漳州市石亭新站與舊站風(fēng)向風(fēng)速的差異分析

摘 要：對(duì)比分析2021年9月—2022年8月漳州石亭新站、大通北舊站的觀測(cè)資料。結(jié)果表明：石亭新站2 min平均風(fēng)速、10 min平均風(fēng)速、最大風(fēng)速、極大風(fēng)速、瞬時(shí)風(fēng)速均比舊站偏高，2 min平均風(fēng)速的風(fēng)向、10 min平均風(fēng)速的風(fēng)向、最大風(fēng)向、極大風(fēng)向、瞬時(shí)風(fēng)向和舊站也存在明顯的差異。

關(guān)鍵詞：漳州；風(fēng)向風(fēng)速；對(duì)比觀測(cè)

中圖分類號(hào)：P412.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）10–0-03

2021年1月，漳州站59126觀測(cè)場(chǎng)由薌城區(qū)大通北路遷移至石亭鎮(zhèn)馬坪村北側(cè)山包，新觀測(cè)場(chǎng)位于舊址的西北方。新觀測(cè)場(chǎng)海拔比舊址高28.1 m，氣壓表海拔比舊址高28.3 m。為掌握新、舊測(cè)站因地理位置，尤其是海拔和周圍環(huán)境不同而形成的新舊站氣象要素中風(fēng)向風(fēng)速的差異，為氣象業(yè)務(wù)服務(wù)中使用漳州石亭有關(guān)氣象資料提供一定的參考，根據(jù)2021年9月—2022年8月氣象觀測(cè)資料對(duì)比分析了石亭新舊站的風(fēng)向風(fēng)速的差異。

1 風(fēng)速

1.1 2 min平均風(fēng)速

由表1可見，石亭新站2 min月平均風(fēng)速均比舊站大，差值變化范圍在0.1～0.8 m/s。 10、11、2月新舊站的2 min平均風(fēng)速差較大，差值變化范圍在0.5～0.8 m/s。

6月和7月新舊站2 min平均風(fēng)速差值為0.2 m/s；1、3、5、8月新舊站2 min平均風(fēng)速差值為0.3 m/s；9月新舊站2 min平均風(fēng)速差值最小為0.1 m/s。新、舊站年2 min平均風(fēng)速差值為0.4 m/s。由表6可見，石亭新站

2 min平均風(fēng)速有328 h正點(diǎn)數(shù)據(jù)的風(fēng)速為靜風(fēng)，舊站沒有靜風(fēng)現(xiàn)象。

1.2 10 min平均風(fēng)速

由表2可見，石亭新站10 min平均風(fēng)速均比舊站偏大，差值變化范圍在0.1～0.8 m/s。 10、11、12、2月新舊站10 min平均風(fēng)速差較大，差值變化范圍在0.5～

0.8 m/s。9月新舊站10 min平均風(fēng)速差值最小，為

0.1 m/s，新舊站年10 min平均風(fēng)速差值為0.4 m/s。由表6可見，石亭新站10 min平均風(fēng)速有241 h正點(diǎn)數(shù)據(jù)的風(fēng)速為靜風(fēng)，舊站沒有出現(xiàn)靜風(fēng)現(xiàn)象。

