火灾之间的关系[12],但针对凉山下属木里县等具体区域的风场精细化研究仍较稀少。木里县作为典型的山地县域,其风场特征可能具有独特的区域特性。

2. 资料和方法

2.1. 木里地区基本概况

四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县(东经100˚03'~101˚40',北纬27˚40'~29˚10')位于四川省西南边缘,地处青藏高原与云贵高原过渡带,总面积1.3万平方公里,以高山峡谷、原始森林和金沙江、雅砻江水系为主,是长江上游重要生态屏障。木里藏族自治县主要属暖温带半湿润季风气候,但由于地势落差大,地形复杂,坡向谷向多变,使光、热、水、湿条件分布不均,形成了多样化的气候类型。

Figure 1. Elevation of Muli area and distribution of regional automatic stations

1. 木里地区高程及区域自动站站点分布

2.2. 资料概况

本研究所用气象资料来源于凉山州气象局,主要包括:木里地区主要区域自动站逐日2分钟平均风速、最大风速、最大风速风向资料。最大风速为一天中2分钟平均风速的最大值。

由于某些站点数据缺失过多,需要对木里地区53个区域站数据进行筛选处理,若某区域站每月的日数据缺失达到2天以上则剔除该站点,筛选后总计31个区域站可采用(站点分布详见图1)。由于木里地区地形复杂,区域自动站设站时间不同,因此所采用资料时间各站不相同,每个站点所采用的资料时间详见表1

DEM高程数据来自于地理空间数据云30M分辨率高程数据。

Table 1. Data time of each regional station in Muli

1. 木里各区域站数据信息

区站号

站名

资料日期范围

S0563

列瓦滚子棚

2023/6~2024/12

S0566

白碉呷米坪

2023/6~2024/12

S0570

鸭嘴牧场

2023/9~2024/12

S5970

水洛其拉

2020/5~2024/12

S8627

牦牛坪

2020/3~2024/12

S8628

项脚

2020/5~2024/12

S8629

麦日

2020/6~2024/12

S8630

瓦厂

2009/5~2024/12

S8631

茶布朗

2009/1~2024/12

S8632

白碉

2020/5~2024/12

S8633

水洛平翁

2022/4~2024/12

S8634

列瓦上麦地

2022/4~2024/12

S8635

西秋

2010/4~2024/12

S8636

博科

2010/4~2024/12

S8637

屋脚

2010/4~2024/12

S8638

宁朗

2010/4~2024/12

S8639

唐央

2010/4~2024/12

S8640

康坞

2010/4~2024/12

S8641

雅砻江

2010/4~2024/12

S8642

卡拉

2010/4~2024/12

S8643

倮波

2020/5~2024/12

S8644

三桷桠高房子

2020/5~2024/12

S8645

东朗

2020/5~2024/12

S8660

列瓦碾水

2020/5~2024/12

S8696

俄亚

2020/5~2024/12

S8697

固增

2020/5~2024/12

S8698

沙湾

2020/5~2024/12

S8699

博窝

2020/6~2024/12

S8785

三桷垭里铺

2010/3~2024/12

S9267

克尔

2016/4~2024/12

S9268

依吉

2016/1~2024/12

2.3 研究方法

2.3.1. 反距离权重法

在ArcGIS中绘制2分钟平均风速、最大风速、极大风速的时空分布图时主要采用插值分析中的反距离权重法[13],相关公式为:

z 0 = i=1 n z i d i p i=1 n 1 d i p

其中:zi是第i个已知点的值;dix0到第i个已知点的距离(通常为欧氏距离);p是控制权重随距离衰减速率的参数,p值越大,近邻点的影响越显著,p值越小,远距离点影响越显著,在此p值取一般默认值为2;n是参与插值的已知点数量。

2.3.2. 风向划分与风向频率计算

由于区域站数据中的最大风速风向以0~360的度数标识,对风向按照十六方位进行划分[1],结合风向对照图进行转换。具体转换范围格式如表2

风向频率的计算方法:

=( )×100%

Table 2. Wind direction conversion range format

2. 风向转换范围格式

方位缩写

方位全称

角度范围(˚)

中心点(˚)

