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摘要 以库伦旗气象局1971—2010年逐日的风速为基础数据，采用统计分析的方法研究大风日数的月际、年际变化规律，并结合地理信息系统，对大风出现频率进行区划，结果显示大风危险性分布与海拔关系较为密切，并提出了防风措施。
关键词 大风；风险区划；发生规律；内蒙古库伦旗
中图分类号 P425 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）15-0228-02
库伦旗地处燕山北部山地向科尔沁沙地过渡地段。燕山山脉自旗境西南部延入，在中部与科尔沁沙地相接，构成旗境内南部浅山连亘、中部丘陵起伏、北部沙丘绵绵的地貌。整体地势呈西南高，东北低，海拔最高626.5 m，最低190 m。春季、冬季因地表覆盖物偏少，大风日数偏多，并多伴随扬沙及沙尘暴天气，给农牧业及人们生产、生活造成危害[1-3]。为此，对大风进行风险区划，有利于针对不同地区采取有针对性的防风固沙措施，减少风灾造成的损失。
1 资料来源
利用库伦旗1971—2010年40年的逐日风速进行分析，大风标准以瞬时风速达到或超过17.0 m/s或目测阵风（即瞬时风）风力达到或超过8 级时定为有大风出现。
2 库伦旗大风发生规律
2.1 大风日数年际变化特征
库伦旗1971—2010年40年平均大风日数为27 d。从其年际变化（图1）可以看出，1971年出现大风的日数最多，达到66 d；1975年最少，仅有10 d。40年中，全年大风日数超过60 d的只有2年，分别为1971年和1987年；全年大风日数40～60 d的仅有3年，分别为1985年、1986年、1988年；20～40 d的有22年，占55%；10～20 d的有13年，占32.5%。
库伦旗大风日数的年际变化具有明显的阶段性和持续性，20世纪80年代为库伦旗年大风日数最多的阶段，并出现大风日数的次高值，年均日数为36 d左右；2004年之后大风日数明显减少，年均日数为17 d；1971—1975年出现明显的减少趋势，全年大风日数减少56 d，70年代中后期变化幅度相对平稳，年均日数为24 d；90年代波动较为平稳，没有大起大落的态势，年均日数为27 d。总体而言，库伦旗40年来大风日数整体减少，70—80年代波动较大，90年代变化平稳，自2004年开始，有明显的减少趋势。
2.2 大风日数月際变化特征
40年来，库伦旗大风主要发生在4月、5月，其大风日数分别达到270、196 d，其次为3月（155 d）；8月大风最少，仅为17 d。春季大风占全年大风的57.2%，成为库伦旗春季风灾严重的主要原因；冬季（11月至翌年2月）次之，占全年的24.3%；而秋季大风最少，其次是夏季（图2）。其原因主要为春季冷暖空气活动频繁，气温不稳定，而此时正值万物复苏之际，地表裸露，易出现大风天气[4-5]。
3 库伦旗大风危险性区划
大风出现次数（或频率）及其影响是衡量一个地区大风灾害的重要指标[6-8]。由于库伦旗的观测站点仅有1个，所以考虑全通辽市的气象站点，并分别计算出各气象站点近40年四季及年的大风频率P（单位：次/年）。
P=■Pi /N（1）
式（1）中，Pi表示单站点第i年的大风出现次数，N代表单站点年资料的样本数。
计算出各站的大风频率（P）后，与其相应的地理因子建立大风风险小网格推算模型。
春季Q1=-147.865 9 1.513λ-0.567 1φ 0.015 4h，R=0.335 9（2）
夏季Q2=-51.129 8 0.444 9λ 0.008 6φ 0.001 1h，R=0.237 3（3）
秋季Q3=-19.649 8 0.105 6λ 0.189 7φ 0.004 7h，R=0.53（4）
