城市近地层风特征与污染系数分析

使用黑龙江省风能资源专业观测网依兰测风塔2010年5月-2011年4月期间10、50、70、100 m四层测风数据,对依兰风特征进行分析。结果表明:测风塔各高度风速具有一致的日变化规律,均是白天大,夜间小。随高度升高,风速变化趋势减弱,100 m高度与下层显现出不同的变化特征,具有高空风速的日变化特征。垂直气流速度各时刻平均值均为正值,日变化规律与水平风速基本一致,也是白天较大,夜间较小。风廓线指数a值夜间较大,且稳定,均在0.25左右,08时后,随着温度升高,上下层空气能量交换增大,a值迅速减小,12-14时最小,仅为0.11,之后又迅速增大。各高度主导风向一致,随高度增大,主导风向频率升高。各高度污染系数最大值对应的风向一致,随高度增加,污染系数较小的风向区间增加,有利于大气污染物的扩散。因此增加排放高度,可以有效减少城市近地面的大气污染物浓度。

城市近地层风特征与大气污染关系分析

使用依兰测风塔2010年5月到2011年4月期间10、50、70、100m4层测风数据对依兰风特征进行分析，结果表明：测风塔各高度风速具有一致的日变化规律，均为白天大，夜间小；垂直风速各时刻平均值均为正值，风速上升趋势较下降趋势明显，日变化规律与水平风速基本一致；风廓线指数a值夜间较大且稳定。白天较小；湍流强度随高度升高而减小，各高度日变化趋势基本一致；各高度主导风向一致，随高度增大，主导风向出现频率升高；各高度污染系数最大对应的风向一致，随高度增加，污染系数较小的风向区间增加，越有利于污染物的扩散，增加污染物的排放高度可以有效减少城市近地面的污染物浓度。

基于通风潜力及风特征量化分析的城市风道构建

以杭州市主城区为例,选取杭州典型季份的Landsat 8影像反演城市地表温度,以城市局地环流运行规律为理论基础,确定城市风道系统的作用空间和补偿空间.通过构建杭州主城区表征城市风道地表粗糙度的5个影响因子(包括建筑密度、建筑高度、城市绿地、城市水体和城市路网)的空间数据集,建立城市风道通风潜力综合评价模型,并实现GIS空间叠加分析,确定通风潜力最大区域作为潜在通风廊道区域.结合杭州主城区各气象站点的15个自动气象风玫瑰图,确定周边区域夏季和冬季主导风向的空间分布情况.结合上述分析结果及杭州的城市建设与规划,实际确定出杭州主城区6条潜在一级风道和5条二级风道.

浑善达克沙地多伦县风特征分析

风是塑造沙漠地表面形态的重要因素，而风特征受天气系统和地形因素的共同影响。本文利用中国天气网数据，按月统计了多伦县风向特征。结果表明：多伦县的主风向为NW向，其次是SW和W向，分别占年风向的比例高达46．22％、16．44％和13．35％。且不同季节多伦县的风向特征差异明显，每年的1～3月或10～12月间，盛行NW风、W风；4～6月旱季或7～9月雨季，主要以NW风、SW风为主，同时S风的比例明显增加，反映出东南季风的影响特征。

基于现场风特征的架空地线防振锤故障分析

为研究新疆地区某线路地线防振锤连续2年锤头掉落的原因,测量了当地风速和风向数据,结合该线路的走向、所处地形和地线结构参数对风数据进行了分析。结果表明:该线路地线所处环境符合发生微风振动的条件,且由当地风引起的地线振动频率与所用防振锤低阶共振频率相近;判断地线的微风振动导致防振锤长期处于低阶共振状态,是地线防振锤锤头掉落的主要原因。针对线路存在的问题,提出了改善策略,为线路设计以及在役线路风场的评估提供了理论支撑。