N

348.75~11.25

0

NNE

北北东

11.25~33.75

22.5

NE

东北

33.75~56.25

45

ENE

东北东

56.25~78.75

67.5

E

78.75~101.25

90

ESE

东南东

101.25~123.75

112.5

SE

东南

123.75~146.25

135

SSE

南南东

146.25~168.75

157.5

S

168.75~191.25

180

SSW

南南西

191.25~213.75

202.5

SW

西南

213.75~236.25

225

WSW

西南西

236.25~258.75

247.5

W

西

258.75~281.25

270

WNW

西北西

281.25~303.75

292.5

NW

西北

303.75~326.25

315

NNW

北北西

326.25~348.75

337.5

3. 木里地区风速时空分布

3.1. 木里地区月平均风速时空分布

Figure 2. Spatial and temporal distribution of monthly average wind speed in Muli area ((a)~(I) indicates the 12 months of one year)

2. 木里地区月平均风速时空分布((a)~(I)分别代表1~12月)

图2给出了木里地区1~12月每月平均风速的空间分布。可看出,木里地区1月平均风速为1.3~3.7 m/s,63%站点平均风速值在1.7~2.5 m/s,平均风速最大值出现在依吉(3.7 m/s),最小值出现在东朗(1.3 m/s);2月平均风速为1.5~3.8 m/s,63%站点平均风速值在2.0~3.0 m/s,最大值出现在鸭嘴牧场(3.8 m/s),最小值出现在东朗(1.5 m/s);3月平均风速为1.6~4.4 m/s,76%站点平均风速值在1.8~3.0 m/s,最大值出现在三桷垭里铺(4.4 m/s),最小值出现在东朗(1.6 m/s);4月平均风速为1.6~4.2 m/s,80%站点平均风速值在1.6~3.3 m/s,最大值出现在三桷垭里铺(4.2 m/s),最小值出现在宁朗(1.6 m/s);5月平均风速为1.5~3.3 m/s,90%站点平均风速值在1.6~3.3 m/s,最大值出现在水洛平翁(3.3 m/s),最小值出现在宁朗(1.5 m/s);6月平均风速为1.2~2.7 m/s,93%站点平均风速值在1.2~2.5 m/s,最大值出现在水洛平翁(2.7 m/s),最小值出现在牦牛坪(1.2 m/s);7月平均风速为0.8~2.0 m/s,80%站点平均风速值在1.0~1.7 m/s,最大值出现在水洛平翁(2.0 m/s),最小值出现在宁朗(0.8 m/s);8月平均风速为0.8~2.2 m/s,80%站点平均风速值在1.0~1.8 m/s,最大值出现在鸭嘴牧场(2.2 m/s),最小值出现在宁朗(0.8 m/s);9月平均风速为0.8~2.3 m/s,70%站点平均风速值在1.0~1.9 m/s,最大值出现在鸭嘴牧场(2.3 m/s),最小值出现在宁朗(0.8 m/s);10月平均风速为0.9~3.1 m/s,87%站点平均风速值在0.9~2.1 m/s,最大值出现在依吉(3.1 m/s),最小值出现在宁朗(0.9 m/s);11月平均风速为0.9~4.0 m/s,87%站点平均风速值在0.9~2.1 m/s,最大值出现在依吉(4.0 m/s),最小值出现在宁朗(0.9 m/s);12月平均风速为1.2~3.6 m/s,90%站点平均风速值在1.2~2.6 m/s,最大值出现在依吉(3.6 m/s),最小值出现在宁朗(1.2 m/s)。

从时空分布来看,1月,10月,11月,12月平均风速最大值出现在依吉,2月,8月和9月平均风速最大值出现在鸭嘴牧场,3月,4月最大值出现在三桷垭里铺,5月,6月,7月最大值出现在水洛平翁。1~3月平均风速最小值出现在东朗,4月,5月,7~12月最小值出现在宁朗,6月最小值出现在耗牛坪。总体来看,四个风速高值区位于木里地区中南部地势较低区,风速较低的区域集中于北部地势较高区,可见木里地区平均风速存在显著时空差异性。

从季节变化来看,木里地区平均风速年内变化呈不对称单峰型:1~3月风速持续上升,月际增长率分别为15.2% (1→2月)、5.2% (2→3月);4~7月进入风速下降期,月际递减率分别为6.3% (3→4月)、8.1% (4→5月)、19.5% (5→6月)、21.2% (6→7月),递减率逐月上升;8月起进入回升阶段至12月,3.7% (7→8月)、3.0% (8→9月)、10.9% (9→10月)、5.9% (10→11月)、8.5% (11→12月),平均风速在10月出现显著大幅上升。依据徐晓等[14]对西南地区气候季节的研究中提出的西南地区季节划分,3~5月为春季,6~8月为夏季,9~11月为秋季,12月至次年2月为冬季,以此来看,在冬春季(1~5月,12月)木里地区整体平均风速较高(≥2.0 m/s),夏秋季(7~11月)整体平均风速偏低(≤1.8 m/s)。在7~10月平均风速较低的月份,除了平均风速最小值宁朗外,在牦牛坪、屋脚、东朗、水洛其拉、俄亚等地也出现了平均风速低值中心(≤1.3 m/s),而在夏秋季风速较大的月份这些站点的低值中心并不明显。