冬季Q4=-35.889 3 0.105 7λ 0.501 6φ 0.028 4h，R=0.918 2（5）
年Q5=-211.536 2 1.621 1λ 0.696 4φ 0.045 6h，R=0.539（6）
式（2）～（6）中：Q1、Q2、Q3、Q4、Q5分别为春、夏、秋、冬季及年大风频率，λ为经度，φ为纬度，h为高度，R为复相关系数。
上述模型经过相关性检验可知，春季通过了α=0.05的相关性检验；夏季没有通过检验，无明显相关性；秋季、冬季、年均通过了α=0.01的相关性检验。因此，在此仅考虑秋季、冬季、年的大风危害。
3.1 秋季大风危险性分布
将（4）式代入地理信息系统平台下，计算出各地大风频率，生成秋季大风风险栅格图层，并依据自然断点法将其划分为5个等级，即：2.0≤Q3<2.5，低危险区；2.5≤Q3<2.7，次低危险区；2.7≤Q3<2.9，中等危险区；2.9≤Q3<3.2，次高危险区；3.2≤Q3≤3.9，高危险区。
利用Q3将整个库伦旗划分为5个风险区域（图3）。由图3可见，秋季大风危险性受地形影响较为明显，表现为由高海拔处向低海拔地区逐渐减小。
3.2 冬季大风危险性分布
将（5）式代入地理信息系统平台下，计算出各地大风频率，生成冬季大风风险栅格图层，并依据自然断点法将其划分为5个等级，即：2.5≤Q4<5.8，低危险区；5.8≤Q4<7.1，次低危险区；7.1≤Q4<8.5，中等危险区；8.5≤Q4<10.1，次高危险区；10.1≤Q4≤14.4，高危险区。
利用Q4将全科尔沁区划分为5个风险区域（图4）。从冬季大风危险性分布图上可以看出，其分布特点与海拔关系较为密切，由高海拔区向低海拔区呈减弱趋势。高风险处位于海拔在410 m以上地区。 3.3 年大风危险性分布
将（6）式代入地理信息系统平台下，计算出各地大风频率，生成冬季大风风险栅格图层，并依据自然断点法将其划分为5个等级，即：22.8≤Q5<27.6，低危险区；27.6≤Q5<29.4，次低危险区；29.4≤Q5<31.5，中等危险区；31.5≤Q5<33.8，次高危险区；33.8≤Q5≤40.4，高危险区。
利用Q5将全科尔沁区划分为5个风险区域（图5）。可以看出，年大风危险性分布依然是由高海拔区向低海拔区呈减弱趋势。
3.4 大风危险性分布特征
库伦旗处于中纬度西风带，盛行偏西风、西北风或偏北风，尤其秋、冬季节以西北风居多，随海拔高度增加，风力加大，大风出现的次数增加。但风遇到障碍物会逐渐减弱风力，因此越到东部风力趋于减弱，大风出现次数减少。
4 防风措施
一是营造防风林带。据调查，有林带的农田，其风速比没有林带的农田减弱30%～40%，林带越高，被保护的范围越大；林带还能起固沙作用，防治区内沙丘移动，侵蚀农田。二是设防风障。适用于小面积的蔬菜地和苗圃，用秫秸等架设防风屏障，促使风力减弱，保护幼苗和蔬菜。三是农业技术上的防风措施。春季镇压土壤、浇水可防止表土被吹跑。在秋季，对已经成熟的作物应及时收割，对被吹倒的玉米等可采用人工进行扶直。
5 参考文献
[1] 张永红，葛徽衍，等.渭南市设施农业大风灾害风险区划研究[J].陕西气象，2016（1）：29-33.
[2] 张昱，李亮，奚靖权，等.抚顺市大风气候特征及灾害风险区划[J].现代农业科技，2014（24）：223-224.
[3] 周雅清，郭彩萍，郭雪梅，等.山西省大风变化特征及风险分析[J].山西农业大学学报（自然科学版），2015（5）：544-547.
[4] 蒲云锦，刘清芳，郭襄.莫索湾1961—2010年大风特征分析[J].干旱区资源与环境，2012（10）：24-27.
[5] 李兰，周月华，陈波.湖北省大风灾害及其风险度[J].气象科技，2009（2）：205-208.
[6] 张润琼，陈世平，刘莉娟，等.近45a六盘水大风天气气候特征分析[J].中国沙漠，2009（4）：773-776.
