1976—2015年永城市大风特征分析及灾害防御

熊坤

摘要 利用永城观测站1976—2015年的观测资料分析了大风的发生、发展规律及其危害。结果表明：近40年来永城几乎每年都有大风天气发生，最多1年内发生12次。大风主要发生在春、夏季，3月最为频繁，每一次大风天气均造成不同程度的人员伤亡和经济损失。大风风速的年代和年代际与大风发生的频率和量级均呈反方向发展趋势，即：大风发生次数呈减少趋势，风速量级呈增大趋势。大风具有突发性强、生命史短、危害性极大等特点，往往伴有冰雹、暴雨和雷暴等强对流天气，是引发煤矿瓦斯事故的主要风险因素之一。

关键词 大风；发生特征；河南永城；1976—2015年

中图分类号 P425 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）16-0187-03

Abstract Based on the observation datas of 1976—2015 in Yongcheng station，the occurrence，development and damage of strong wind were analyzed.The results showed that in the past 40 years，windy weather occurred almost every year in Yongcheng，up to 12 times in one years.Winds mainly occurred in spring and summer，the most frequent were in March，each time the wind and weather caused varying degrees of casualties and economic losses.In the age of high wind speed，the frequency and magnitude of the wind speed and the wind speed were in the opposite direction，in other words the number of the wind decreased，and the wind speed increased.Strong wind had the characteristics of strong sudden，short life history，great harm and so on，often accompanied by hail，heavy rain and thunderstorms and other severe convective weather，it was one of the main risk factors causing coal mine gas accident.

Key words wind；occurrence characteristics；Yongcheng Henan；1976—2015

气象学上大风是指瞬时风速达到或超过17.0 m/s（或目测估计风力达到或超过8级）的风，瞬时风速是指3 s的平均风速[1]。大风可折断树枝，吹起屋瓦，摧毁农作物和农业设施，更严重的可将大树吹倒，建筑物受到破坏，吹坏广告牌、电线杆、通讯设施等，造成人员和财产损失。

1 资料与方法

本文所用的资料来自永城市观测站实时观测记录数据，分析时段为1976—2015年，进行逐月、逐季、逐年统计分析。季节划分采用3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月至次年2月为冬季。序列的线性变化趋势计算采取最小二乘法，并通过相关显著性统计检验进行判断。

2 大风的发生和变化

2.1 年际间变化

永城1976—2015年大风发生的次数如图1所示。可以看出，1976—2015年永城大风天气发生频率较高，最多1年发生11次。20世纪70年代末，80年代初是大风发生频率最高的阶段，远远高于其他年份。大风事件发生最多的年份是1977年和1982年，年内均出现大风11次；次多年是1980年，出现大风9次。大风天气发生总体上呈现下降趋势，特别是进入2 000年以后大风事件明显减少。

2.2 年代际间变化

1976—2015年大风年代际变化如图2所示。可以看出，20世纪70年代末，80年代初是大风发生最频繁的时期，1976—1985年间共发生63次大风事件；80年代中后期到90年代中期达到低谷，1986—1995年发生大风22次，进入一个低谷期；1996—2005年间共发生大风事件28次，较前期有增长的趋势；进入2000年以后又达到最低值，2006—2015年间大风事件出现9次，达到历史最低值。

2.3 大风在年内的分布情况

永城市地处河南省的东部、黄淮平原的中部，属暖温带季风气候区，四季分明。由于受季风气候的影响，是大风、干旱、雨涝等自然灾害发生较为频繁的地区之一，且各种气象灾害都有其发生、发展和消亡规律或随着季节性变化而变化的特征，大风在年内也有其发生、发展规律可循。

1976—2015年累年逐月大风变化如图3所示。可以看出，大风发生次数最多的在3月，发生22次；4月发生21次，为历年次多月份；7月發生17次，居历年第三。

2.4 大风的季节性变化

1976—2015年间大风的季节性变化如图4所示。可以看出，大风多发生在春、夏季。春季是个冷暖过渡的季节，来自南方天气系统和来自北方的系统都比较活跃，这个时期该地区等压线密集，气压梯度大，所以最容易产生大风天气。近40年间春季大风共出现56次，占总量的45.9%；夏季出现40次，占总量的32.8%；秋季大风出现最少，占总量的9%。

2.5 大风的年度变化

1976—2015年历年最大风速变化如图5所示。可以看出，超过6级以上大大风，年年发生，特别是进入2000年大风的量级达到历史最高值。2009年6月4日出现历史极值，最大风速达到29.1 m/s；2005年6月19日和2013年3月10日各出现一个22.5 m/s的大风；2006年5月27日，出现19.4 m/s的大风。

2.6 大风的年代际变化

1976—2015年年代际平均最大风速变化如图6所示。可以看出，20世纪90年代初风速较低，达历史最低值，随后逐渐增大；进入2000年代，风速达到最高极值，风速量级达到历史最大。随着风速不断增大，因大风而衍生的灾害性时间也随之发生。

3 大风造成的灾害

大风通常是一种突发性的灾害，往往很短时间就会对人类的生产、生活造成较大伤害。长时间的大风会使土壤风蚀、沙化，对作物和树木产生机械损害，造成倒伏、折断、落粒、落果及传播植物病虫害等[2]。近40年来，永城市的每一次大风天气都造成不同程度的人员伤亡和经济损失。

