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摘要 利用保定地区15个自动站取得的2011—2019年风速观测资料，分析保定地区6级以上大风的时空分布特征、变化特征、不同等级灾害大风分布规律，讨论大风天气对该地区农业设施的影响，并得出结论。
关键词 大风;保定;变化规律
中图分类号：S625 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）06–0079–03
保定市是河北省人口最多的设区市，设施农业收入是农民经济收入的重要来源之一[1]。目前，我国设施农業以日光温室和塑料大棚两种设施为主。大风是影响设施农业生产的重要气象因素之一，大风天气可能造成温室大棚棚毁菜亡，给生产者带来严重损失[2]。根据中国气象局的预报业务规定，保定市的大风灾害预报指标确定为最大风速≥10.8 m/s（6级）的大风。
为了减少大风灾害造成的设施农业巨大经济损失事件的发生，为设施农业工作人员及时采取防风措施提供数据参考，统计分析了大风出现的年际变化规律，月际变化规律和日分布特征。同时，由于不同的设施抵抗大风的能力不同，分析了保定地区的塑料大棚和日光温室对大风的抵御能力，划定大风等级分类说明影响设施大棚的大风天气的分布特征。
1 资料来源与研究方法
1.1 资料来源
2011—2019年大风实况资料来源于保定市15个县的国家气象观测站风观测资料，分别为：安国、保定、阜平、高碑店、高阳、涞源、蠡县、满城、曲阳、顺平、唐县、望都、徐水、易县、涿州。观测要素包括：观测时间、最大风速的风向、最大风速、最大风速出现时间。
1.2 研究方法
主要研究了最大风速≥10.8 m/s（6级）的大风对保定地区的塑料大棚和日光温室的影响。1 d之中出现大风的日子称为“大风日”，1 h内出现大风的时次为 1个大风时次，1个大风日内可以有多个大风时次[3]。由于保定市各站点小时数据资料连续性参差不齐，个别站点缺测时次较多，而日数据资料完整准确，所以主要分析大风日数，大风时次数仅用于统计分析大风的日分布特征。为了更好地描述大风发生的日分布特征，采用24 h制的计时方法，将08：00～20：00设定为白天，20：00～08：00设定为夜间。根据南京信息工程大学杨再强教授[4]对北方日光温室的灾害风险研究，结合塑料大棚和日光温室的不同抗风能力，将最大风速分为3个等级来判定风灾等级：
（1）塑料大棚：最大风速达10.4～ 13.9 m/s，为中度灾害;最大风速达13.9～17.4 m/s，为重度灾害;最大风速>17.4 m/s时，为极重灾害。
（2）日光温室：最大风速达11.3～ 15.0 m/s，为中度灾害;最大风速达15.0～18.8 m/s，为重度灾害;最大风速>18.8 m/s时，为极重灾害。
采用统计学方法分析保定地区设施大棚的风灾日数及其变化规律等内容;采用ArcGIS软件中的克里金插值法描绘保定地区各站点风灾的严重程度。
2 大风的时空分布
统计2011—2019年保定地区大风日数和大风风向数据，得出结论：2011—2019年大风日数共409 d，最多在徐水，为93 d，最少在涿州，为3 d，两级差值为90 d;大风风向中偏北风最多，占总数的88.8%，其中西北风占总数的38.6%，东北风占总数的7.6%。
为了更加直观地了解保定地区各个站点大风的分布情况，绘制了大风日数空间分布图（图1）和风向玫瑰图（图2），结合保定市地形图（图3），统计结果显示：2011—2019年保定地区盛行西北风，大风日数分布主要分为西部山区、中东部平原、浅山区及南部平原。中东部平原大风日数最多，西部山区次之，浅山区及南部平原最少。
根据对塑料大棚和日光温室造成不同等级灾害的最大风速的标准，统计2011—2019年保定地区各站点出现的大风日数，绘制出图4、图5。统计结果显示：对塑料大棚和日光温室造成极重灾害的大风日数极少。
整体上看，大风日数分布特征与图1基本一致;横向对比可看出，2011—2019年保定地区大风对塑料大棚和日光温室造成的灾害主要在中度灾害范围内，出现重度灾害的次数较少;竖向对比，日光温室比塑料大棚更稳固，抗风能力更好。
3 大风的变化规律
3.1 保定地区大风的年际变化规律
2011—2019年保定地区大风日数共409 d，平均每年有45个大风日。保定地区大风日数年际变化呈波动状，2011年大风日数最多，达到第一个峰顶;2012年开始减少，2016年降至最低值，2017年又开始增加。从线性关系看，保定地区与大部分站点变化趋势一致，呈减少趋势，α=0.05显著性检验全部通过（图6）。
