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新疆位于我国西部边疆,地处亚欧大陆腹地,东南联接甘肃、青海,南部联接西藏,西部及西北部与8个国家为邻。面积约166万平方公里,约占全国面积的六分之一。在如此广阔的土地,既有高山峻岭,又有沙漠盆地,而且四周距海遥远。气候的变化受纬度,山地,盆地和戈壁影响较显著,因此新疆形成了极其干燥的大陆性气候。在这样的气候背景和地形背景下,其大范围的地面风场特征又是怎样的状况?此外,新疆一些地区大风常常成灾,造成很大的财产损失,那么新疆的大风天气又有怎样的特征?
本文基于该区域气象站多年地面风气候数据,应用小波分析法,功率谱分析法和矢量经验正交分解等方法进行研究,得到如下基本认识:
新疆地区年平均风场特点除冬季之外其它都比较一致,全年和各季都有3个风速极值中心,其中七角井中心为常年存在的,达坂城中心除秋季不太明显之外其他季节都非常明显,而阿拉山口中心在春,夏,秋季都很明显,但是在冬季阿拉山口中心却消失了,代之以哈巴河中心。总体来看,近25年新疆地区经向风风速以南风距平逐渐加强(北风距平减弱)为主要特征;纬向风除12-2月外,以西风距平逐渐减弱(东风距平加强)为主要特征。新疆年平均地面风场各地的变化趋势不一。分站点来看,近25年经向风南风距平增大(北风距平减小)的趋势最强发生在七角井,而相反趋势则在阿拉山口及新疆东南部;纬向风西风距平增大(东风距平减小)的趋势最大值在七角井,相反趋势最大值位于安德河地区。
对地面风场做矢量EOF分析,其第一特征向量的贡献全年和四季都达到85%以上,前五个特征向量的累积贡献更是达到95%以上。对第一特征向量所对应时间系数的分析表明,全年和四季时间系数的周期分布各有不同,高频和低频振荡都有表现,高频振荡的周期从2.3a到5.8a都有所体现;低频振荡的周期仅在全年、夏季和秋季表现为15.3a和23a。
新疆大风日数发生概率较高的站点共有11个,特别是达坂城,七角井和阿拉山口三站大风日数发生概率达到24.26%,23.94%和23.67%。这些易出现大风天气的站点基本位于地形较复杂区域。大多地区大风日数有逐年减少的趋势。总体历年最大日平均风速也有逐渐减小的趋势。达坂城大风主导风向有WNW和SE方向。七角井大风主导风向为NNW。阿拉山口大风主导风向有NW和NNW。新疆大风的年变化特征表明,除了达坂城和哈巴河两地表现为一年两波形以外其余各站都表现为一年一波形,且波峰都位于4至6月之间,波谷位于12月至1月之间。