中国灾害防御协会风与风灾分会

1.风灾背景

2026年5月31日，受地面气旋和冷暖空气交汇影响，内蒙古东部、黑龙江、吉林、辽宁等地出现大范围强对流天气，黑龙江南部、吉林中西部、辽宁西部等地出现8~10级雷暴大风或冰雹，黑龙江哈尔滨、绥化、大庆、齐齐哈尔等地局部阵风达11~12级，最大阵风出现在黑龙江海伦市44.3m/s（14级）[1]，如图1所示。中国天气网信息显示，随着高空槽加地面气旋东移，空气中积蓄了大量热量的内蒙古东部、东北地区中西部等地正在遭遇2026年来最强对流过程[2]。

图1 5月31日08时- 6月1日08时东北极大风实况图 

图片来源：中央气象台微博, 2026-06-01. https://weibo.com/2015108055?refer_flag=1001030103_. 

在5月31日白天，受强暖空气影响，黑龙江省气温急剧升高，风力较大，大部地区最高气温超过30℃，哈尔滨达到35.3℃，大气中积聚了充足的不稳定能量。15时左右，强冷空气自西向东快速移入黑龙江省，触发不稳定能量释放，形成一个带状的飑线对流天气系统（图2所示），导致包括哈尔滨主城区在内的黑龙江省中西部地区云量骤增，天空变暗，同时风力继续增加，地表裸露的干燥地表土被就地刮起，形成扬沙天气[3]。

图2 5月31日16时东北地区雷达云图

图片来源：中央气象台, 2026-05-31, https://www.nmc.cn/publish/radar/dongbei.html. 

哈尔滨发生极端强风和沙尘暴灾害后，中国灾害防御协会风与风灾分会迅速响应组建风灾调研小组。6月1日，调研小组成员就位，在哈尔滨市多地县区展开灾后调研工作。

基于气象信息，调研小组对哈尔滨市区风敏感重要结构进行标记，包括大跨结构（体育馆）、高柔结构（高层建筑、大型广告牌等）等，并根据公共媒体等信息实时调整优化调研方案。调研方法包括手持设备、目击者采访等。调研地点与类型如图3所示。

图3调研地点和调研类型

2.回归期估算

回归期（重现期）可表示为某一气象事件发生一次的平均时间间隔，例如，某地每年有1/50的概率遭受风力达到某一强度风速的侵袭，则该风速在该地的回归期为50年，也常被称为“50年一遇”。

黑龙江省气象局观测数据显示，当日哈尔滨国家气象站测得最大阵风26.2m/s，打破本站5月最大阵风记录，全市最大阵风达到38.9m/s。本文选取哈尔滨国家气象站最大3s阵风风速26.2m/s作为代表性风速参数。根据我国《建筑结构荷载规范》[5]（GB 50009-2012，下简称《荷载规范》）对不同地貌条件的描述（见表1），哈尔滨气象站地貌条件为C类。

表 1各类地貌类别下风速风剖面模型参数（来源：《荷载规范》）

地貌类别            描述                                                        ZG(m)α

A近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区                   300         0.12

B田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇350        0.15

C有密集建筑群的城市市区                                           450       0.22

D有密集建筑群且房屋较高的城市市区                         550        0.30

根据《荷载规范》，哈尔滨市的10年、50年、100年一遇的风压值分别为350、550、700N/m2。根据伯努利定理，风压值可通过下式换算成风速值：

 （1）

式中，w为风压（单位：N/m2）；ρ为空气密度，取ρ=1.2 kg/m3；v为风速（单位：m/s）。通过公式（1）的换算，得到哈尔滨市10年、50年、100年一遇的风速值为24.1、30.3、34.2m/s。根据《荷载规范》中的定义，此处风速值为离地10m高度处、B类地貌下的10min平均风速。

基于《荷载规范》中对各回归期下风速的要求，需要将测得的C类地貌下最大3s阵风风速进行地貌和时距换算，进而得到B类地貌10min平均风速。

根据Durst（1960）等文献中提出的转化曲线，如图4所示[4]，得到3s阵风风速换算为10min平均风速的系数约为1.43。将哈尔滨国家气象站处C类地貌最大3s风速U3(10) = 26.2m/s通过换算系数1.43换算得到C类地貌下10min平均风速U600(10) = 18.3m/s。