3.2 保定地区不同等级大风灾害出现的年际变化规律
2011—2019年保定地区大风对塑料大棚和日光温室造成不同程度灾害的日数均呈现波动性变化趋势，其中2017年大风日数较多且风速较大（图7）。
3.3 保定地区大风的月际变化规律
气象部门一般以阳历划分四季，3月、4月、5月为春季，6月、7月、8月为夏季，9月、10月、11月为秋季，12月、1月、2月为冬季。
从图8中可看出：保定地区春季大风出现最多，夏季次之，不利于农作物的生长，秋冬大风出现较少。
3.4 保定地区不同等级大风灾害出现的月际变化规律
保定地区大风对塑料大棚和日光温室造成中度、重度、极重灾害的日数月分布规律一致，造成中度灾害的大风日数均主要集中在3月、4月、5月、7月、11月;造成重度灾害和极重灾害的大风日数主要集中在7月（图8）。
3.5 保定地区大风的日分布特征
为了更好地描述大风发生的日分布特征，采用24 h制的计时方法，将08：00～20：00设定为白天，将20：00～08：00设定为夜间。保定地区大风主要发生在白天，且中午前后次数最多（图9）。 3.6 保定地区不同等级大风出现的日分布特征
1天内，保定地区大风对塑料大棚造成中度灾害的时次数01：00最少，13：00最多;对日光温室造成中度灾害的时次数04：00最少，14：00最多。对塑料大棚和日光温室造成重度灾害、极重灾害的大风主要出现在20：00左右。
总体来看，对塑料大棚和日光温室造成灾害的大风，白天出现的次数较多，尤其是下午时段，但破坏力强的大风多出现在20：00前后。
4 结论
利用2011—2019年保定地区15个站的数据，分析了保定地区大风出现的时空分布特征、年际变化规律、月际变化规律、日分布特征。
（1）2011—2019年保定地区盛行西北风，大风日数分布主要在西部山区、中东部平原、浅山区及南部平原。中东部平原大风日数最多，西部山区次之，浅山区及南部平原最少。保定地区15个站点对塑料大棚和日光温室造成的灾害主要集中在中度灾害范围，对日光温室造成灾害的大风出现时次数明显少于对塑料大棚造成灾害的大风时次数，说明日光温室的确比塑料大棚更稳固，抗风能力更强。
（2）2011—2019年保定地区大风日数共409 d，平均每年有45个大风日。大风日数年际变化规律总体上呈现减少趋势，大风主要出现在春季（3—5月），发生时间以白天为主。
（3）2011—2019年保定地区大风对塑料大棚和日光温室造成不同程度灾害的年际变化规律呈现波动性变化趋势;造成中度灾害的大风日数主要集中在3—5月（春季）和7月、11月;造成重度灾害和极重灾害的大风日数主要集中在7月;对塑料大棚和日光温室造成災害的大风在白天出现时次数较多，尤其是下午时段，但破坏力强的大风多出现在20：00前后。
参考文献
[1] 李明财，黎贞发，李春.中国设施农业气象服务现状与前景分析[J].现代农业科技， 2009（16）： 214-215， 219.
[2] 张永红，葛徽衍，韩蓓蓓，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.
[3] 《大气科学词典》编委会.大气科学词典[M]. 北京：气象出版社， 1994.
[4] 杨再强，张婷华，黄海静，等.北方地区日光温室气象灾害风险评价[J]. 中国农业气象， 2013， 34（3）： 342-349.
责任编辑：黄艳飞
Abstract Based on the wind speed observation data from 15 automatic stations in Baoding area from 2011 to 2019， the spatial and temporal distribution characteristics and variation characteristics of gale above six levels in Baoding area and the distribution rules of gale occurrence of different levels of disasters were analyzed， and the influence of gale weather on agricultural facilities in baoding area was discussed， and a conclusion was drawn.
