广州地区台风极值风特性蒙特卡罗随机模拟

结合1949—2003年台风年鉴统计资料和广州气象站逐时(连续)气象观测记录,采用蒙特卡罗台风风场随机模型和敏感度分析方法,计算了广州地区不同场地类别风环境随机参数对于台风极值风速的影响,并对该区域的台风风场参数合理取值进行了优化.以越界峰值法和广义Pareto分布探讨了工程场地目标重现期内极值风速预测分析过程,再现了几类典型工程场地台风风环境梯度风高度、平均风剖面、极值风速和阵风因子取值特点,并与规范结果进行了对比.

上海地区台风风特性Monte-Carlo随机模拟研究

收集和整理了1949年至2005年台风年鉴统计资料和上海崇明岛侯家镇气象站逐时(连续)气象观测记录。对于上海近年来两次强台风(麦莎0509和卡努0515)进行了案例分析,表明台风风场的强变异性不容忽视,台风风环境评价采用可靠度分析理论具有相当的优势。Monte-Carlo台风随机模拟结果亦表明极值风速样本分布具有偏态性,由此建议了极值风速估算保证率系数的合理取值。采用Monte-Carlo台风风场随机模型和敏感度分析方法计算了不同场地条件风环境随机参数对于台风极值风速的贡献程度,并对上海地区的台风风场参数合理取值进行了优化。最后,以越界峰值法和广义Pareto分布探讨了工程场地目标重现期内极值风速预测过程,再现了几类典型工程场地台风风环境的梯度风高度、平均风剖面、极值风速和阵风因子取值特点,并与建筑结构荷载规范进行了对比。

华东沿海地带台风风廓线特征的观测个例分析

利用2007年的"韦帕"、2009年的"莫拉克"、2010年的"凡亚比"和2011年的"梅花"四个台风的GPS探空数据,本文对华东近海和沿海地带的台风风廓线特征进行分析。首先求出梯度风速及其对应的高度,在此基础上利用指数律和对数律对风廓线进行拟合,并对幂指数、10米高度的地表风速和梯度风速的风速比,以及由对数律定义的常通量层高度等参数进行计算,并对梯度风高度和常通量层高度进行比较。结果表明:登陆台风沿海地带风廓线的梯度风高度和常通量层高度有明显差异。本文还对登陆台风平均风廓线的各参数进行了计算,并对梯度风高度以下风廓线偏离对数律的原因进行了讨论。

圆形土楼屋盖风荷载的数值模拟分析

采用数值模拟方法,在具有不同坡角和高径比情况下,对圆形土楼的屋盖极值风压系数和净风压系数进行参数分析,探讨屋面坡角和高径比对客家圆形土楼屋盖风荷载的影响.采用剪切应力输运(SST)k-ω湍流模型,建立具有代表性的单体圆楼振福楼的数值风洞模型,得到屋盖极值风压系数和净风压系数随坡角、高径比变化的分布曲线.结果表明,综合考虑两种风压系数和风流场的影响,圆形土楼抗风效果较好的坡角为45°,而高径比是0.24.

热带气旋大风风圈半径非对称性特征及成因简析

为进一步完善热带气旋大风风圈的分析和预报业务,利用中央气象台(NMC)发布的热带气旋报文资料、ERA5再分析资料,研究了2015年6月30日至2020年12月31日热带气旋最大强度时的7、10和12级风圈的非对称性特征及成因。统计结果表明:热带气旋的7级风圈半径非对称性最大,10级次之,12级最小;非对称分布热带气旋的7、10和12级风圈最大半径大多分布在东北、东南和西北象限;同一热带气旋的7级和10级风圈最大半径大多分布在相同的象限。将7级风圈单一象限分布的热带气旋与多象限分布的热带气旋各按象限分布分成4类,分析4类7级风圈单一象限分布的热带气旋生成季节、地面10 m风特征及风圈非对称分布的成因发现:各类热带气旋具有明显的季节特征;地面10 m风场呈不对称分布;风圈非对称分布与西太平洋副热带高压、西南气流及地面冷高压等天气系统与热带气旋的相互作用造成的各象限位势高度梯度非对称分布密切相关。

相干多普勒测风激光雷达反演厦门市风场及边界层高度的可靠性分析

利用2019年11月5日至12月13日厦门国家高空气象观测站的无线电探空仪数据和同期布设的多普勒测风激光雷达资料,对比分析二者的风速风向和通过梯度法反演的边界层高度。结果表明:(1)风速和风向的决定系数R^(2)分别达到0.91和0.98,一致性良好,450~1300 m高度范围内,对比效果最佳;(2)利用探空数据的温度廓线和测风激光雷达的雷达回波强度信号通过梯度法分别反演边界层高度,二者一致性很高,只是在边界层出现急流、云层和明显的污染等复杂情况时,探空数据反演的结果会明显大于测风激光雷达;(3)在出现降雨时,雷达探测高度明显降低,无法有效反演边界层高度。测风激光雷达不仅可以满足边界层内风场的精细化连续探测,也可以反演边界层高度。

山东省境内边界层风廓线雷达观测最大风速随高度变化研究

基于东营、济南、蓬莱三个观测站边界层风廓线雷达观测的各高度层和地面气象站10 m高度的最大风速数据,采用统计、极值分布、最小二乘法、廓线图等方法,进行风速随高度变化研究。结果表明：三站10~3 000 m各高度层2014年全年的小时最大风速分别为30.6、30.7、31.2 m/s,出现高度分别为1 900、1 420、1 780 m,三站10~100 m高度层风速迅速增大而其上则随高度增加总体呈缓慢增大;三站2014年最大风速风剖面指数α,280 m高度层分别为0.222 1、0.243 8、0.184 5,460 m高度层分别为0.204 4、0.190 5、0.191 5,700 m高度层分别为0.188 7、0.167 8、0.167 1;460 m高度层以下各拟合α值总体与GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》中的C类地表粗糙度的接近,但蓬莱站高度280 m以下的更接近B^C类中值;700 m高度层拟合α值总体与GB 50009—2012中的B类地表粗糙度的接近,但东营站的更接近B^C类中值。分析认为：三个观测站不同下垫面粗糙度对α的影响显著,GB 50009—2012中的风剖面模型在高度300 m以下未能与实测风速廓线吻合,100~300 m高度层实测最大风速远大于拟合值,进而探讨指出GB 50009—2012中的拟合指数方法所推荐的统一值存在不足或局限性。在高层构筑物设计时,应确保截断高度层的实际最大风速摆脱地表粗糙度等人为因素影响。

多国规范城市地貌风特性关键参数的对比研究

对中、美、日现行荷载规范的城市地貌风特性开展了对比研究。分析了平均时距、地面粗糙度系数、梯度风高度的取值原则,研究了3种规范给定的湍流强度、湍流积分尺度及脉动风速谱经验公式的差异。基于实测结果评估了风特性关键参数的准确性。结果表明,3种规范规定的地面粗糙度系数及梯度风高度均小于实测结果,美国规范预估的湍流强度与实测值最为接近,日本规范的湍流积分尺度及脉动风速谱经验模型与实测结果符合较好,研究结果将为城市地区建筑结构的抗风设计提供技术参考。