贵州省近10 a日最大风特征分析

该文采用2007—2016年贵州84县(市)站的10 min平均风数据,针对中国气象局预报员预报技能竞赛方案中对风场要素的考试要求,分别从各季度和不同类型暴雨过程的角度分析了贵州省84县(市)站的08—08时日最大风的特征,初步得到以下结果:(1)日最大风力各季平均以2~3级风为主,主导风春、秋季与贵州西部准静止锋的风场分布相似,夏季为偏南风,而冬季为东北风。(2)全省只有少数站点发生过6级及以上的大风,且几乎都发生在非暴雨过程中。除了冬季以外,大部分站点无静风出现,暴雨过程中静风更少发生;(3)暴雨过程中的平均日最大风力等级与季平均基本一致,冷锋低槽型暴雨的主导风向与相应季节的分布有较大差异。

呼和浩特最近30年地面风特征分析

利用呼和浩特国家基本气象站1980-2009年地面风向风速风资料分析了呼和浩特最近30年地面风向、风速变化特征。

基于高分辨率再分析资料的西南地区风资源特征分析

为评估高分辨率再分析近地层风速资料在西南地区的适用性,得到西南地区风资源基本时空分布特征,采用2015-2019年欧洲中期数值天气预报中心ERA5再分析资料和西南地区42个气象台站逐日10 m风速观测资料,利用幂律推导、误差分析和双参数Weibull概率分布等方法对ERA5再分析资料在西南地区的适用性以及西南地区风能资源时空分布特征进行分析。结果表明:尽管ERA5再分析资料整体上对西南地区近地面风速有所低估,但区域平均偏差仅为0.27 m/s,多数地区再分析资料与气象台站实测10 m风速之间存在较好的相关性,风速概率拟合也具有较好的一致性,表明ERA5再分析资料可用于西南地区风资源分析。西南地区风速概率分布也存在明显的地域差异,其中四川盆地与周边山地交界地区弱风累积概率明显高于四川盆地、贵州大部、川西高原西北部和云南中东部。同时,西南地区大部分区域风资源较为匮乏,但云南中部和川西北高原属风资源可利用区,其平均风速、最大概率风速、风能最大风速、风功率密度和年有效风时数等风能指标相对其他区域更优。

基于探空秒级数据的济源市对流层风场特征

利用布设于河南省济源市的新一代L波段高空气象探测雷达2007年1月至2020年12月间采集数据,分析研究济源市对流层风场特征。结果表明:济源市10000 m以下平均风速随高度单一增加趋势冬季相对剧烈,夏季相对平缓。1月开始各层特别是1000 m以上对流层水平风速逐渐减小,即大风区所在高度不断抬升,6-9月是各层风速相对较小的月份,自10月开始各层风速逐渐增大,大风区所在高度不断下降。对流层内10 m·s^(-1)以下的风速占比随高度均呈单一减少趋势,10 m·s^(-1)<风速≤20 m·s^(-1)的占比随高度变化呈先增后减的梭形,且最大占比所在高度层具有春季抬高、夏季最高、秋季下降、冬季最小的演变特征。30 m·s^(-1)以上的大风占比随高度呈单一增加趋势,但大风出现高度、增加速率和各层占比在各季表现不同,夏季出现高度最高且占比最少,春、秋季次之,冬季出现高度最低、增加速率最快且各层占比最多。济源市大陆性季风气候特征显著,对流层中高层全年主流风向以西风、西北风为主,低层1月以西北风为主,自2月开始主流风向由低到高顺时针偏转,6-7月东风占据主流风向且偏转高度达到最高,8月开始主流风向由高到低逆时针回转,11月整层重新转回西北风,这种状况一直维持到翌年1月。