[7] 徐鳳梅，焦建丽，张艳玲，等.近47a商丘大风气候特征分析[J].气象与环境科学，2009（增刊1）：74-77.
[8] 张丽娟，陈红，高玉宏，等.黑龙江省大风分布特征及风险区划研究[J].地理科学进展，2011（7）：899-905.
关键词 大风；风险区划；发生规律；内蒙古库伦旗
中图分类号 P425 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）15-0228-02
库伦旗地处燕山北部山地向科尔沁沙地过渡地段。燕山山脉自旗境西南部延入，在中部与科尔沁沙地相接，构成旗境内南部浅山连亘、中部丘陵起伏、北部沙丘绵绵的地貌。整体地势呈西南高，东北低，海拔最高626.5 m，最低190 m。春季、冬季因地表覆盖物偏少，大风日数偏多，并多伴随扬沙及沙尘暴天气，给农牧业及人们生产、生活造成危害[1-3]。为此，对大风进行风险区划，有利于针对不同地区采取有针对性的防风固沙措施，减少风灾造成的损失。
1 资料来源
利用库伦旗1971—2010年40年的逐日风速进行分析，大风标准以瞬时风速达到或超过17.0 m/s或目测阵风（即瞬时风）风力达到或超过8 级时定为有大风出现。
2 库伦旗大风发生规律
2.1 大风日数年际变化特征
库伦旗1971—2010年40年平均大风日数为27 d。从其年际变化（图1）可以看出，1971年出现大风的日数最多，达到66 d；1975年最少，仅有10 d。40年中，全年大风日数超过60 d的只有2年，分别为1971年和1987年；全年大风日数40～60 d的仅有3年，分别为1985年、1986年、1988年；20～40 d的有22年，占55%；10～20 d的有13年，占32.5%。
库伦旗大风日数的年际变化具有明显的阶段性和持续性，20世纪80年代为库伦旗年大风日数最多的阶段，并出现大风日数的次高值，年均日数为36 d左右；2004年之后大风日数明显减少，年均日数为17 d；1971—1975年出现明显的减少趋势，全年大风日数减少56 d，70年代中后期变化幅度相对平稳，年均日数为24 d；90年代波动较为平稳，没有大起大落的态势，年均日数为27 d。总体而言，库伦旗40年来大风日数整体减少，70—80年代波动较大，90年代变化平稳，自2004年开始，有明显的减少趋势。
2.2 大风日数月際变化特征
40年来，库伦旗大风主要发生在4月、5月，其大风日数分别达到270、196 d，其次为3月（155 d）；8月大风最少，仅为17 d。春季大风占全年大风的57.2%，成为库伦旗春季风灾严重的主要原因；冬季（11月至翌年2月）次之，占全年的24.3%；而秋季大风最少，其次是夏季（图2）。其原因主要为春季冷暖空气活动频繁，气温不稳定，而此时正值万物复苏之际，地表裸露，易出现大风天气[4-5]。
3 库伦旗大风危险性区划
大风出现次数（或频率）及其影响是衡量一个地区大风灾害的重要指标[6-8]。由于库伦旗的观测站点仅有1个，所以考虑全通辽市的气象站点，并分别计算出各气象站点近40年四季及年的大风频率P（单位：次/年）。
P=■Pi /N（1）
式（1）中，Pi表示单站点第i年的大风出现次数，N代表单站点年资料的样本数。
计算出各站的大风频率（P）后，与其相应的地理因子建立大风风险小网格推算模型。
春季Q1=-147.865 9 1.513λ-0.567 1φ 0.015 4h，R=0.335 9（2）
夏季Q2=-51.129 8 0.444 9λ 0.008 6φ 0.001 1h，R=0.237 3（3）
秋季Q3=-19.649 8 0.105 6λ 0.189 7φ 0.004 7h，R=0.53（4）
冬季Q4=-35.889 3 0.105 7λ 0.501 6φ 0.028 4h，R=0.918 2（5）
