1993—2020年北仑大风特征及天气分型的分析

姚霞 王杰 史学凡

摘要 利用天气学和统计学研究方法，分析了北仑区大风月、季、年时间变化特征，并对引起大风的天气系统进行分类。北仑年平均大风日数24 d，大风日数1998年最多，2011年最少。秋、冬两季出现大风的日数较多，春季出现日数最少，持续时间1 d最多，北仑大风的风向以西北风（NW）为主，偏北大风日数大于偏南大风日数。影响北仑大风天气系统可分为冷空气、低压倒槽、高压后部、热带气旋、中小尺度、低涡东移六类，冷空气大风在所有大风类型比例最多，风向常为偏北风，热带气旋型次之，低涡东移型最少。通过分析北仑的大风特征及天气分型，提升大风灾害预报预警能力。

关键词 沿海大风;气候变化;天气学分型

中图分类号：P442 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）09–0040–04

宁波市北仑区位于浙江省东部，以其境内的深水港北仑港而得名，沿海港口区域是宁波舟山港的重要组成部分，大风作为影响北仑区常见的灾害性天气之一，也是影响港口运行和发展的灾害性天气之一[1]。董加斌等[2]指出浙江沿海大风具有明显季节特征，冬季大部分时间为冷空气大风，春季及夏初大风多由低压、倒槽引起，夏季大风主要受热带气旋影响。台风引起的大风主要出现在东南沿海地区，大风区总体位于登陆台风路径的右侧[3-4]。黄书捷[5]、李菁等[6]研究了不同台风路径下相应地区大风的特征。强气压梯度是冷空气大风天气过程的重要成因，高空槽槽后动量下传在大风过程中起到了重要作用[7-8]。李超[9]、杨晓玲[10]、阎访等[11]研究了不同地区不同季节和不同月份的大风时空分布特征。

1 资料与方法

利用1993—2020年近28年的北仑（58563）国家一般气象站日极大风速及对应风向资料，由于2008年后北仑国家站迁移，为了保持数据的连贯性，2008年以后的数据选用原站地址炮台山站（K2310）进行处理，1993—2020年NCEP再分析资料（500 hPa高度场和海平面气压场），分辨率2.5°×2.5°。

通过统计方法筛选出近28年的大风日，当日极大风速≥8级（日极大风速≥17.2 m/s），则判定为一个大风日。通过利用统计学和天气学分型等方法分析北仑大风月、季、年的时间变化特征，并对引起大风的天气系统进行分类。

2 结果与分析

2.1 大风变化特征

2.1.1 年变化 北仑地区近28年共出现大风日数672 d，年平均大风日24 d。从每年大风日数图（图1）可以发现，大风日数最多的年份出现在1998年，为40 d，1993年大风日数37 d次之;大风日数最少的年份出现在2011年，为12 d，其次是2007年，大风日数为13 d。

2.1.2 季节变化 将所获得的1993—2020年各月大风日数按照春季、夏季、秋季和冬季进行分类，其中春季是指当年3—5月，夏季指当年6—8月，秋季指当年9—11月，冬季指当年12—翌年2月。通过计算可以发现，春季有124 d大风，夏季大风日数有141 d，秋季大风日数有199 d，冬季有208 d大风，秋、冬两季大风出现日数较多，这是由于秋、冬季冷空气势力加强，锋区加强，冷锋过境易形成偏北大风。而春季由于暖空气日趋活跃，低涡入海加强或低压倒槽的影响，地面气压梯度增加出现西南大风，夏季主要受强对流或热带气旋影响形成大风。

2.1.3 月变化 从1993—2020年各月大风日数统计图（图2）中可以发现，北仑各月均有大风出现。其中，12月大风日数最多，为94 d，11月次之，为74 d;5月出现大风日数最少，为23 d，其次是6月，为25 d。

2.1.4 风速变化 对筛选出的大风日的风速根据8级、9级、10级、11级和12级进行分类，北仑地区大风风速8级频率为70.2%，9级频率为19.1%，10级频率为7.2%，11级频率为2.4%，12级频率为1.1%。北仑最大风速为35.2 m/s，出现在2002年7月5日，风向为NNW。大风持续时间1 d的日数为最多，大风持续时间3 d出现15次，连续4 d大风过程出现4次，连续5 d大风过程出现1次。

