冬季PM(2.5)的气象影响因素解析

气象因素能够显著影响PM_(2.5)浓度,可减轻或加剧城市空气污染,尤其是在雾霾严重的冬季。同时由于城市间污染物排放强度和扩散条件的差异,雾霾的发生往往具有较强的区域性。选择了石家庄、西安、北京、太原、广州5个不同污染区域的典型城市,首先分析多个气象因子与PM_(2.5)浓度的关系,进而研究气象因素对PM_(2.5)浓度变异解释度的差异,以及气象因子对PM_(2.5)浓度影响的相对重要性,进一步对比分析气象因素对PM_(2.5)浓度影响在不同污染程度的城市之间的差异,解析了不同城市的主要气象影响因素和气象因素的综合影响程度。研究结果表明:(1)气象条件与PM_(2.5)日浓度显著相关,且在不同污染程度的城市与PM_(2.5)浓度相关的气象因子不同。与石家庄冬季PM_(2.5)浓度相关的气象因素为相对湿度、平均风速;与西安PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素为相对湿度、平均风速和最大持续风速;与北京PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素相对湿度、日均温度、平均风速、最大持续风速和最低温;与太原PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素为日均温、相对湿度、平均风速、最高温、最低温和最大持续风速;与广州PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素为相对湿度、平均风速、最高温和降雨量。(2)PM_(2.5)浓度越高的地区,气象因素能够解释的PM_(2.5)浓度变异越小。严重污染区的石家庄气象因素多元回归分析的R^2为0.27,重污染区的西安气象因素多元回归分析R^2为0.29,中污染区的北京气象因素多元回归分析R^2为0.46,污染地区的太原气象因素多元回归分析R^2为0.67。研究结果揭示了不同城市的主要气象影响因素及其综合影响程度,可为城市PM_(2.5)控制和预测精度提高提供理论参考,并为区域生态环境规划和城市协调发展提供科学依据。

中国天气发生器模拟非降水变量的效果评估

文中介绍了天气发生器BCC/RCG-WG基于谐波分析和多变量平稳过程对最高气温、最低气温、日照时数、相对湿度和平均风速等5个非降水变量的模拟模型,并根据中同669个站点1971—2000年的逐日气候资料(降水、最高气温、最低气温、日照时数、相对湿度和平均风速)计算了各站点的非降水变量的模拟参数。根据计算的模拟参数对中国各地逐日最高、最低气温和日照时数等非降水变量进行了模拟,并利用100年的逐日模拟结果和1971—2000年的实测资料对5个非降水变量在年、月平均值及极端值方面进行了比较。结果表明,BCC/RCG-WG能较好地模拟中国各地的最高气温、最低气温、日照时数等5个非降水变量,特别是模拟年平均值的效果很好。模拟与实测的年平均最高气温和最低气温的均方根误差只有0.2℃,年日照时数的均方根误差为70.9h,年平均相对湿度的均方根误差为0.6%,年平均风速的均方根误差为0.2m/s。在月平均值方面,最高气温、最低气温和日照时数的模拟值与实测值也非常接近,但相对湿度和平均风速的模拟效果不是很理想。模拟和实测的各月平均最高气温、最低气温均方根误差在0.4—0.7℃,各月平均日照时数均方根误差在10—20h,各月平均相对湿度均方根误差在4%14%,各月平均风速均方根误差在0.6—0.9m/s。对于诸如高温日数、极端最高、最低气温等极端气候事件,BCC/RCG-WG的模拟效果相对较差。

顺层钻孔风力排渣研究

基于两相流的有关原理对顺层长钻孔打钻工艺的有关理论问题进行的论理研究,导出了计算排渣最小风速和整个排渣过程压力损失的计算公式;分析了钻孔直径、钻杆直径、钻进速度、钻杆内孔直径和瓦斯突出危险性程度等因素对最小风速和压力损失的影响;根据这些结论可以进行打钻参数设计。

影响中国的热带气旋极端事件年代际变化

利用1949—2009年影响中国的热带气旋风雨资料以及登陆信息,研究影响热带气旋极端事件的年代际变化特征。结果表明:热带气旋登陆极端偏早或偏晚事件在1970和2000年代发生较少。热带气旋登陆强度(中心附近最大风力和最低气压)极端事件在2000年代发生频数最高。热带气旋降水影响时间极端事件在1970年代频数最多,大风影响时间极端事件在1980年代频数最多。日降水量和过程降水量的极值站数在1960年代最多,日最大风速极值站数在1980年代最多。

VSC-HVDC系统风力发电结构分析与控制

针对基于电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC),提出了基于永磁同步风力发电机、不控整流和Boost电路的变速直流风力发电系统结构。首先给出先并后串的新型风电场结构;然后建立最小串联系统的简化模型,用一种基于直流电压电流乘积控制的最大风能跟踪控制算法解析出输出电压和输出功率的关系。仿真结果表明:最小串联系统中的2个机组可以互不影响地独立运行,输出电压按照输出功率的变化而变化,同时2个机组均具有较好的最大风能跟踪精度和速度。

