統(tǒng)計(jì)年限對風(fēng)向頻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果的影響分析

李志龍　谷洪欽　陳春喜

摘要 風(fēng)向是很多項(xiàng)目建設(shè)、工程設(shè)計(jì)中需考慮的一個(gè)重要因素，而統(tǒng)計(jì)年限是影響風(fēng)向頻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果最重要的影響因素之一，在此通過大量統(tǒng)計(jì)對比，分析了統(tǒng)計(jì)年限對風(fēng)向頻率的總體分布、主導(dǎo)風(fēng)向的影響，同時(shí)發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)年限對風(fēng)向頻率的影響往往與地形有著密切的關(guān)系。

關(guān)鍵詞 風(fēng)向頻率；主導(dǎo)風(fēng)向；統(tǒng)計(jì)年限；影響分析

中圖分類號(hào) S161 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）03-00878-04

Abstract Wind direction is very important for many projects and engineering design， and statistic years is one of the most important factors for wind direction frequency statistical results. The effect of statistic years on wind direction frequency distribution and dominant wind direction were analyzed， and it was found that the effect is often closely related to terrain.

Key words Wind direction frequency； Dominant wind direction； Statistic years； Influence analysis

風(fēng)向與人們的生活息息相關(guān)，也是生產(chǎn)中很多領(lǐng)域需要考慮的一個(gè)重要因素。如在城市規(guī)劃中，為避免工業(yè)污染對居民的影響，一般將工業(yè)放在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，而居民區(qū)放在主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向；飛機(jī)起飛或降落最好選擇逆風(fēng)方向，所以飛機(jī)跑道最好與主導(dǎo)風(fēng)向一致；火電廠廠址選擇、廠區(qū)布置、大氣污染影響評價(jià)，以及輸電線路導(dǎo)線受力計(jì)算、風(fēng)偏計(jì)算等，均需要考慮風(fēng)向的分布。

影響風(fēng)向頻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果的因素有很多，如統(tǒng)計(jì)期長度（可視為統(tǒng)計(jì)年限）、觀測次時(shí)（如1日4次定時(shí)觀測數(shù)據(jù)）、靜風(fēng)的定義（如≤0.2 m/s時(shí)為靜風(fēng)）、風(fēng)向劃分（如8風(fēng)向或16風(fēng)向）等。風(fēng)向頻率分布可能因?yàn)樯鲜鲈驅(qū)е伦詈蠼y(tǒng)計(jì)結(jié)果偏差較大，甚至截然不同，給項(xiàng)目建設(shè)帶來決策性的失誤而無法挽回。統(tǒng)計(jì)年限是最重要的影響因素之一，亦存在各不同規(guī)范、不同規(guī)定的問題，如劉琪采用不同年限統(tǒng)計(jì)的主導(dǎo)風(fēng)向幾乎相反[1]。筆者根據(jù)18個(gè)國家氣象（臺(tái)）站資料，通過統(tǒng)計(jì)分析，深入探討統(tǒng)計(jì)年限對風(fēng)向頻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果的影響。

1 資料與方法

1.1 統(tǒng)計(jì)年限的規(guī)范要求

由于各風(fēng)向頻率年際間存在差異，而風(fēng)向頻率統(tǒng)計(jì)一般是多年統(tǒng)計(jì)均值，使得因統(tǒng)計(jì)年限不同而導(dǎo)致最后統(tǒng)計(jì)結(jié)果不完全一致。對于風(fēng)向頻率的統(tǒng)計(jì)年限，不同規(guī)范、不同階段的規(guī)定也不盡相同（表1）。

1.2 資料選取 選取18個(gè)國家氣象（臺(tái)）站資料，分布范圍約86°～132°E、24°～48°N，涵蓋平原、丘陵、山區(qū)等不同地形，內(nèi)陸、沿海等不同地域。