年Q5=-211.536 2 1.621 1λ 0.696 4φ 0.045 6h，R=0.539（6）
式（2）～（6）中：Q1、Q2、Q3、Q4、Q5分别为春、夏、秋、冬季及年大风频率，λ为经度，φ为纬度，h为高度，R为复相关系数。
上述模型经过相关性检验可知，春季通过了α=0.05的相关性检验；夏季没有通过检验，无明显相关性；秋季、冬季、年均通过了α=0.01的相关性检验。因此，在此仅考虑秋季、冬季、年的大风危害。
3.1 秋季大风危险性分布
将（4）式代入地理信息系统平台下，计算出各地大风频率，生成秋季大风风险栅格图层，并依据自然断点法将其划分为5个等级，即：2.0≤Q3<2.5，低危险区；2.5≤Q3<2.7，次低危险区；2.7≤Q3<2.9，中等危险区；2.9≤Q3<3.2，次高危险区；3.2≤Q3≤3.9，高危险区。
利用Q3将整个库伦旗划分为5个风险区域（图3）。由图3可见，秋季大风危险性受地形影响较为明显，表现为由高海拔处向低海拔地区逐渐减小。
3.2 冬季大风危险性分布
将（5）式代入地理信息系统平台下，计算出各地大风频率，生成冬季大风风险栅格图层，并依据自然断点法将其划分为5个等级，即：2.5≤Q4<5.8，低危险区；5.8≤Q4<7.1，次低危险区；7.1≤Q4<8.5，中等危险区；8.5≤Q4<10.1，次高危险区；10.1≤Q4≤14.4，高危险区。
利用Q4将全科尔沁区划分为5个风险区域（图4）。从冬季大风危险性分布图上可以看出，其分布特点与海拔关系较为密切，由高海拔区向低海拔区呈减弱趋势。高风险处位于海拔在410 m以上地区。 3.3 年大风危险性分布
将（6）式代入地理信息系统平台下，计算出各地大风频率，生成冬季大风风险栅格图层，并依据自然断点法将其划分为5个等级，即：22.8≤Q5<27.6，低危险区；27.6≤Q5<29.4，次低危险区；29.4≤Q5<31.5，中等危险区；31.5≤Q5<33.8，次高危险区；33.8≤Q5≤40.4，高危险区。
利用Q5将全科尔沁区划分为5个风险区域（图5）。可以看出，年大风危险性分布依然是由高海拔区向低海拔区呈减弱趋势。
3.4 大风危险性分布特征
库伦旗处于中纬度西风带，盛行偏西风、西北风或偏北风，尤其秋、冬季节以西北风居多，随海拔高度增加，风力加大，大风出现的次数增加。但风遇到障碍物会逐渐减弱风力，因此越到东部风力趋于减弱，大风出现次数减少。
4 防风措施
一是营造防风林带。据调查，有林带的农田，其风速比没有林带的农田减弱30%～40%，林带越高，被保护的范围越大；林带还能起固沙作用，防治区内沙丘移动，侵蚀农田。二是设防风障。适用于小面积的蔬菜地和苗圃，用秫秸等架设防风屏障，促使风力减弱，保护幼苗和蔬菜。三是农业技术上的防风措施。春季镇压土壤、浇水可防止表土被吹跑。在秋季，对已经成熟的作物应及时收割，对被吹倒的玉米等可采用人工进行扶直。
5 参考文献
[1] 张永红，葛徽衍，等.渭南市设施农业大风灾害风险区划研究[J].陕西气象，2016（1）：29-33.
[2] 张昱，李亮，奚靖权，等.抚顺市大风气候特征及灾害风险区划[J].现代农业科技，2014（24）：223-224.
[3] 周雅清，郭彩萍，郭雪梅，等.山西省大风变化特征及风险分析[J].山西农业大学学报（自然科学版），2015（5）：544-547.
[4] 蒲云锦，刘清芳，郭襄.莫索湾1961—2010年大风特征分析[J].干旱区资源与环境，2012（10）：24-27.
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[7] 徐鳳梅，焦建丽，张艳玲，等.近47a商丘大风气候特征分析[J].气象与环境科学，2009（增刊1）：74-77.
[8] 张丽娟，陈红，高玉宏，等.黑龙江省大风分布特征及风险区划研究[J].地理科学进展，2011（7）：899-905.