Key words Gale; Baoding area; Law of change
关键词 大风;保定;变化规律
中图分类号：S625 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）06–0079–03
保定市是河北省人口最多的设区市，设施农业收入是农民经济收入的重要来源之一[1]。目前，我国设施农業以日光温室和塑料大棚两种设施为主。大风是影响设施农业生产的重要气象因素之一，大风天气可能造成温室大棚棚毁菜亡，给生产者带来严重损失[2]。根据中国气象局的预报业务规定，保定市的大风灾害预报指标确定为最大风速≥10.8 m/s（6级）的大风。
为了减少大风灾害造成的设施农业巨大经济损失事件的发生，为设施农业工作人员及时采取防风措施提供数据参考，统计分析了大风出现的年际变化规律，月际变化规律和日分布特征。同时，由于不同的设施抵抗大风的能力不同，分析了保定地区的塑料大棚和日光温室对大风的抵御能力，划定大风等级分类说明影响设施大棚的大风天气的分布特征。
1 资料来源与研究方法
1.1 资料来源
2011—2019年大风实况资料来源于保定市15个县的国家气象观测站风观测资料，分别为：安国、保定、阜平、高碑店、高阳、涞源、蠡县、满城、曲阳、顺平、唐县、望都、徐水、易县、涿州。观测要素包括：观测时间、最大风速的风向、最大风速、最大风速出现时间。
1.2 研究方法
主要研究了最大风速≥10.8 m/s（6级）的大风对保定地区的塑料大棚和日光温室的影响。1 d之中出现大风的日子称为“大风日”，1 h内出现大风的时次为 1个大风时次，1个大风日内可以有多个大风时次[3]。由于保定市各站点小时数据资料连续性参差不齐，个别站点缺测时次较多，而日数据资料完整准确，所以主要分析大风日数，大风时次数仅用于统计分析大风的日分布特征。为了更好地描述大风发生的日分布特征，采用24 h制的计时方法，将08：00～20：00设定为白天，20：00～08：00设定为夜间。根据南京信息工程大学杨再强教授[4]对北方日光温室的灾害风险研究，结合塑料大棚和日光温室的不同抗风能力，将最大风速分为3个等级来判定风灾等级：
（1）塑料大棚：最大风速达10.4～ 13.9 m/s，为中度灾害;最大风速达13.9～17.4 m/s，为重度灾害;最大风速>17.4 m/s时，为极重灾害。
（2）日光温室：最大风速达11.3～ 15.0 m/s，为中度灾害;最大风速达15.0～18.8 m/s，为重度灾害;最大风速>18.8 m/s时，为极重灾害。
采用统计学方法分析保定地区设施大棚的风灾日数及其变化规律等内容;采用ArcGIS软件中的克里金插值法描绘保定地区各站点风灾的严重程度。
2 大风的时空分布
统计2011—2019年保定地区大风日数和大风风向数据，得出结论：2011—2019年大风日数共409 d，最多在徐水，为93 d，最少在涿州，为3 d，两级差值为90 d;大风风向中偏北风最多，占总数的88.8%，其中西北风占总数的38.6%，东北风占总数的7.6%。
为了更加直观地了解保定地区各个站点大风的分布情况，绘制了大风日数空间分布图（图1）和风向玫瑰图（图2），结合保定市地形图（图3），统计结果显示：2011—2019年保定地区盛行西北风，大风日数分布主要分为西部山区、中东部平原、浅山区及南部平原。中东部平原大风日数最多，西部山区次之，浅山区及南部平原最少。
根据对塑料大棚和日光温室造成不同等级灾害的最大风速的标准，统计2011—2019年保定地区各站点出现的大风日数，绘制出图4、图5。统计结果显示：对塑料大棚和日光温室造成极重灾害的大风日数极少。
整体上看，大风日数分布特征与图1基本一致;横向对比可看出，2011—2019年保定地区大风对塑料大棚和日光温室造成的灾害主要在中度灾害范围内，出现重度灾害的次数较少;竖向对比，日光温室比塑料大棚更稳固，抗风能力更好。
3 大风的变化规律
3.1 保定地区大风的年际变化规律
2011—2019年保定地区大风日数共409 d，平均每年有45个大风日。保定地区大风日数年际变化呈波动状，2011年大风日数最多，达到第一个峰顶;2012年开始减少，2016年降至最低值，2017年又开始增加。从线性关系看，保定地区与大部分站点变化趋势一致，呈减少趋势，α=0.05显著性检验全部通过（图6）。
3.2 保定地区不同等级大风灾害出现的年际变化规律