江苏近海风资源特征及风电场项目后评估

通过一个江苏近海风电场为研究对象,基于完整年测风塔资料与机组运行资料分析了平均风速、风玫瑰图、威布尔分布、风功率密度和功率曲线要点来研究江苏近海风资源特征和项目后评估,研究结果如下:平均风速的月变化可以直观地显示不同月份风速的大小和变化趋势,测风塔风速经代表年订正后与机组运行期修正后实际平均风速一致;风电场盛行北部偏东和东南风,风速均主要集中在6m/s~8 m/s;运行机型性能表现优异,且风机之间的性能差异较小。研究结果有助于了解江苏近海地区风资源情况和进一步认识机组功率曲线来评估对特定风电场的实际运行效率,为沿海地区未来风能的开发利用提供参考,以确定该风电场是否实现了其预期的发电目标。

大气再分析资料在中国近海的风资源特征和适用性分析

基于ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)ERA5(Reanalysis version 5)、CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)、MERRA2(Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications version 2)3种再分析数据,13个海洋观测站和3个测风塔的观测数据,研究了中国近海风资源时空特征,并讨论了3种再分析数据在中国近海风资源评估中的适用性。结果表明,再分析数据在中国东海和南海的弱风频率比渤海、黄海高,且ERA5在所有海域小于6 m/s的弱风累积概率比CFSR(MERRA2)高39.0%(44.9%)、43.6%(47.5%)、60.7%(41.6%)和47.9%(38.2%)。ERA5、CFSR和MERRA2在中国近海的有效风时空间分布相似,量级都介于84%~95%;3种再分析平均风能密度自北向南呈“低高低”空间分布,其中台湾海峡是WPD大值中心(超过4000 W/m2)。风能稳定性方面,ERA5和CFSR的日变异呈“南弱北强”特征,而MERRA2日变异系数介于1.03~4。适用性分析表明,ERA5整体性能优于CFSR和MERRA2,但MERRA2在再现渤海、南海的风能日波动,CFSR在刻画黄海的有效风时、风能密度和东海、黄海的变异系数时具有一定优势。由此说明不同再分析数据对中国近海风资源不同指标的适用性各有优劣,应根据需要及数据条件,针对不同海域采用不同类的再分析数据开展风资源评估研究及工作。

惠农区1981~2020年风气候特征分析研究

本文作者分析了惠农国家气象观测站1981~2020年的风气候特征。根据统计分析得出,1981~2020年惠农区2分钟平均风速、10分钟平均最大风速、极大风速均呈明显下降趋势,气候倾向率分别为−0.30 (m∙s−1)/10a、−2.69 (m∙s−1)/10a、−2.83 (m∙s−1)/10a;通过6阶多项式拟合曲线分析方法得出惠农区年平均风速的变化趋势为波动下降–快速增长–快速下降–波动增长–波动下降;累计距平分析显示,年平均风速总体呈现先增加后下降的趋势。惠农区平均大风日数为38.4 d,大风日数以8.96 d/10a的趋势减少,尤其以2004年之后减少趋势明显;通过风向的风玫瑰图分析,得出惠农区全年盛行风向以北西北风为主,风向频率为8.4%;春冬季盛行风向主要以偏北风为主,夏秋季盛行风向主要以偏南风为主。

吉林省公路风吹雪分布特征及原因分析

为了研究吉林省公路风吹雪的分布特征,采用现场调研与Ansys Fluent软件仿真模拟相结合的方式,绘制吉林省公路风吹雪分布地图;以吉林省受灾最多的路基横断面形式为例,以主要地形区雪季平均风速为代表风速仿真模拟,结果表明:吉林省公路风吹雪分布特征的主要影响因素是风速。

闽东沿海不同地域极大风分布特征

将闽东沿海地形分为深入陆地海湾、开敞式海湾、海岛、临海岸基、开阔海面等5种类型,将沿海代表测站归类不同地形区域,统计分析不同地形区域极大风的时空分布特征。结果表明,开敞式海湾风力比深入陆地海湾大,海岛风力比海湾大;同比纬度,由陆地向海面,越往东、风力越大,到开阔海面大风分布趋于均匀;7~10月出现≥8级、≥10级的极大风概率最高。大风天气过程受台风影响最大,海湾主要受台风本体环流影响;影响最多的地域是台山列岛,最少是沙埕港;登陆台湾再次登陆福建及过台湾岛北部海面袭击福建的台风,影响时间长,大风强度和范围等最大;秋季台风影响,多为台风环流与环境场结合,闽东沿海海岛出现大风。