2.1.5 大风风向变化 统计表明（图3），北仑大风的风向以西北风（NW）为主，频率为37.7%，NNW频率为15.2%，WNW频率为14.1%，3个风向频率共为67.0%，无SSW大风。这表明偏北风是北仑地区盛行大风的主要风向。将风向按照春、夏、秋、冬四季进行分类，可以发现，无论哪个季节，偏北大风日数大于偏南大风日数，其中偏北大风冬季最多，夏季最少。而对偏南大风而言，秋冬季较少，只有个位数，春季开始增加，夏季达到最大值，占所有偏南风量的66%。

2.2 大风分型和环流形势特征

通过分析归类1993—2020年大风个例的天气系统和环流特征，可将影响北仑大风天气系统分为冷空气、低压倒槽、高壓后部、热带气旋、中小尺度、低涡东移六类。

2.2.1 冷空气型 冷空气大风在所有大风类型中比例最高，频率为52%，风向常为偏北风，常常发生在冬季（11月—翌年2月），最高频率发生在12月，其次发生在11月—翌年1月，10月处于季节转换期，冷空气开始活跃，受冷空气影响的大风日数也逐渐增加，而到了翌年4月，暖气流活跃起来，受冷空气影响的大风日数也逐渐减少。

从1993年1月14日的海平面气压图（图4a）中发现，在贝加尔湖南侧存在一个高压中心，北仑区在高压前侧气压梯度堆积处，在500 hPa高度场上（图4d），在我国北部存在着一个横槽，北仑区位于槽前的西南气流中。而到了1月15日，在海平面气压图（图4b），贝加尔湖南侧高压减弱，在日本附近形成一低压，气压梯度继续在北仑区堆积，而在500 hPa高度场（图4e）上，在黑龙江、吉林附近形成一低压，高空槽东移下摆，北仑区仍在槽前的西南气流中。到了1月16日，在海平面气压图（图4c）中，贝加尔湖南侧的高压中心并不明显，日本附近的低压强度继续增加，冷空气活动时，使得日本附近的低压中心北侧气压梯度增加，而北仑区仍在高压前侧的气压梯度处，而在500 hPa高度场（图4f）上，在黑龙江、吉林附近的低压略有东移，高空槽继续东移下摆，北仑区位于槽后的西北气流中。

2.2.2 热带气旋型 北仑属于沿海区域，常常受到台风的影响，根据统计资料分析得到，热带气旋系统引起的大风比例仅次于冷空气，约占所有大风类型的21.7%，热带气旋型大风往往发生在7—10月，其中9月大风日数最多，7月次之。

以1994年8月8—10日过程为例，8月8日，在海平面气压图（图5a）上，台风低压中心位于台湾海峡处，北仑区位于台风中心北侧的偏东气流中，有明显的气压梯度。在500 hPa高度场（图5d）上，台风位于副热带高压西侧的偏南气流中，我国中北部地区存在一高空槽。而到了8月9日，在海平面气压图（图5b）上，台风继续北上，北仑区离台风中心较近，并位于其西侧的偏北气流中，在500 hPa高度场（图5e）上，台风中心北上，高空槽东移北缩，副热带高压中心减弱东退。而到了10日，在海平面气压图（图5c）上，台风中心继续北上，北仑区位于其后侧的西北气流中。在500 hPa高度场（图5f）上，高空槽东移减弱，台风中心并入高空槽波动中。

2.2.3 低压倒槽型 低压倒槽型大风占所有大风类型的13.7%，仅次于冷空气和热带气旋，1—11月都有发生，常发生于5—6月。以2000年10月31日—11月2日的大风过程为例，10月31日，在海平面气压图（图6a）上，南海区域存在一个低压中心，在低压北侧我国东部存在一个倒槽，北仑区位于倒槽后侧的西北气流中，其低压系统比较深厚，在500 hPa高度场图（图6d）上，仍能看到低压中心存在，其中心位于副热带高压南侧，整体低压中心往东北方向倾斜。而到了11月1日，在海平面气压图（图6b）上，低压中心强度减弱并往东北方向移动，我区仍位于倒槽后侧的西北气流中，而在500 hPa高度场（图6e）上，低压中心变化不大，但副热带高压即将被打通。而到了2日，在海平面气压场（图6c）上，低压中心继续往东北方向移动并减弱。在500 hPa高度场（图6f）上，副热带高压被低壓中心打通，内蒙古附近的低压中心继续往东移动。

