雷州半岛东部沿海风特征分析

雷州半岛东部沿海风特征分析

雷州半岛位于低纬低地，三面环海。丰富的海音资源是你最显著的发展优势。1风速、风向、最大风速和风向数据选取湛江市硇洲岛自动站(海岛站,海拔高度62m,地势平坦,无建筑物遮挡)的2015年1月—2018年12月共4年的风向风速数据。数据频率为1h1组,包含平均风速和风向、最大风速和风向、极大风速和风向。站点数据维护良好,数据完整性强,输出数据已经过筛选,数据缺测率为0.54%。本研究中出现的某年的冬季为该年的12月至次年1、2月,春季为3到5月,夏季为6到8月,秋季为9到11月。大风天气定义为所选取的观测站当天内最少出现一次6级或以上最大风速(5min),则定义该日出现大风天气资料处理方法:(1)各时次的多日平均风速为(2)2背景风较强时,沿海风容易受背景风的风速和风向,雷州半岛东部沿海风的变化,同时受到背景风场和海陆效应的影响。当背景风较强时,沿海风取决于背景风的风向和风速;而当背景风不明显时,海陆效应起主导作用,即夜间以陆风为主,午后转为海风,风速大小跟海陆效应强弱有关2.11平均风速与平均风速统计可知,硇洲岛站2015—2018年的多年年平均风速为3.3m/s,其中,2017年最大,为3.4m/s,2016年和2018年最小,为3.2m/s,二者差值为0.2m/s。2平均风速随季节变化特征如图1所示,平均风速的月际变化特征明显,即冬季月份的平均风速最大,夏季月份最小,春秋季月份介于两者之间。具体从各月来看,1月风速最大,为4.4m/s,8月风速最小,为2.4m/s,相差2m/s。从各月平均风速变化趋势来看,1—5月逐渐减小,5—8月基本维持3m/s左右的较小风速,8到12月则呈现明显增大趋势。全年各月的风速上限值变化特征,基本跟各月的平均风速变化一致,而各月风速的下限值除了7—10月呈现出逐渐减小的明显变化趋势之外,其它各月均维持在1m/s左右。分析冬季风速大、夏季风速小的明显变化特征,可以看出,雷州半岛东部沿海的月平均风速的大小,与冷空气强度和频率呈现出明显的正相关关系;雷州半岛夏秋季常出现海上强对流、西南季风爆发、热带气旋等易引起海上大风的系统,特别是全年最大风速往往是由台风引起的,但相对于冬季最为频繁且持续时间较长的冷空气所引起的海面大风,其出现频率低,持续时间短,对于月均值贡献不够,因而,与冷空气出现频率和强度的变化一致,冬季风速要明显大于夏季。3平均风速随时段的变化特征平均风速的日变化特征明显,如图2所示,其日变化幅度较小,维持在3～4m/s之间,呈现出中间高两头低的形状,即正午前后的风速较大,而夜间到次日早上风速较小。00:00(北京时,下同)前后平均风速最小,且风速的离散度最小;12:00前后平均风速最大,且风速离散度最大,这主要是由于该时次风速上限值较大,统计这个时次的风速极值也可以发现,这个时段较容易出现较强风;其它时次平均风速基本维持平稳值,且风速上下限也变化不大。2.2夏季和夏季是过渡季节,以北南风为主从2015—2018年的风向频率图(图3)可以看出,硇洲岛站全年主导风向为东南、东北和偏东风(图3a)。而分季节来看,各季节主导风向差异明显。春季盛行风向为东南、偏东风和东北风,春季是冬夏季节的过渡季节,既有冷空气引起的偏北、偏东风,又有夏季过渡时期东南气流影响下的东南风;夏季主要以东南风为主导,此外,还有风向频率相对小很多的偏东和西南风,这与雷州半岛低层夏季主要受东南气流影响有关,夏季常见影响系统还包括西南气流和东风回流,但相对来说,东南气流影响时段更长;秋季与春季类似,为夏冬季节的中间过渡季节,以东北和偏东风为主导风向,东南风相对频率较小,秋季前期主要受东南气流影响,中后期冷空气逐渐频繁,东北和偏东风的频率逐渐加大,成为主导风向;冬季冷空气最为频繁,因此以东北和偏东风为主导风向。3大风的月际分布统计2015—2018年的大风的各月分布,如表1所示,并逐天分析当天引起大风的天气形势。3.1天气特征的持续时间和变化规律4年中共出现33个大风天,从天数的月度分布上看,除了2月份,各月均有6级以上的大风天。9月(6d)和10月(6d)最多;最少为2月(0d)和4月(1d)。天气形势,1—3、11和12月引发大风天气的主要因素是冷空气,而4和5月的大风则主要是由强对流天气所引发,6—10月的大风主要是热带气旋所引起的大风天气的持续时间和变化趋势与影响系统的持续时间和位置、移动方向息息相关。从持续时间上看,强对流天气所引发的大风,其持续时间相对较短,与强对流天气本身生命史较短相一致;而影响时段较长的热带气旋和冷空气所引发的大风天气则能持续较长时间。从变化趋势上看,强对流天气所引发的大风,是在短时间内迅速增大和减小,大风时段短而集中;而热带气旋和冷空气引发的大风存在逐渐变化的过程,如图4所示。在热带气旋或冷高压中心距离较远时,测站风力较小,随着系统的逐渐靠近,风速也逐渐增大,达到峰值后,随着系统的远离,风速逐渐减小3.2阵风系数分析阵风系数是描述大风阵性特征和相对强度的数学统计参数,目前,我国气象及风电工程领域,常以极大瞬时风速与10min平均风速的比值表示阵风系数(3)其中,为计算雷州半岛东部沿海大风的阵风系数,选取4年中热带气旋和冷空气过程的大风数据,分别计算热带气旋和冷空气影响下的大风的阵风系数。分析可知,热带气旋影响下的平均阵风系数和冷空气影响下的平均阵风系数分别为1.86和1.64。热带气旋影响下的大风的阵风系数明显大于冷空气影响下的阵风系数,跟宋丽莉等4强阵风风速风速典型天气1)雷州半岛东部沿海的风速变化具有明显的季节性特征,即冬季月份最大,春秋季月份次之,夏季月份最小,平均风速最大值相差2m/s。2)日平均风速分布呈单峰型,且日较差较小,正午前后风速较大,傍晚到次日早上风速较小;00:00前后平均风速最小,12:00前后最大。3)全年主导风向为东南、东北和偏东风,春季以东