无锡地区霜冻特征及短期预报方法的研究

利用2001至2012年间无锡地区的气象要素资料，分析了无锡地区霜冻特征以及最低地面温度与最低气温、云量、风速、气压等要素的关系，发现无锡霜冻主要的出现时段为12月至次年3月，一般霜冻主要出现在12月至次年2月期间，严重霜冻多发生于12月至次年1月期间。多数情况下，最低气温比最低地面温度高0∽3℃，其差值存在季节变化，夏季较小，秋末冬初和春季较大。霜冻主要出现在地面气压高于1025hPa时，当地面气压高于1030hPa时，严重霜冻出现概率较大。风速和云量影响着最低气温和最低地面温度之差，风速越大，云量越多，其值越小。日最低气温相同的情况下，晴朗无风的天气更容易形成霜冻。根据最低气温及风速、云量预报，采用查表法预报霜冻效果良好。

大风对新疆沙尘暴的影响

选取 1961— 1999年新疆 90个气象观测站的气表 1资料 ,对比分析了沙尘暴及大风的时空分布特征 ,探讨大风对沙尘暴发生的贡献及沙尘暴发生时的最多风向和最低风速指标。分析发现 ,新疆沙尘暴与大风的地理分布刚好相反 ,沙尘暴多的地区大风较少 ,但有着基本一致的气候变化趋势。大风对沙尘暴的贡献北疆大于南疆。沙尘暴发生时的最多风向明显指示出引发沙尘暴的天气系统来向。引起沙尘暴的最低风速指标 ,北疆及东疆超过 10m s ,南疆的吐鄯托盆地和焉耆盆地为 10m s ,塔里木盆地为 6～ 8m s ,盆地南缘只有 6m s。

考虑不规则风浪影响的最小油耗航速模型

为提高单船营运能效,提出一种考虑不规则风浪影响的最小油耗航速定量计算模型.首先进行航段划分,获取海况数据;然后通过增加航行功率修正船舶失速的方法,构建考虑风浪影响的单位时间油耗模型;最后以每航段航速为决策变量,建立最小油耗航速非线性优化模型.考虑到实船应用中最小油耗航速优化算法需具有快速寻找全局最优解的特点,设计初始值算法.以实船某航次运营为例进行了油耗及最小油耗航速计算,结果显示:每海里油耗模型理论值与实测值相对误差在可接受范围内;与不考虑不规则风浪影响的计算模型(平均航速)相比较,采用这种方法计算出的油耗减少了1%,节能效果初见成效.

基于MVDR波束形成算法的风速风向测量方法

为更好地抑制传统测风方法中噪声的问题,提出了基于MVDR(MinimumVariance Distortioniess Response)波束形成算法,结合一种特殊的弧形阵列的测风研究方法,通过使用四元超声波传感器弧形阵列结构获得冗余空间采样信息,并将阵列所接收信息进行最小方差无畸变响应的波束形成算法处理,从而估计待测的风速风向信息。仿真结果表明,该方法可实现对风速0~60 m/s与风向角0~359°的估计,可实现对风速以及风向的准确测量。

光热发电项目直接空冷系统设计优化

与湿式冷却水系统相比,直接空冷系统节水性好,但初期投资和运行费用高。为了提高直接空冷系统的经济性,以中电建青海共和50 MW光热发电项目直接空冷系统为例,通过对设计背压、迎面风速等方面的综合比较,采用年总费用最小法进行空冷系统优化计算发现,直接空冷系统的初期投资与迎面风速、设计背压成反比,运行费用则与迎面风速成正比,与设计背压成反比。直接空冷系统运行年总费用需要通过对不同组合方案进行比较,才能得出一个相对最优的运行方案。

棒状绝缘子动态积污模型

为研究绝缘子表面的动态积污特性,以ZS-35/6-8绝缘子为研究对象,建立了颗粒在外流场运动、颗粒与绝缘子表面接触粘附的绝缘子动态积污模型。通过对积污模型的计算和分析,得到灰尘颗粒从绝缘子表面脱附所需的最小水平风速。结果表明:重力沉降的临界水平风速与粒径呈二次函数关系;颗粒脱附所需的最小水平风速随粒径呈负一次幂函数分布,粒径越小,颗粒吸附性越好,越易粘附在绝缘子表面,粒径增加,颗粒碰撞反弹概率增加,颗粒脱附性能提高;颗粒与上表面碰撞的入射角度小于与下表面碰撞的入射角度,伞裙下表面积污比上表面严重;绝缘子亲水性对颗粒粘附性能影响最大,颗粒润湿性对粘附性能影响最小;对于已粘附颗粒,需要风力剪切流速大于30.8 m/s时,颗粒才会被清除。