图4不同时距的平均最大风速与1 h平均风速的转换曲线

《荷载规范》对不同地貌条件下的10min平均风速剖面采用指数率的形式：

 （2）

式中，U0为参考高度处的平均风速（单位: m/s）；z0为参考高度，取z0 = 10 m；α为地面粗糙度指数；zG为梯度风高度（单位：m）。根据《荷载规范》所采用的风速剖面模型，当高度超过zG时，U(z)的大小保持为U(zG)且不再随高度变化。通过公式（2）与表1，并基于不同地貌条件下梯度风风速U(zG)相等的假设，将C类地貌条件下10min平均风速U600, C(10) = 18.3m/s换算成B类地貌条件下10min平均风速U600, B(10) = 24.8m/s。

根据《荷载规范》中哈尔滨市各回归期下对应风速值进行比较，初步估计当日哈尔滨市气象站及周边范围风速超过了十年一遇的回归期风速24.1m/s。

3.建筑物破坏分析

3.1. 高层建筑破坏分析

如图5所示，调研地点为哈尔滨市道里区群力街道恒大雅苑二期某高层建筑，该建筑部分外墙饰面砖在风荷载作用下发生脱落，碎片散落于建筑周边地面。从风工程与结构风效应的角度出发，对该高层建筑外墙贴面脱落破坏进行如下分析：

图5 高层建筑外墙贴面脱落

从图像中红框标识的区域可以看出，该破坏呈现出明显的局部脆性剥离与片状脱落特征：

（1）条带状垂直剥离：脱落区域主要集中在两列窗户之间的狭长纵墙（墙肢）表面。由于该处属于建筑外立面的凹凸过渡区域，呈现出明显的纵向条带状剥离。

（2）基底完全暴露：贴面（保温层或面砖砂浆层）脱落后，露出了内部呈灰色、粗糙的结构基层（可能是剪力墙混凝土或找平层），说明破坏面发生在外饰面层与主体结构连接的薄弱界面上。

（3）局部突发性破坏：周边区域的外墙看似依然完好，说明这种破坏并非整体结构失稳，而是由局部风压超载引起的局部围护结构失效。

总的来说，该建筑外墙的破坏表现为高空外立面特定区域的局部脆性剥离与纵向条带状片状脱落。饰面层与主体结构基层在界面处发生完全分离，导致内部结构面大面积裸露，呈现出受局部集中荷载破坏而非整体结构失稳的典型非结构构件失效特征。

3.2.大跨结构破坏分析

以哈尔滨国际会展中心体育馆为例，如图6所示，其破坏特征表现为会展中心的顶棚的迎风角、迎风前缘、中部区域、部分背风区域遭受撕裂破坏，顶棚幕布成块脱落。

(a) 顶棚破坏侧面

(b) 顶棚破坏正面

图6 体育馆顶棚破坏

根据现场破坏模式，推测破坏原因为网架与顶棚节点失效。在强风作用下，顶棚迎风处发生气流分离效应，从而对位于分离泡中的局部顶棚形成显著的向上负压吸力，当此吸力超过顶棚与网架结构连接节点的抗拔承载力时，连接节点发生失效，导致该区域顶棚率先出现局部风揭破坏，如图7所示。

图7 顶棚破坏对比

迎风处的局部顶棚破坏后，结构围护体系形成开口，外部气流随即通过开口进入顶棚内部，引发顶棚下部空间气压急剧升高，在顶棚下表面形成向上的正压推力，而顶棚上表面在强风作用下仍受向上的负压吸力，如图8所示；在顶棚下部正压与顶棚上部负压的共同作用下，原本未破坏区域的顶棚也开始承受方向向上的强大荷载，该荷载最终超出了顶棚与网架结构连接体系的承载力极限，从而导致了更大面积的顶棚发生连续性风揭破坏。

(a) 现场风向示意图(b) 顶棚破坏过程示意图

图8现场风向示意图及顶棚破坏过程示意图

3.3.低矮房屋破坏分析

案例民宅位于哈尔滨太平国际机场附近农村区域，总高一层，结构形式为砖混结构，屋顶采用坡屋盖形式。在5月31日极端大风过程中，整个屋盖被整体卷起掀翻，脱离墙体顶部。屋盖内部的檩条完全暴露于室外，原本覆盖的屋面板大部分飞散；仅两侧山墙部位的钢板残存，但已出现明显的弯曲、翘曲和凹陷变形，呈现典型的“整体浮起—边缘撕裂—中部飞脱”的破坏过程，如图9所示。