表2" 2021年9月—2022年8月石亭新舊站的

10 min平均風(fēng)速對(duì)比

月份 新站/（m/s） 舊站/（m/s） 新舊站差值/（m/s）

2021年9月 1.9 1.8 0.1

2021年10月 2.3 1.8 0.5

2021年11月 2.4 1.6 0.8

2021年12月 2.0 1.5 0.5

2022年1月 1.8 1.5 0.3

2022年2月 1.9 1.4 0.5

2022年3月 2.0 1.6 0.4

2022年4月 2.2 1.8 0.4

2022年5月 1.8 1.5 0.3

2022年6月 1.7 1.5 0.2

2022年7月 2.1 1.8 0.3

2022年8月 2.1 1.8 0.3

年平均 2.0 1.6 0.4

1.3 最大風(fēng)速

最大風(fēng)速是指在某個(gè)時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)的最大10 min平均風(fēng)速值，由表3可見，石亭新站最大風(fēng)速均比舊站偏大，差值變化范圍在0.2～1.0 m/s。11、2月新舊站的風(fēng)速差較大，差值變化范圍在0.6～1.0 m/s。9月新舊站最大風(fēng)速的差值最小，為0.1 m/s，新、舊站年最大風(fēng)速平均差值0.4 m/s。從表6可見石亭新站最大風(fēng)速存在

19 h正點(diǎn)數(shù)據(jù)的風(fēng)速為靜風(fēng)，舊站沒有靜風(fēng)現(xiàn)象。

表3" 2021年9月—2022年8月石亭新舊站的最大風(fēng)速

月份 新站/（m/s） 舊站/（m/s） 新舊站差值/（m/s）

2021年9月 2.6 2.4 0.2

2021年10月 2.9 2.4 0.5

2021年11月 3.1 2.1 1.0

2021年12月 2.6 2.1 0.5

2022年1月 2.4 2 0.4

2022年2月 2.5 1.9 0.6

2022年3月 2.6 2.1 0.5

2022年4月 2.8 2.3 0.5

2022年5月 2.4 2 0.4

2022年6月 2.3 2 0.3

2022年7月 2.7 2.4 0.3

2022年8月 2.8 2.4 0.4

年平均 2.6 2.2 0.4

1.4 極大風(fēng)速

極大風(fēng)速是指某個(gè)時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)的最大瞬時(shí)風(fēng)速值，由表4可見，石亭新站極大風(fēng)速除9月和6月低于舊站，均大于舊站，差值變化范圍0.1～0.8 m/s。11、2月新舊站的極大風(fēng)速差較大，差值變化范圍0.4～0.9 m/s。新舊站年平均極大風(fēng)速差值0.2 m/s。2021年9月—2022年8月石亭新站極大風(fēng)速≥17 m/s的大風(fēng)日數(shù)有3 d，分別是2022年4月24日16：00，風(fēng)速18.0 m/s；2022年7月27日16：00，

風(fēng)速17.7 m/s；2022年7月31日17：00，風(fēng)速19.0 m/s。同期舊站沒有大風(fēng)日數(shù)。

1.5 瞬時(shí)風(fēng)速

瞬時(shí)風(fēng)速是指3 s的平均風(fēng)速。由表5可見，石亭新站瞬時(shí)風(fēng)速均比舊站偏大，差值變化范圍0.6～1.4 m/s。

10、11月新舊站的瞬時(shí)風(fēng)速差較大，差值變化范圍在1.1～1.4 m/s；6、9月的新舊站瞬時(shí)風(fēng)速差值最小，為

0.6 m/s。新舊站年平均瞬時(shí)風(fēng)速差值0.8 m/s。

1.6 新、舊站不同風(fēng)速下靜風(fēng)對(duì)比

由表6可見，石亭新站2 min平均風(fēng)速有328 h正點(diǎn)數(shù)據(jù)的風(fēng)速為靜風(fēng)，舊站沒有靜風(fēng)現(xiàn)象；石亭新站10 min平均風(fēng)速有241 h正點(diǎn)數(shù)據(jù)的風(fēng)速為靜風(fēng)，舊站沒有靜風(fēng)現(xiàn)象；石亭新站最大風(fēng)速有19 h正點(diǎn)數(shù)據(jù)的風(fēng)速為靜風(fēng)，舊站沒有靜風(fēng)現(xiàn)象；石亭新站極大風(fēng)速有20 h正點(diǎn)數(shù)據(jù)的風(fēng)速為靜風(fēng)，舊站沒有靜風(fēng)現(xiàn)象；石亭新站10 min平均風(fēng)速有289 h正點(diǎn)數(shù)據(jù)的風(fēng)速為靜風(fēng)，舊站沒有靜風(fēng)現(xiàn)象。