3.1 2004年灾情实例

2004年6月21日先后遭到大风、冰雹和雷暴袭击，最大风速达到19.2 m/s。据统计，农作物受灾43 000 hm2，绝收面积650 hm2。毁坏房屋1 727间，倒塌78间。受灾人口43万人，砸伤9人，死亡1人，死伤牲畜31头。农业经济损失7 670万元，直接经济损失10 075万元。

3.2 2005年灾害实例

2005年6月19日，永城出现22.5 m/s的大风天气。造成40.9万人受灾，1人死亡，2人受伤，农作物受灾40 820 hm2，绝收面积2 280 hm2。毁坏房屋650间，倒塌342间，死伤牲畜300头。农业经济损失1亿元，直接经济损失8 000万元。

3.3 2009年灾害实例

2009年6月3日20：50—22：56，河南省商丘市遭受狂风、暴雨和冰雹袭击，其中永城市22：42最大风速达到29.1 m/s，为1957年有气象记录以来的历史极值。小麦倒伏20万hm2，所有乡镇普遍受灾，重灾乡镇71个，城镇、乡村大面积停水停电，部分道路中断，交通受阻。树木刮倒、折断713.3万株，电线杆折断、倒伏9 292根，损坏变压器43台，房屋倒塌4 142间，受损房屋36 279间，蔬菜大棚损毁5 618座，砸死家畜203头，砸死家禽20 010只，造成直接经济损失14.49亿元，其中农业直接经济损失9.45亿元。此次灾害性天气是大风，局部伴有雷暴[3-7]。

4 大风对矿区的危害

大风灾害天气主要是通过大风间接影响煤矿瓦斯浓度，从而形成诱发煤矿瓦斯事故的风险。大风灾害天气引发煤矿瓦斯事故的风险主要表现在以下2个方面：一是通过大风刮断煤矿地面的供配电系统的线路，有时甚至吹翻供配电系统的线路铁塔，造成煤矿地面的供配电系统不能正常运行而形成煤矿生产系统非计划停电，导致煤矿通风系统非计划停止运行，使煤矿瓦斯浓度上升而超限。因此大风风力强度的破坏性导致煤矿地面供配电系统故障，是引发煤矿瓦斯事故的主要风险因素的具体表现形式之一。二是通过大风吹起供配电系统的线路，使其之间发生碰撞或者吹起其他金属导体，使其搭接在线路之间形成短路，造成煤矿地面的供配电系统不能正常运行而形成煤矿生产系统非计划停电，导致煤矿通风系统非计划停止运行，使煤矿瓦斯浓度上升而超限。大风导致煤矿地面供配电系统线路之间短路故障，是引发煤矿瓦斯事故的主要风险因素的具体表现形式之一[8]。

5 原因分析及措施建议

随着社会科技经济建设的飞速发展、人们生活水平的不斷提高，生态环境和自然规律遭到人为破坏，城乡楼房越来越高，温室效应日益严重，导致各类自然灾害相继频繁发生，人类活动往往起了加剧自然灾害程度的作用。森林植被的急剧减少，草地的日渐退化、土地沙化面积的日益扩大等也是造成气象灾害的主要原因之一。

由于农业生产为户外种植作业，是根据季节来安排的，所以是受此类灾害最为严重的行业之一。目前，尚无有效办法从根本上消除对社会带来的危害，因此要采取预防为主，防、救、治相结合的策略。其中包括气象部门加强宣传和普及气象知识，让市民了解飑线等灾害性天气发生的气候特点和如何做好预防工作。另外，号召广大人民群众积极主动广泛的植树选材，做好水土保持，减少空气对流作用，以减少或破坏大风的形成条件。同时，要密切关注、收听、收看当地天气预报，在各类强对流灾害性天气到来之前做好充分的防范措施，避免灾害或使灾害降低到最小的限度。另外，要从自身做起，加强自我防范意识，保护地球生态环境，加大植树造林面积，加强环境绿化，巩固建筑物，防患于未然。

6 结论

（1）永城市1976—2015年近40年间大风发生122次，且历年和年代际间均出现下降趋势，特别是进入2000年以后，大风发生率到达低谷。

（2）大风风速的年代和年代际与大风发生的频率和量级均呈反方向发展趋势，进入2000年以后，风速逐渐增高，到2009年达到历史极值。即大风发生次数呈减少趋势，风速量级呈增大趋势。

（3）大风主要发生在春、夏季，3月最为频繁，占总量的45.9%；夏季占总量的32.8%；秋季大风出现最少，占总量的9%。

（4）大风导致煤矿地面供配电系统线路之间短路故障，是引发煤矿瓦斯事故的主要风险因素的具体表现形式之一。

（5） 大风具有突发性强、生命史短、危害性极大等特点，往往伴有冰雹、暴雨和雷暴等强对流天气。

7 参考文献

[1] 李贵琼，蒋文家.浅析大风天气现象的记录与编报[J].贵州气象，2010（4）：40-42.

[2] 寿绍文，励申申，姚秀萍，等.中尺度天气学[M].北京：气象出版社，2003：195-203.

[3] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003：24.

[4] 张海峰.云天探秘[M].北京：气象出版社，2007：291-292.

[5] 中国农业科学院.中国农业气象学[M].北京：中国农业出版社，1999：371-373.

[6] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2000：406-411.

[7] 李耀辉，张存杰，高学杰.西北地区大风日数的时空分布特征[J].中国沙漠，2004，24（6）：715-723.

[8] 李良福，马斌.煤矿气象灾害风险管理与实践[M].北京：气象出版社，2015： 156-157.