The Variation Characteristics of the Average Wind Speed and the Number of Windy Days in Minhe Area from 1990 to 2020
By using the method of linear regression analysis to simulate the change trend of meteorological elements, the wind direction and wind speed recorded data of people and regions from 1990 to 2020 were analyzed. The results show that the average annual wind speed in the area is increasing slowly, and the average annual wind speed in the area is 1.5 m/s in the past 30 years, increasing by 0.27 m/s every 10 years. The average wind speed is the highest in spring and the lowest in autumn. The average number of strong wind days in the past 30 years is 2.5 days, increasing by 0.3 days every 10 years. The number of strong wind days is the highest in summer, followed by spring, autumn, and the least in winter. The variation trend of gale days in spring, summer, autumn and winter is not consistent. The trend of gale days in spring and summer is increasing, while the trend of gale days in autumn and winter is decreasing. In Minhe area, the wind is mainly east southeast wind, northwest wind, followed by southeast wind.
Strong Wind
民和县平均海拔高度2100~2500米。境内沟壑纵横,地形复杂。地貌特征大致可概括为“八条大沟九道山,两大谷地三大垣”。民和县为黄土高原向青藏高原过渡地带。祁连山系的达坂山和拉脊山余脉,构成县境地架。地势西北高,东南低,西南部多为高山,是兰西城市群发展的重要节点城市。近些年随着民和县高等级公路、高铁站、光伏电站、高楼、旅游区开发等的开发,带动了民和县的经济飞快发展,但随之而来的是对大风天气对周边环境的影响也更为突出,给市民出行旅游、施工、公路等造成了一定影响。另外风能也是一种高效清洁,具有极大发展潜力的新能源。近年来,在常规能源短缺和全球生态环境恶化的制约下,世界各国越来越重视风能资源的开发利用
研究选取资料为民和县国家基准气候站(纬度经度和海拔高度) 1990~2020年逐月大风日数、平均风速、风向数据等观测资料,运用气候资料统计整理方法,分析大风日数月、季、年的变化特征。
运用一元线性回归分析方法模拟气象要素的变化趋势,计算其气候倾向率,分析大风日数的年、季节及月变化趋势。利用最小二乘法建立一元线性回归方程,见公式(1)
y (x) = a + bx (1)
(1)式中:a为常数,b为回归系数(即气候变化量的倾向率),b > 0表示直线递增,b < 0表示直线递减,b*10表示每10a的变化率,表征时间序列的变化趋势。变化趋势的显著性,采用气候要素与年份之间的相关系数进行检验。
利用数理统计的方法进行趋势显著性及相关性等数据处理和分析。季节按照3~5月为春季、6~8月为夏季、9~11月为秋季、12月~次年2月为冬季的时间进行划分,对民和县大风日数特征进行统计分析。根据中国气象局《地面气象观测规范》规定,最大风速为某个时间段内出现的最大10 min平均风速达到6级(10.8~13.8 m/s)
从民和地区季节平均风速变化趋势图(
春季平均风速最大值为2.2 m/s,出现在2011年、2014年、2016年、2018年,平均风速最小值为1.2 m/s,出现在1991~1993年,从1994年开始到2016年春季平均风速均在近30a平均线以上,从1990年一直到1993年春季平均风速绝大部分在近30a平均线以下。和年平均风速一样变化基本呈逐年递增趋势。夏季平均风速最大值为2.0 m/s,出现在2015年和2020年,平均风速最小值为0.8 m/s,出现在1993年;秋季平均风速最大值为1.8 m/s,出现在2013年,平均风速最小值为0.7 m/s,出现在1992年;冬季平均风速最大值为1.8 m/s,出现在20.13年,平均风速最小值为0.9 m/s,出现在1990年到1992年。
秋季和冬季趋势线基本一致,风速呈现逐年上升趋势,从1990年一直到1993年两个季节平均风速绝大部分在近30a平均线以下,属于风速较小期,之后逐年上升,2013年达到平均风速最大期,属于风速较大期。民和地区四季平均风速变化趋势与年平均风速变化趋势基本一致,都呈现递增趋势。
从季节变化来看,民和地区一年四季均有大风天气出现。按春、夏、秋、冬的时段分别统计大风日数气候平均值,分析大风日数的季节分布状况。从
项目 |
季节 |
春 |
夏 |
秋 |
冬 |
全年 |
大风日数 |
平均值(d) |
0.8 |
1.5 |
0.2 |
0.1 |
2.6 |
占比(%) |
30.8 |
57.7 |
7.7 |
3.8 |
分析民和地区春季、夏季、秋季、冬季最多风向频率变化特征(图略),民和地区春季以东东南风和东南风为主,其次是西北风。根据近30a春季平均风向频率统计,东东南风向占16%,东南风向占13.8%,西北风向占11.6%。出现最少的风向为南西南风和西南风,次之是西西南风,据近30a平均风向频率统计,南西南风向占2.1%,西南风向占2.2%,西西南风向占2.5%;
民和地区夏季和秋季以西北风和东东南风为主,其次是西西北风。根据近30a平均风向频率统计,夏季西北风向占13.2%,东东南风向占14.3%,西西北风向占11.8%;秋季西北风向占13.6%,东东南风向占14.2%,西西北风向占12%。夏季和秋季出现最少的风向为南西南风和西南风,次之是北东北风,据近30a平均风向频车统计,夏季南西南风向占1.9%,西南风向占全年的2.3%,北东北风向占全年的2.6%;秋季南西南风向占2.3%,西南风向占全年的2.4%,北东北风向占全年的2.4%。民和地区冬季以东东南风和东南风为主,其次是西北风。根据近30a春季平均风向频率统计,东东南风向占14.2%,东南风向占13%,西北风向占12.6%。出现最少的风向为南西南风和北东北风,次之是西南风,据近30a平均风向频率统计,北东北风向占2.2%,东北风向占2.3%,东风向占2.4%。
民和地区年平均风速呈缓慢递增趋势,近30a民和地区年平均风速为1.5 m/s,以平均0.27 (m/s)/10a增大,年平均风速最大值为1.9 m/s,出现在2016年,平均风速最小值为0.9 m/s,出现在1992年;四季平均风速从大到小依次排列为春季、夏季、冬季、秋季,四季平均风速变化趋势与年平均风速变化趋势基本一致,都呈现逐年递增趋势。
民和地区近30a平均大风日数为2.5 d,每10a增大0.3 d。民和地区大风日数最多的是夏季,其次是春季,再次是秋季,最少的是冬季。春、夏、秋、冬四季大风日数变化趋势不太一致,春、夏两季呈现增加趋势,秋冬两季呈现减小趋势。
民和地区全年以东东南风和西北风为主,其次是东南风。