表4" 2021年9月—2022年8月石亭新舊站的極大風(fēng)速對(duì)比

月份 新站/（m/s） 舊站/（m/s） 新舊站差值/（m/s）

2021年9月 3.9 4.0 -0.1

2021年10月 4.4 4.2 0.2

2021年11月 4.5 3.6 0.9

2021年12月 3.8 3.5 0.3

2022年1月 3.5 3.5 0

2022年2月 3.6 3.2 0.4

2022年3月 3.8 3.7 0.1

2022年4月 4.2 4.1 0.1

2022年5月 3.4 3.4 0

2022年6月 3.3 3.4 -0.1

2022年7月 4.0 3.9 0.1

2022年8月 4.2 4.0 0.1

年平均 3.9 3.7 0.2

表5" 2021年9月—2022年8月石亭新舊站的瞬時(shí)風(fēng)速對(duì)比

月份 新站/（m/s） 舊站/（m/s） 新舊站差值/（m/s）

2021年9月 2.4 1.8 0.6

2021年10月 2.9 1.8 1.1

2021年11月 3.0 1.6 1.4

2021年12月 2.4 1.5 0.9

2022年1月 2.2 1.5 0.7

2022年2月 2.3 1.4 0.9

2022年3月 2.4 1.7 0.7

2022年4月 2.7 1.8 0.9

2022年5月 2.2 1.5 0.7

2022年6月 2.1 1.5 0.6

2022年7月 2.5 1.8 0.7

2022年8月 2.6 1.8 0.8

年平均 2.5 1.7 0.8

表6" "2021年9月—2022年8月石亭新舊站靜風(fēng)時(shí)長(zhǎng)對(duì)比" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "h

指標(biāo) 2 min平均風(fēng)速 10 min平均風(fēng)速 最大風(fēng)速 極大風(fēng)速 瞬時(shí)風(fēng)速

新站靜風(fēng) 328 241 19 20 289

舊站靜風(fēng) 0 0 0 0 0

2 風(fēng)向

風(fēng)向是指風(fēng)的來(lái)向，最多風(fēng)向是指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)頻數(shù)最多的風(fēng)向。對(duì)2021年9月—2022 年8月風(fēng)向頻率的統(tǒng)計(jì)，可以看出石亭新、舊站最多風(fēng)向及頻率相差較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2 min平均風(fēng)向頻率中舊站的最多風(fēng)向?yàn)镋SE風(fēng)，占總頻率的14.0%，石亭新站的最多風(fēng)向?yàn)镾E風(fēng)，占總頻率的15.7%；10 min平均風(fēng)向頻率中舊站的最多風(fēng)向?yàn)镋SE風(fēng)，占總頻率的15.5%，石亭新站的最多風(fēng)向?yàn)镾E風(fēng)，占總頻率的16.0%；最大風(fēng)向頻率中舊站的最多風(fēng)向?yàn)镋SE風(fēng)，占總頻率的17.9%，石亭新站的最多風(fēng)向?yàn)镾E風(fēng)，占總頻率的19.0%；極大風(fēng)向頻率統(tǒng)計(jì)中舊站的最多風(fēng)向?yàn)镋SE風(fēng)，占總頻率的16.2%，石亭新站的最多風(fēng)向?yàn)镾E風(fēng)，占總頻率的19.0%；瞬時(shí)風(fēng)向頻率統(tǒng)計(jì)中舊站的最多風(fēng)向?yàn)镋SE風(fēng)，占總頻率的12.6%，石亭新站的最多風(fēng)向?yàn)镾E風(fēng)，占總頻率的16.1%。