2.2.4 高压后部型 高压后部型大风占所有大风类型的4.2%，以1996年4月5日例子为例（图略）。在海平面气压图上，在韩国南侧存在一个高压中心，北仑区位于高压后部区。同时，在贝加尔湖南侧存在一个低压中心，使得我国东部地区有气压梯度堆积，北仑区在气压梯度堆积范围内，从而形成大风。

2.2.5 低涡东移型 低涡东移引起的大风是在所有引起的大风系统中的比例最少的，仅占1.6%。大风发生时，北仑区区西侧、或西北侧往往生成一个低涡，而在低涡移动的过程中，往往会给北仑区带来降水，日本海附近存在一个高压中心，东移过程中，使得气压梯度在北仑区堆积，从而带来大风。

2.2.6 中小尺度型 中小尺度型占大风总日数的6.7%，一般出现在春季（3—5月）和夏季（6—8月），主要出现在夏季6—8月，其中7月最多，6月和8月次之，3—5月都有出现，但所占比例极低，春季占比近13.3%。

3 结束语

北仑年年平均大风日数24 d，大风日数最多的年份是1998年，为40 d，大风日数最少的年份是2011年，为12 d。全年均可出现大风，秋冬两季出现较多，春季出现最少。其中，12月出现大风日数最多，5月最少。北仑大风风速8级的大风日数最多，持续时间1 d最多，偶有连续3 d、4 d或5 d过程。北仑大风的风向以西北风（NW）为主，无SSW风向。无论哪个季节，偏北大风日数都大于偏南大风日数，其中冬季偏北大风日数最多，夏季偏北大风日数最少，偏南大风秋冬季节较少，春季开始增加，夏季达到最大值。此外，影响北仑大风天气系统可分为冷空气、低压倒槽、高压后部、热带气旋、中小尺度、低涡东移六类，冷空气大风在所有大风类型中的比例最高，风向常为偏北风，热带气旋型次之，低涡东移型最少。

参考文献

[1] 孙玫玲，王雪娇，郭玲.智慧港口气象服务系统建设——以天津港为例[J].气象研究与应用，2020，41（1）：31-34.

[2] 董加斌，胡波.浙江沿海大风的天气气候概况[J].台湾海峡，2007，26（4）：476-483.

[3] 杨玉华，雷小途.我国登陆台风引起的大风分布特征的初步分析[J].热带气象学报，2004（6）：633-642.

[4] 林小红，吴幸毓，陈淼，等.台湾海峡西岸台风大风特征及极端大风典型个例分析[J].气象与环境学报，2019，35（6）： 93-100.

[5] 黄书捷，林楠，卢冰冰.不同路径台风影响下莆田内陆大风的特征分析[J].海峡科学，2020（3）：23-27，50.

[6] 李菁，祁丽燕.不同路径进入广西内陆台风气候特征分析[J].灾害学，2015， 30（2）：115-119.

[7] 毛程燕，龚理卿，孙杭媛，等.2017年2月下旬浙江省一次冷锋引起的大风天气过程分析[J].气象与减灾研究，2018， 41（2）：105-111.

[8] 郝玲，刘瑞翔，顾春雷，等.江苏北部近海一次罕见大风天气过程成因分析[J].气象与减灾研究，2019，42（3）：192-198.

[9] 李超，魏建苏，严文莲，等.江苏沿海大风特征及其变化分析[J].气象科学， 2013，33（5）：584-589.

[10] 杨晓玲，丁文魁，袁金梅，等.河西走廊东部大风气候特征及预报[J].大气科学学报，2012，35（1）：121-127.

[11] 阎访，周顺武，马悦.石家庄春季大风变化特征及天气分型[J].干旱气象，2014， 32（2）：207-214，225.

责任编辑：黄艳飞