3.2. 木里地区最大风速时空变化特征

图3为木里地区最大风速时空分布图。可看出,1月最大风速在3.7 m/s (鸭嘴牧场)~10.4 m/s (博窝),87%的站点最大风速值在4.0~7.5 m/s;2月最大风速在4.3 m/s (俄亚)~12.1 m/s (鸭嘴牧场),84%的站点最大风速值在5.3~9.4 m/s;3月最大风速在4.5 m/s (俄亚)~11.6 m/s (鸭嘴牧场),80%的站点最大风速值在6.0~10.0 m/s;4月最大风速在4.5 m/s (三桷桠高房子)~11.7 m/s (鸭嘴牧场),71%的站点最大风速值在5.1~7.7 m/s;5月最大风速在3.8 m/s (三桷桠高房子)~9.6 m/s (沙湾),90%的站点最大风速值在4.5~9.0 m/s;6月最大风速在3.2 m/s (三桷桠高房子)~8.7 m/s (沙湾),87%的站点最大风速值在4.1~7.2 m/s;7月最大风速在2.8 m/s (三桷桠高房子)~7.2 m/s (沙湾),93%的站点最大风速值在3.1~6.6 m/s;8月最大风速在2.8 m/s (三桷桠高房子)~7.3 m/s (沙湾),90%的站点最大风速值在3.0~5.6 m/s;9月最大风速在2.6 m/s (牦牛坪)~7.7 m/s (沙湾),84%的站点最大风速值在3.2~5.8 m/s;10月最大风速在2.8 m/s (三桷桠高房子)~8.0 m/s (鸭嘴牧场),90%的站点最大风速值在3.1~6.3 m/s;11月最大风速在3.2 m/s (三桷桠高房子)~8.2 m/s (鸭嘴牧场),97%的站点最大风速值在3.2~7.2 m/s;12月最大风速在3.4 m/s (白碉呷米坪)~9.6 m/s (鸭嘴牧场),97%的站点最大风速值在3.4~7.0 m/s。

Figure 3. Spatial and temporal distribution of maximum wind speeds in the Muli area ((a)~(I) indicates the 12 months of one year)

3. 木里地区最大风速时空分布((a)~(I)分别代表1~12月)

从时空分布来看,1~4月,10~12月的最大风速最大值出现在鸭嘴牧场。5~9月最大值出现在沙湾。三桷桠高房子在4~8月,10月,11月为最大风速最小值地区,博窝、俄亚、牦牛坪、白碉呷米坪分别为1月、2~3月、9月、12月的最大风速最小值地区。在2~4月,鸭嘴牧场、列瓦碾水、三桷垭里铺、瓦厂、倮波、沙湾、水洛平翁等站点在木里地区中部以及东南部形成了多个最大风速高值区(≥9 m/s)。在7~11月,三桷桠高房子、牦牛坪、博窝、俄亚、宁朗、水洛其拉、倮波、白碉、克尔、茶布朗等站点形成了环绕中部高值区的外围零散分布的多个最大风速低值中心(≤4 m/s)。

按照较上月变化趋势看2月较1月上升了13.6%,3月较2月上升了9.8%,4月较3月下降了4.3%,5月较4月下降了8.5%,6月较5月下降了14.8%,7月较6月下降了17.6%,8月较7月下降了1.7%,9月较8月下降了0.7%,10月较9月上升了6.8%,11月较10月上升了1.4%,12月较11月上升了7.5%。1~3月木里地区整体最大风速值上升且上升趋势逐渐减缓,4~9月整体值呈单峰型趋势下降,在7月下降速率最大,10~12月整体值开始波动回升。从季节变化趋势来看,在冬春季(1~4月、10~12月)最大风速最大值出现在鸭嘴牧场地区,夏秋季(5~9月)最大值出现在沙湾。整体来看木里地区呈现冬春季区间宽(相差约7 m/s),夏秋季区间窄(相差约5 m/s)的特点,冬春(12~5月)强风(≥7 m/s)扩散、夏秋(6~11月)弱风(≤5 m/s)收敛。