图9低矮建筑屋盖破坏

造成该破坏的直接原因为极端大风产生的风吸力远超屋盖自重及连接节点的抗拔承载力。坡屋盖在强风作用下，背风面及侧面形成强烈的负压区（风吸力系数可达-1.5～-2.0），加之瞬时阵风从屋檐缝隙侵入屋盖下方产生内压，内外压差叠加导致屋盖被瞬间掀翻。

根源在于农村自建房缺乏专业的抗风锚固设计（如抗拔螺栓、压顶梁或可靠焊接），屋盖与墙体仅为简易搭接或压覆，难以抵御超标准风荷载。该案例表明，在极端强风作用下，低矮民房的抗风薄弱环节主要集中在屋盖与墙体的连接界面。

4.构筑物破坏分析

4.1.广告牌破坏分析

大型单立柱广告牌具有高、柔等特点，由于上部结构迎风面积大，风荷载主要作用于上部结构，导致下部支撑结构产生较大弯矩，极易发生屈曲失稳甚至折断。本案例广告牌位于机场高速入口旁，从破坏状态看出，上部结构与下部立柱连接位置发生断裂，裂口处有明显的扭转变形，如图10（a）所示，上部面板在强风作用下吹落地面，产生了较大变形，如图10（b）所示。

(a) 广告牌断裂细节

(b) 广告牌整体破坏情况

图10广告牌破坏情况

根据气象观测数据显示，5月31日当地附近最大阵风风力达12级，不同于常见的广告牌整体倒塌或者面板撕坏，其破坏原因可能是广告牌面板受到相对于面板垂直面倾斜风向的风荷载作用，导致面板表面产生不均匀分布的风压，在面板与立柱连接处发生扭转作用，最终超过连接处抗扭强度发生扭转破坏。

4.2.围墙、围挡破坏分析

调研发现部分地点的施工围栏、挡墙等发生大面积倾斜、扭曲和倒塌，部分板材撕裂，如图11所示。围挡属于大挡风面积、低自重的薄壁结构，强风作用下由于受风面积大，强风荷载直接作用于挡板上产生巨大倾覆力矩，超过围挡结构承载极限，最终发生整体倒塌。案例围挡中呈现波浪状变形，这是风压（迎风面）和风吸力（背风面）共同作用下，彩钢板刚度不足产生的风致屈曲。

图11施工围栏倒塌破坏

5.绿化植被破坏分析

本次哈尔滨强风灾害中，城市绿化植被的破坏最为严重，大量树木发生倒伏、损毁，造成多条城市交通干道无法通行。经调研发现，树木破坏形式主要为连根拔起、树干倾斜、树干树枝折断等。由于树木倒伏造成多起次生灾害，如树木连根拔起砸中周围建筑造成结构破坏，部分树干折断砸中行人和车辆，导致人员受伤和财产损失。

(a) 树木连根拔起砸中周围建筑(b) 树木整体连根拔起

(c) 树干倾斜砸中周围车辆(d) 树枝折断挂落电线

(e) 树干发生折断破坏(f) 树干折断压倒车辆

图12. 树木破坏及引起的次生灾害

5.1.破坏情况

案例1：哈尔滨市道里区新阳路

如图13所示，该路旁靠迎风一侧的行道树在强风作用下发生整体倾覆。树干本身并无严重折断，而是树根连同周围的土壤、固土结构形成一个碗状的“根土盘”，整体向上向外翻转。随着根系的翻起，人行道上的路面砖被成片顶起、拱高并破碎，路缘石（条石）发生严重位移和断裂。

（a）树木倾覆及次生破坏（b）倒塌的树木

（c）树木倾覆（d）树木根部倾覆细节

图13道里区新阳路树木倾覆

导致该区域树木大面积整体倾覆的原因，是极端风载矩与狭窄城市地基基础抗拔力不足的典型矛盾。首先，高密度的树冠形成了极大的顺风向阻力面积，当强风吹袭树冠，水平风力通过十几米高的树干传导至地面，在树木根部产生了巨大的倾覆弯矩。其次，受狭窄的人行道和硬质路面限制，树木根系只能在表面土层中水平生长，极大削弱了基础的抗拔、抗内倾能力。最终由夏季树冠产生的巨额风致倾覆弯矩与城市水泥硬化环境下浅盘根系抗拔力严重不足，导致树木整体倾覆并破坏人行道正常通行。