統(tǒng)計(jì)年限1、3、5、10、15年時(shí)，分別有15個(gè)（分布在8個(gè)站）、9個(gè)（分布在5個(gè)站）、8個(gè)（分布在5個(gè)站）、5個(gè)（分布在3個(gè)站）、3個(gè)（分布在1個(gè)站）統(tǒng)計(jì)值誤差超出5.0%，所占比例分別為5.2%、3.1%、2.8%、1.7%、1.0%；統(tǒng)計(jì)年限20年時(shí)，所有統(tǒng)計(jì)值誤差均在4.0%以內(nèi)；統(tǒng)計(jì)年限25年時(shí)，所有統(tǒng)計(jì)值誤差均在2.0%以內(nèi)。由此可見，當(dāng)統(tǒng)計(jì)年限較少時(shí)，風(fēng)向頻率出現(xiàn)較大誤差的可能性很大，特別是統(tǒng)計(jì)年限1年時(shí)，按此比例推算，16個(gè)風(fēng)向大致就有1個(gè)風(fēng)向頻率的誤差超過5%；當(dāng)統(tǒng)計(jì)年限較多時(shí)，誤差值很小，且出現(xiàn)較大誤差的可能性較小，如15、20、25年，但個(gè)別站卻有多個(gè)風(fēng)向頻率誤差較大，如統(tǒng)計(jì)年限15年時(shí)3個(gè)較大誤差出現(xiàn)在同一個(gè)站；此外，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)各站點(diǎn)風(fēng)向頻率分布年際變化相對穩(wěn)定，但一般受地形影響較大的站點(diǎn)，各種統(tǒng)計(jì)年限風(fēng)向頻率的誤差也較大，說明風(fēng)向頻率分布年際變化較大，如地勢平坦的郊區(qū)站點(diǎn)和東北-南-西三面環(huán)山的站點(diǎn)（圖3）。

2.2 統(tǒng)計(jì)年限對主導(dǎo)風(fēng)向的影響

僅從區(qū)域地形地勢分析，從各站點(diǎn)1、3、5、10、15、20、25、30年統(tǒng)計(jì)年限統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表4）可以看出，受地形影響較小，且主導(dǎo)風(fēng)向明顯時(shí)，雖存在年際變化，但由于主導(dǎo)風(fēng)向占主導(dǎo)地位，不容易因統(tǒng)計(jì)年限不同而發(fā)生變化，或隨著統(tǒng)計(jì)年限增加，主導(dǎo)風(fēng)向較穩(wěn)定，如站點(diǎn)1～9、圖4a。受地形影響較小，但主導(dǎo)風(fēng)向不明顯，存在多個(gè)主要風(fēng)向時(shí)，由于風(fēng)向頻率的年際變化，主導(dǎo)風(fēng)向容易因統(tǒng)計(jì)年限不同而發(fā)生變化，但總體分布

較穩(wěn)定，如站點(diǎn)

11～13、圖3a；風(fēng)向頻率分布與地形關(guān)系密切，主導(dǎo)風(fēng)向不穩(wěn)

定，但集中在幾個(gè)方位時(shí)，主導(dǎo)風(fēng)向容易因統(tǒng)計(jì)年限不同而變化，甚至截然相反，如站點(diǎn)15～18、圖4b；受地形影響較大，風(fēng)向頻率分布和主導(dǎo)風(fēng)向均不穩(wěn)定時(shí)，隨統(tǒng)計(jì)年限的增加，主導(dǎo)風(fēng)向仍可能出現(xiàn)較大變化，如站點(diǎn)14、圖3b。

3 結(jié)論與討論

（1）隨著統(tǒng)計(jì)年限的增加，風(fēng)向頻率最大絕對誤差及其百分率、平均絕對誤差及其百分率基本均呈減小趨勢，且變幅趨小。

（2）對于風(fēng)向頻率的總體分布，一般風(fēng)向頻率分布年際變化相對穩(wěn)定；但當(dāng)受地形影響較大時(shí)，因風(fēng)向頻率分布年際變化較大，不同統(tǒng)計(jì)年限統(tǒng)計(jì)結(jié)果可能存在較大差異。

（3）統(tǒng)計(jì)年限對主導(dǎo)風(fēng)向的影響，往往跟地形有密切關(guān)系，主要表現(xiàn)在：①當(dāng)受地形影響較小，且主導(dǎo)風(fēng)向明顯時(shí)，主導(dǎo)風(fēng)向一般不隨統(tǒng)計(jì)年限發(fā)生變化，或隨著統(tǒng)計(jì)年限的增加，主導(dǎo)風(fēng)向趨于穩(wěn)定；②當(dāng)受地形影響較小，但主導(dǎo)風(fēng)向不明顯，存在多個(gè)主要風(fēng)向時(shí)，主導(dǎo)風(fēng)向容易因統(tǒng)計(jì)年限不同在主要風(fēng)向（可能是相反方向）間變化，但總體分布較穩(wěn)定；③當(dāng)受地形影響較大時(shí)，主導(dǎo)風(fēng)向往往不穩(wěn)定，不同統(tǒng)計(jì)年限差異較大，視地形影響情況，可能僅集中在個(gè)別甚至更多方位（可能是相反方向）間變化。

（4）由于文中所采用的數(shù)據(jù)為逐日4次定時(shí)資料，以及對地形的影響分析僅從區(qū)域地形地勢分析，而未考慮建筑物的因素，可能存在一定的偏差。

參考文獻(xiàn)

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