1.年最多风向和年平均风速
(1)年最多风向
本省地形起伏不平,大部分气象站位于两山夹峙的河谷地带,其近地层测得的风向,受地形影响很大。
年最多风向,河西走廊大多为西风或西北风;陇中一般多东南风或东风;陇东多东南风;陇南一般多东风或东南风;甘南多偏东风(表3-27)。
表3-27 甘肃省各地1981~2010年年、月最多风向及频率(%)
续表1
续表2
续表3
续表4
续表5
续表6
续表7
(2)年平均风速
全省年平均风速的变化范围在0.9~5m/s之间(表3-28),风速和风向一样受地形影响很大,海拔高的地方风速大,如乌鞘岭、马鬃山、华家岭等地年平均风速为4~5m/s。河川、沟谷、盆地风速小,如兰州为0.9m/s。河西走廊西北部和一些高山,河西走廊西北部和祁连山区年平均风速为2~5m/s,陇中除华家岭为4.8m/s外,其余地区为0.8~2.5m/s;陇东为1.7~2.2m/s;陇南大多数地区山高谷深,风速较小,一般为1~2m/s;甘南高原海拔较高,年平均风速一般在2m/s左右。
表3-28 甘肃省各地1981~2010年平均风速(m/S)
2.风向、风速的年变化
(1)风向的年变化
河西冬季和秋季多西南风或西北风,春季多西北风或西风,夏季多东风或东南风;中部各地风向差别较大,偏北地区一年四季多偏北风,偏南地区多东南风或西北风,冬季和夏季风向频率也有相应的变化,但不太明显;陇东冬季多西北风或西风,其余各季多南风或东南风;陇南山体一般为西北东南走向,一年四季多东风或东南风;甘南冬季多北风,其余季节多偏北风。
(2)风速的年变化
全省各地风速有明显的年变化,大多数地方从2月起风速开始增大(图3-22),风速最大的月份出现在4月。5月开始风速逐渐减小,风速最小的月份,各地不一,玉门镇在8月,西峰、天水在10月,武都在12月,乌鞘岭、华家岭、张掖在1月。风速年变化幅度,中部最大,河西次之,陇东和陇南最小。
图3-22 甘肃省各地风速年变化
3.风向、风速的日变化
(1)风向的日变化
本省风向日变化都比较明显。如兰州,各季清晨多东北风或东风,午后亦以东北风和东风最多,但东风和东北风的频率有明显增加。酒泉和平凉,各季夜间清晨多西南风或西北风,午后转为东风或东南风。(www.xing528.com)
(2)风速的日变化
甘肃各地风速具有明显的日变化规律。通常上午10时以后风速开始增大,下午14~18时达到最大,19时以后风速减小,早上5~7时风速最小。在近地层,午后下垫面最热,空气对流发展旺盛,高空大风下传动能也最多,风速最大。傍晚,地面开始逐渐冷却,气层趋于稳定,风速逐渐减小。夜间,风速基本保持稳定,并一直保持到日出。随后因太阳辐射的增加而引起地面温度的升高,使得近地面气层不稳定,湍流逐渐加强,风速迅速增大(图3-23)。
图3-23 甘肃省各地风速日变化
正是由于上述由湍流而引起的上下层动能交换的结果,使处于相对高度较高的山峰风速日变化趋势与相对高度较低的地方相反。如华家岭在上午10时风速值减小到最小,而后稳定地逐渐增大,下午17时左右风速达到最大值后趋于稳定,从午夜1~2时风速又开始逐渐减小。同样是高山站的乌鞘岭站由于所处的地形差异,其风速日变化与华家岭不尽相同。
4.大风日数
大风(风速>17.0m/s)对国民经济建设和国防建设都有直接的影响。强烈的大风是一种严重的灾害性天气,大风天气国境时,经常狂风骤起,飞沙走石,有时摧毁电力、交通设施,造成房倒树拔,农作物倒伏等。大风对军事行动及武器的使用也有较大影响,飞机的起降、炮兵的射击等都与大风影响有直接关系。因而分析大风的气候特点及规律,对工农业生产、军事活动和人民生活、国民经济建设等方面具有重要的意义。
(1)年大风日数
年大风日数全省在1.2~68.5天之间(表3-29)。高山区(乌鞘岭、华家岭、马鬃山、玛曲等)和风口(瓜州、玉门镇一带)以及偏北地区,全年大风日数较多,达20天以上,最多的乌鞘岭达68.5天。中部黄河谷地和陇南南部最少,年大风日数不足10天;陇东为2~6天,陇南为8天左右,甘南高原为10~20天左右。
表3-29 甘肃省各地1981~2010平均年大风日数(日)
(2)各季大风日数
各季大风日数的分布与年大风日数基本相同。河西走廊西北部风口地区的瓜州、玉门镇一带,一些海拔较高的高山,如马鬃山、乌鞘岭、华家岭、玛曲等大风日数最多,河谷盆地最少(表3-29)。
冬季(1月)全省大风日数在0~3.9天,海拔较高的祁连山区、甘南高原、华家岭和瓜州、玉门镇等地1月大风日数最多,为1~4天,其余地区均不足1天。