2011—2019年保定地区大风对塑料大棚和日光温室造成不同程度灾害的日数均呈现波动性变化趋势，其中2017年大风日数较多且风速较大（图7）。
3.3 保定地区大风的月际变化规律
气象部门一般以阳历划分四季，3月、4月、5月为春季，6月、7月、8月为夏季，9月、10月、11月为秋季，12月、1月、2月为冬季。
从图8中可看出：保定地区春季大风出现最多，夏季次之，不利于农作物的生长，秋冬大风出现较少。
3.4 保定地区不同等级大风灾害出现的月际变化规律
保定地区大风对塑料大棚和日光温室造成中度、重度、极重灾害的日数月分布规律一致，造成中度灾害的大风日数均主要集中在3月、4月、5月、7月、11月;造成重度灾害和极重灾害的大风日数主要集中在7月（图8）。
3.5 保定地区大风的日分布特征
为了更好地描述大风发生的日分布特征，采用24 h制的计时方法，将08：00～20：00设定为白天，将20：00～08：00设定为夜间。保定地区大风主要发生在白天，且中午前后次数最多（图9）。 3.6 保定地区不同等级大风出现的日分布特征
1天内，保定地区大风对塑料大棚造成中度灾害的时次数01：00最少，13：00最多;对日光温室造成中度灾害的时次数04：00最少，14：00最多。对塑料大棚和日光温室造成重度灾害、极重灾害的大风主要出现在20：00左右。
总体来看，对塑料大棚和日光温室造成灾害的大风，白天出现的次数较多，尤其是下午时段，但破坏力强的大风多出现在20：00前后。
4 结论
利用2011—2019年保定地区15个站的数据，分析了保定地区大风出现的时空分布特征、年际变化规律、月际变化规律、日分布特征。
（1）2011—2019年保定地区盛行西北风，大风日数分布主要在西部山区、中东部平原、浅山区及南部平原。中东部平原大风日数最多，西部山区次之，浅山区及南部平原最少。保定地区15个站点对塑料大棚和日光温室造成的灾害主要集中在中度灾害范围，对日光温室造成灾害的大风出现时次数明显少于对塑料大棚造成灾害的大风时次数，说明日光温室的确比塑料大棚更稳固，抗风能力更强。
（2）2011—2019年保定地区大风日数共409 d，平均每年有45个大风日。大风日数年际变化规律总体上呈现减少趋势，大风主要出现在春季（3—5月），发生时间以白天为主。
（3）2011—2019年保定地区大风对塑料大棚和日光温室造成不同程度灾害的年际变化规律呈现波动性变化趋势;造成中度灾害的大风日数主要集中在3—5月（春季）和7月、11月;造成重度灾害和极重灾害的大风日数主要集中在7月;对塑料大棚和日光温室造成災害的大风在白天出现时次数较多，尤其是下午时段，但破坏力强的大风多出现在20：00前后。
参考文献
[1] 李明财，黎贞发，李春.中国设施农业气象服务现状与前景分析[J].现代农业科技， 2009（16）： 214-215， 219.
[2] 张永红，葛徽衍，韩蓓蓓，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.
[3] 《大气科学词典》编委会.大气科学词典[M]. 北京：气象出版社， 1994.
[4] 杨再强，张婷华，黄海静，等.北方地区日光温室气象灾害风险评价[J]. 中国农业气象， 2013， 34（3）： 342-349.
责任编辑：黄艳飞
Abstract Based on the wind speed observation data from 15 automatic stations in Baoding area from 2011 to 2019， the spatial and temporal distribution characteristics and variation characteristics of gale above six levels in Baoding area and the distribution rules of gale occurrence of different levels of disasters were analyzed， and the influence of gale weather on agricultural facilities in baoding area was discussed， and a conclusion was drawn.
Key words Gale; Baoding area; Law of change