3.3. 木里地区风向分布特征

图4为木里地区16个方位的最大风速风频和最大风速年平均值玫瑰图。可看出,木里地区最大风速风场特征表现为显著的南向主导趋势,主导风向为南南西风(SSW),风频11.7%,最大风速5.8 m/s。其次为南风(S)和西南风(SW),频率分别为10.2%,9.57%,最大风速分别为6.4 m/s,5.7 m/s,在整个南方向形成了高频强风。北北东风和东风(NNE、E)虽频率较高(东风风频8.4%,北北东风频7.6%),但平均风速普遍低于6.0 m/s。西北西(WNW)和西北(NW)风频是2.4%,2.5%,为最低的风向频率。值得注意的是,北风(N)频率为2.7%,但风速达5.8 m/s,表明北向有偶发的强风事件的存在,与冷锋过境等天气过程有关。

Figure 4. Rose diagram of annual maximum wind speed and direction frequency and the average annual maximum wind speed of each wind direction in Muli area

4. 木里地区年最大风速风向频率玫瑰图和最大风速年平均玫瑰图

图5图6分析可得,木里地区春季风场主导风向为南南西风(SSW)风频11.6%,最大风速平均值6.8 m/s,南风(S)风频11.4%,最大风速平均值7.9 m/s,西南风(SW)风频9.8%,最大风速平均值6.9 m/s为其次。风频最小为西北西(WNW),风频2.3%,最大风速平均值6.9 m/s。最大风速平均值最大值为南风(S),为7.9 m/s,最小值为东北东(ENE),为6.11 m/s。

Figure 5. Rose diagrams of the frequency of maximum wind direction in Spring (a)、Summer (b)、Autumn (c)、Winter (d) in the Muli region

5. 木里地区各季节(春季(a)、夏季(b)、秋季(c)、冬季(d))最大风速风向频率玫瑰图

Figure 6. Rose diagram of the annual average maximum wind speed for each season in the Muli area ((a) Spring (b) Summer (c) Autumn (d) Winter)

6. 木里地区各季节最大风速年平均玫瑰图((a) 春季 (b) 夏季 (c) 秋季 (d) 冬季)

夏季风场,南南西(SSW)风频12.0%,最大风速平均值5.4 m/s,为主导风向,东风(E)风频10.0%,平均值4.5 m/s为次要风向。西北西(WNW)风频2.0%,最大风速平均值4.6 m/s,为最低风频风向。最大风速平均值最大值在南南西(SSW),平均值5.4 m/s,最小值在东(E)方向,平均值4.5 m/s。

秋季风场南南西(SSW)方向为主导风向,风频12.2%,最大风速平均值5.3 m/s,西南(SW)方向为次要风向,风频9.5%,最大风速平均值5.0 m/s。西北西(WNW)风频2.6%,最大风速平均值4.0 m/s,为最低频率风向。最大风速平均值最大值出现在南南西(SSW)方向,平均值为5.3 m/s,最小值出现在西北西(WNW)方向,平均值为4.0 m/s。

冬季风场中,南(S)方向风为主导风向,风频13.2%,最大风速平均值6.7 m/s,南南西(SSW)、南南东(SSE)和西南(SW)为次要风向,风频分别为11.6%、10.0%、10.0%,最大风速平均值分别为5.9 m/s、6.6 m/s、5.9 m/s。北(N)方向风频2.2%,平均值6.2 m/s,为最小风频方向。最大风速平均值最大值在南(S)方向,为6.7 m/s,最小值在东北东(ENE)风向,为5.1 m/s。

木里地区春夏秋冬四个季节最大风速风向主要为南向风,其中春夏秋三季木里地区最大风速主导风向都为南南西风(SSW),风频均达到11.0%以上,同时,春夏秋的最小风频在西北西(WNW)方向,风频均小于3.0%。在夏秋两季,南南西(SSW)是主导风向的同时也是最大风速平均值最大值所在方向,但最大风速值较小,均未超过5.5 m/s。而冬春两季的最大风速平均值最大值均为南风(S),都超过了6.0 m/s,冬春两季的最大风速平均值最小值都为东北东(ENE)方向。

总的来看,木里地区最大风速主要盛行风方向为西南偏南,南南西(SSW)为最大风速主要方向(≥11.0%),在冬春季最大风速值(5.1~6.9 m/s)普遍大于夏秋季(4.0~5.4 m/s)。

5. 主要结论

本文利用木里地区区域站风速数据,结合统计方法,对木里地区风速的时空变化特征进行分析。得出以下结论:

木里地区月均风速年内变化呈不对称单峰型,时空分布差异较大。1~3月风速逐月递增,3月达全年峰值(4.4 m/s),7月出现最低值(0.8 m/s),秋冬季(10~12月)逐步回升,12月累积增幅达24.7%。冬春季(1~5月,12月)木里地区整体平均风速较高(≥2.0 m/s),夏秋季(7~11月)整体平均风速偏低(≤1.8 m/s)。在7~10月平均风速较低的月份,除了平均风速最小值宁朗站,在牦牛坪、屋脚、东朗、水洛其拉、俄亚等地也出现了平均风速低值中心(≤1.3 m/s),而在夏秋季风速较大的月份这些站点的低值中心不明显。

木里地区最大风速季节性差异显著,最大风速在1~4月,10~12月的最大值出现在鸭嘴牧场。5~9月最大值出现在沙湾。三桷桠高房子在4~8月,10月,11月为最大风速最小值地区,博窝、俄亚、牦牛坪、白碉呷米坪分别为1月、2~3月、9月、12月的最大风速最小值地区。在2~4月,鸭嘴牧场、列瓦碾水、三桷垭里铺、瓦厂、倮波、沙湾、水洛平翁等站点在木里地区中部以及东南部形成了多个最大风速高值区(≥9 m/s)。在7~11月,三桷桠高房子、牦牛坪、博窝、俄亚、宁朗、水洛其拉、倮波、白碉、克尔、茶布朗等站点形成了环绕中部高值区的外围零散分布的多个最大风速低值中心(≤4 m/s)。整体来看木里地区呈现冬春季区间宽(相差约7 m/s),夏秋季(6~11月)区间窄(相差约5 m/s)的特点,冬春(12~5月)强风(≥7 m/s)扩散、夏秋弱风(≤5 m/s)收敛。

木里地区最大风速主要盛行风方向为西南偏南,南南西(SSW)为最大风速主要方向(≥11.0%),出现于夏秋季节的风频最低值均为西北西风(WNW),风频均为3.0%左右。春秋冬季盛行南风(S)的。

基金项目

四川省2024年度科技计划项目(2024YFTX0016)“木里藏区森林火险预警技术研究及火险气象等级预报系统研发”;凉山州2023年度科技计划项目(23ZDYF0182)“凉山地区森林火险预警技术研究及火险气象等级预报系统研发”。

注 释

本文图片是由Arcgis制图。

NOTES

*通讯作者。

参考文献

[1] 杨君建. 1960-2021年商丘风速风向时空变化分析[J]. 农业灾害研究, 2022, 12(9): 132-135.
[2] 赵嘉琪, 张春来, 魏国茹. 阿拉善右旗不同时间尺度的风速概率分布[J]. 中国沙漠, 2023, 43(2): 37-42.
[3] 杨燕妮, 吕静. 昆明风场特征与风能资源分析评估[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2020(4): 26.
[4] 马成芝, 孙立德, 梁志兵, 等. 1961-2010年喀左县风的气候变化特征及其对设施农业的影响[J]. 现代农业科技, 2014(22): 235-237+240.
[5] 刘皓, 黄淑娟. 西昌市七级及以上风时空分布特征分析[J]. 高原山地气象研究, 2024, 44(S1): 45-51.
[6] 吴古会, 张艳梅. 贵州省近10a日最大风特征分析[J]. 中低纬山地气象, 2018, 42(2): 13-20.
[7] 申辉, 何慧根, 郝丽, 等. 四川新津机场地面风场的特征分析[J]. 高原气象, 2011, 30(2): 545-551.
[8] 郝辛凯, 倪洪波, 倪萍, 等. 基于试飞任务需求的阎良机场地面风特征研究[J]. 陕西气象, 2024(4): 53-60.
[9] 孙羡, 穆玉娇. 自贡机场地面风场特征分析[J]. 中国民航飞行学院学报, 2023, 34(1): 31-34.
[10] 代冰冰, 王杰, 孙亚林. 丽江机场地面风场特征及气象保障分析[J]. 高原山地气象研究, 2016, 36(1): 86-90.
[11] 陈峰云, 黄玲琳, 陈世春, 等. 南太湖地区风要素特征分析[J]. 安徽农学通报(上半月刊), 2011, 17(1): 149-150+160.
[12] 李月波. 四川凉山近地面风和林火模拟研究[D]: [硕士学位论文]. 南京: 南京信息工程大学, 2023.
[13] 于洋, 卫伟, 陈利顶, 等. 黄土高原年均降水量空间插值及其方法比较[J]. 应用生态学报, 2015, 26(4): 999-1006.
[14] 徐晓, 肖天贵, 麻素红. 西南地区气候季节划分及特征分析[J]. 高原山地气象研究, 2010, 30(1): 35-40.