春季(4月)大风日数在0.2~10.6天,马鬃山、华家岭、乌鞘岭、玉门镇、瓜州等地大风日数为4~10.6天,是多大风的地方,陇中和陇东等地大风日数较少,平均不到1天,其余地区一般为1~4天之间。
夏季(7月),全省平均大风日数为0.1~4.7天,河西走廊西北部和海拔较高的山地年大风日数最多,达2~5天;其余地区为1~2天。
秋季(10月)全省大风日数为0~3.5天,是大风出现最少的季节。乌鞘岭、华家岭、马鬃山、玉门镇、瓜州等地月大风日数为1~3.5天,其余地区不到1天,陇中河谷地区秋季很少有大风出现。
(3)大风日数年变化
在不同的环流、地形条件下,甘肃省大风日数的年变化也是不同的。河西走廊、马鬃山、华家岭、甘南高原、陇东等地大风日数的年变化曲线呈双峰型(图3-24),除玛曲大风日数3月份最多外,其余地方与4月份大风日数最多,之后大风日数逐渐减少,一般是9月份减少到最少,10月份或11月略有上升,12月达到次多,个别地区在2月份又减到次少,以后开始增多到4月份达到最多月。其余地方大风日数的年变化呈单峰型,如兰州、武都等地,在5、6月份大风日数最多,以后逐渐减少,12月或1月减少到最少,2月份开始增多,5、6月份达到最多。这是由于春季冷锋和高空槽过境较多,气旋活动频繁,再加上地面增温迅速,对流比较强盛,因此全省大部分地区一年中以春季大风最多。
图3-24 甘肃省各地大风日数的年变化
5.地方性风
因特殊地理位置、地形或地表性质等影响产生的带有地方性特征的局地风称为地方性风。常由地形的动力作用或地表热力作用形成。地方性风一般强度不大,多在大范围气压场较弱时表现较明显。
甘肃省境内地形复杂,各地气象台站多位于河谷地带,因此一些地方盛行风向多与山谷、河川走向一致,并且四季很少变化,形成了地方性风场。如安西北边为马鬃山,南边为祁连山,并处于疏勒河下游,河道走向由东向西,由于地形作用全年各月盛行风向均为东风;天水、甘谷南边有秦岭山脉,北有陇山,渭河由西向东流过,这两个地方全年各月盛行风向为东风;迭部、舟曲、武都、文县位于白龙江河川地带,河流为西北—东南走向,这些地方盛行风向为东南风。
山区的山谷由于谷地和山坡(顶)的温差,使得风向昼夜间发生反向转变的风为山谷风。其特点是白天山坡(顶)因受阳光直射,气温比同高度自由大气温度高,产生了由谷地指向山坡的气压梯度,空气由谷地沿山坡上爬,风从山谷吹向山坡,称为“谷风”;夜间,山坡或山顶辐射冷却快,山坡(顶)气温低于同高度自由大气的温度,气压梯度由山坡指向谷地,空气沿山坡流向山谷,称为“山风”。
山谷风通常是在一般环流微弱的天气条件下出现的。在早晨日出后2~3h开始出现谷风,当日间山谷与山顶的气温差别最大时,谷风风速最大,此后随着温度的下降,风速便逐渐减弱,到傍晚谷风平息。随着夜间近地面层空气变冷,山风形成并风速逐渐加强,到次日日出后山风才急剧转弱,最后被谷风所代替。
甘肃省山区占全省总面积的70%以上,许多地方有山谷风出现。例如酒泉夜间和清晨西南风最多,午后多偏东风。酒泉西南和南面有祁连山耸峙,东面开阔,夜间山坡上的空气因辐射冷却快,山上冷空气顺山坡向下流入山谷,而形成夜间和清晨吹偏西的山风,到凌晨3~4时达到最大,日出前开始减弱并逐渐平息。清晨以后,谷地随着太阳高度的增大,谷地空气变热较高山快,于是形成吹偏东的谷风,到午后13~14时达到最大,以后随着地面温度的下降风速转小。
山谷风风速的大小,决定于大气层结情况和山坡的陡缓及谷地的深度。一般来说,谷风风速随着大气不稳定度的增加而加强,山风风速则随着大气稳定度的增加而增大。地形高差愈大,山坡愈陡,地面植被愈少,气温日较差愈大,山谷风愈强,出现的频率也愈多。山谷风的出现与强弱还随季节的不同而不同,冬天白天太阳辐射弱,地面空气增温缓和,谷风比平均状况弱。如酒泉冬季山风风速比夏季大;而夏季谷风的强度大于冬季,随着季节的不同,山谷风的持续时间也不同。
(2)冰川风
在祁连山冰川覆盖的地区,由于冰川上的气温终日比周围的山坡洼地低,空气由冰川向下流到洼地,因而经常出现一种与山风相似的冰川风。这种下山风几乎昼夜恒吹,而且和一般山区的山谷风情况相反,并不是日出前最盛,而是在当地时间正午至午夜这段时间内温差对比较为显著时,冰川风的风力最大,后半夜至正午前较弱。
(3)热东风
热东风可理解为热而干的、风向偏东的风。每年夏季在河西走廊特别是玉门、安西一带出现热东风最多。吹热东风的天气特点是气温高、湿度小、蒸发量大。例如:1961年6月10~15日一次热东风,张掖最高气温上升到38℃,日蒸发量达到24.6mm,而平均相对湿度下降到20%,风速亦有所增大。热东风出现在5~8月,尤以6、7月为多。
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