分別對(duì)2 min平均風(fēng)向、10 min平均風(fēng)向、最大風(fēng)向、極大風(fēng)向和瞬時(shí)風(fēng)向進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（圖1～圖j），可以看出舊站以ESE風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，石亭新站則以SE風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向。

a.舊站2 min平均風(fēng)向；b.新站2 min平均風(fēng)向；c.舊站10 min平均風(fēng)向；d.新站10 min平均風(fēng)向；e.舊站最大風(fēng)風(fēng)向；

f.新站最大風(fēng)風(fēng)向；g.舊站極大風(fēng)風(fēng)向；h.新站極大風(fēng)風(fēng)向；i.舊站瞬時(shí)風(fēng)風(fēng)向；j.新站瞬時(shí)風(fēng)風(fēng)向

圖1" 石亭新舊站2 min平均風(fēng)向、10 min平均風(fēng)向、最大風(fēng)向、極大風(fēng)向和瞬時(shí)風(fēng)向統(tǒng)計(jì)

3 氣象要素產(chǎn)生差異的原因

3.1 新舊站海拔變化的影響

（1）因氣溫、氣壓隨海拔的升高而下降，風(fēng)速隨海拔的升高而增大。由于石亭新站觀測(cè)場(chǎng)海拔比舊站高28.1 m，

在近地面層，氣壓隨海拔的變化根據(jù)拉普拉斯氣壓高度差簡(jiǎn)化訂正公式ΔP＝–ΔH/8來(lái)計(jì)算。可知△P＝

–3.5 hPa，與實(shí)況差值比較接近。因此，石亭新站的氣溫、氣壓均比舊站偏低，風(fēng)速比舊站略偏大，與上述變化規(guī)律相吻合。

（2）石亭新站月平均風(fēng)速比舊站略偏大；差值變化除了與海拔有關(guān)，還會(huì)受到觀測(cè)場(chǎng)所處地理位置、周邊環(huán)境及當(dāng)時(shí)的天氣系統(tǒng)等影響[1]。

3.2 新舊站周圍環(huán)境變化的影響

石亭新站位于城郊，舊站位于城區(qū)，石亭新站周圍無(wú)建筑物阻擋，導(dǎo)致風(fēng)速增大[2]。石亭新站比舊站風(fēng)速大，也會(huì)導(dǎo)致城郊?xì)鉁乇瘸菂^(qū)低，形成舊站的城市“熱島效應(yīng)”現(xiàn)象。城市“熱島效應(yīng)”現(xiàn)象一般夜間也比白天明顯，夜間氣溫下降會(huì)受到城市“熱島效應(yīng)”的影響[3]。

溫度數(shù)據(jù)顯示，新、舊站平均最低氣溫的年平均差值為0.8 ℃，平均最高氣溫的年平均差值為0.7 ℃，最低氣溫一般出現(xiàn)在夜間，最高氣溫出現(xiàn)在白天，所以位于城區(qū)的舊站址受到“城市熱島效應(yīng)”的影響，才出現(xiàn)夜間最低氣溫偏高的現(xiàn)象[4-9]。

4 結(jié)論

（1）通過統(tǒng)計(jì)2 min平均風(fēng)速、10 min平均風(fēng)速和最大風(fēng)速新舊站的年差值都為0.4 m/s，可見石亭新站的風(fēng)速比舊站同期明顯偏大；極大風(fēng)速新舊站年差值不太明顯，差值為0.2 m/s，瞬時(shí)風(fēng)速新舊站年差值比較明顯，差值為0.8 m/s。

（2）石亭新站周圍無(wú)建筑物阻擋，導(dǎo)致風(fēng)速明顯增大。因此，石亭新站大風(fēng)天數(shù)，明顯比舊站偏多。

（3）新舊站最多風(fēng)向及頻率相差較大，舊站以ESE風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，石亭新站則以SE風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向。

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收稿日期：2024-08-11

作者簡(jiǎn)介：沈麗芬（1974—），女，福建浦城人，工程師，研究方向?yàn)閼?yīng)用氣象數(shù)據(jù)整理和分析。