案例2：哈尔滨市道里区新发镇

如图14所示，该树木的破坏呈现出典型的主干中下部劈裂式断折特征，图14（b）局部破坏细节显示，断口没有平整的剪切面，而是呈现木质部纤维的大面积撕裂、拉断，且伴随沿着树干纵向延展的深大裂口。这表明木材纤维在破坏时承受了极大的拉应力。而破坏发生在大约离地1.5米左右的位置，并非根部连根拔起，这说明该树木的根系固土能力较强，但树干本身的抗弯强度成为了整个结构链条中最薄弱的一环。

（a）树干折断（b）局部破坏细节

图14 道里区新发镇树木折断

其破坏原因是夏季树冠巨大的迎风阻力与树干截面承载力不足。首先，正值夏季，树木枝叶繁茂，茂密的树冠形成了一个巨大的“风帆”，在11-13级极端大风下，树冠捕获了极大的顺风向风载荷。其次，从树皮磨损，树干断口中心泛黄、部分发黑的状态来看，该树干表皮可能受到沙尘暴中沙粒磨蚀，其内部可能存在局部空心、腐朽或虫蛀，导致该截面的有效抗弯截面模量大幅降低。最终，树干因承受极高弯矩，超过了该截面的抗弯强度，发生折断并引起次生灾害。

5.2.破坏机理分析

通过本次风灾调研中对多个树木破坏案例分析，其机理可归纳为风荷载超限与树木自身抗风能力的综合失衡。

在11~13级极端阵风作用下，树冠所受风压力与风速平方成正比，茂密的阔叶树冠层显著增大了迎风面积和风阻力，使树干基部产生巨大弯距。当瞬时阵风叠加湍流脉动时，树木承受的动态风荷载远超其根系锚固力和木质部抗弯强度的极限。破坏形态呈现分化：根系较浅、土壤含水饱和或种植于硬质铺装边缘的树木多发生连根拔起，反映根系锚固不足；而木质腐朽、病虫害或枝干细弱的树木则出现主干折断或大枝劈裂，反映木材力学强度退化。此外，本次大风伴随沙尘暴，沙粒对树皮和枝叶的磨蚀可能削弱了局部抗风截面。总体而言，树木破坏是极端风况、树种生物力学特性、土壤条件及前期健康状况共同作用的结果。

6.结论

本次哈尔滨“5·31”风灾是一次由强冷空气与强暖空气剧烈对撞引发的极端强对流天气事件，地面气旋叠加锋前增温效应导致哈尔滨主城区测得最大阵风达26.2m/s（10级），局部地区阵风最大可达38.9m/s（13级），回归期估算超过十年一遇。灾害呈现明显的“风灾+沙尘暴”复合特征，对城市户外设施、低矮民房及园林植被造成了集中破坏。

建筑物方面，高层外墙装饰、会展中心体育场顶棚等轻质围护结构在风吸力作用下大面积撕裂脱落；构筑物方面，广告牌、施工围挡、电力设施及游乐设施受损突出；植被方面，大量树木因根系锚固不足或木质强度退化出现连根拔起或主干折断。低矮民房破坏以坡屋盖整体掀翻为典型形态，暴露了农村自建房抗风锚固设计的严重缺失。

本次风灾表明，在极端大风作用下，建筑的围护结构及连接节点、树木的生物力学特性及环境条件、临时性设施的锚固措施是最薄弱的环节。建议后续加强农村民居抗风加固技术推广，完善城市户外设施及园林树木的抗风设计标准与隐患排查机制，并提升极端对流天气的精细化预警和应急响应能力。

参考文献

[1] 中央气象台. 天气公报[EB/OL]. (2026-06-01) [2026-06-01]. https://www.nmc.cn/publish/weather-bulletin/index.htm.

[2] 大象新闻. 哈尔滨遭遇沙尘暴瞬间天黑，大风呼啸含沙量极高，人员出行艰难，能见度不足百米，东北遭遇今年来最强对流过程[EB/OL]. (2026-05-31) [2026-06-01]. https://mp.weixin.qq.com/s/1FmGI3f85duypPCJsuCE4A. 

[3] 央视新闻. 狂风裹挟沙尘席卷哈尔滨 现场直击[EB/OL]. (2026-06-01) [2026-06-01].

https://ysxw.cctv.cn/article.html?toc_style_id=feeds_default&item_id=1578238035394825362.

[4] Durst C S. Wind speeds over short periods of time[J]. Meteorological Magazine,  1960, 89:181-186.

[5] GB50009-2012《建筑结构荷载规范》[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.