青藏高原瓦里关山边界层风的若干特征

本文对1995年1月1日至1999年12月31日间在瓦里关山89m气象塔架设的边界展风的资料进行了分析,同时也详细分析了1999年边界层风速、风向及80m高度处垂直风速等变化的特征,得出了一些高原高山草甸下垫面边界层风的若干特征。

塔克拉玛干沙漠地面风场特征及周边地区沙丘排列关系分析

通过对1996～2000年17个气象站风资料的分析和计算,结合高空环流形势分析,对塔克拉玛干沙漠近地面风场特征进行了研究,并对风场特征与周边地区沙丘排列方向之间的关系进行了分析.研究表明:①塔克拉玛干沙漠近地面风场特征是在高空西风带的背景下,经过青藏高原、天山山脉的动力分支和抬升等作用下形成的.冬季,尼雅河以东盛行偏东风,以西盛行偏西风;夏季,克里雅河以西地区盛行偏西北风和西风,以东盛行东北风.②从东到西,东北风系影响逐渐减弱而西北风系影响逐渐加强;南北方向变化较为复杂.③除若羌地区外,塔克拉玛干沙漠输沙势都小于200 VU,属于低能风环境,且以单峰或锐双峰为主.在区域分布上,沙漠东部及中部强度较大,西部及南部较小.④沙丘排列方向主要由主、次输沙方向的夹角及二者的输沙比率决定,其走向与最大输沙总量垂直.

下击暴流的特征及其对输电线塔风致倒塌的影响

下击暴流为雷暴天气中强下沉气流猛烈冲击地面后形成并沿地面传播的近地面短时强风,其风场特征同传统的大气边界层近地风显著不同。近年来下击暴流作用下输电线-塔结构的倒塌破坏事故层出不穷。根据美国、澳大利亚和南非等国的调查,80%以上的输电线-塔的风致倒塌事故主要为下击暴流所引起。而我国对此却少有研究。据此,本文简要介绍了下击暴流在输电线-塔抗风研究中的重要性,并从尺度特征、风速特征、随机特征和压力特征四个方面对下击暴流的基本特征进行了综述。其次,阐述了下击暴流对输电线-塔结构的灾害作用和下击暴流作用下输电线-塔的破坏特征。最后,论述了下击暴流对输电线-塔结构抗风设计的影响。指出了将雷暴强风,尤其是发生频度高、破坏性强的下击暴流纳入到风荷载规范,是非常重要而迫切的工作。

适应风环境特征的小城镇空间布局优化研究

为改善城市风环境和热环境品质,将气候学的相关成果引入城市规划领域成为业内众多学者研究的方向,并且相关成果已在我国诸多大城市展开实证探索。以风环境为例,选取气候特征鲜明且处于快速城镇化阶段的小城镇为研究对象,通过建立"分析模块"、"策略模块"和"模拟反馈模块"将适应"风环境特征"的设计方法引入小城镇规划布局的技术路径中;进而借助相关成果构建风环境评估标准和风环境模拟技术,为该设计方法的规划应用提供技术平台;最后以陕南山区某镇为例,对该方法的核心内容——"风环境模拟反馈"的具体操作方式展开论述,探讨基于气候特征的小城镇空间优化方法与实践应用。

甘肃酒泉地区近地层风场特征

利用酒泉地区4个测风塔(2009年10月至2010年9月)一年的近地层风场观测资料,对该地区近地层风场的月平均风速及方差、风场日变化特征、垂直变化、风向玫瑰、最大风速、风速威布尔分布、低空风切变等特征进行了分析。结果表明:酒泉地区一年中近地层平均风速最大出现在夏季或春季,对应的风向最多为东风或西风方向,最小出现在冬季;近地层平均风速具有上层风速夜晚大,白天小,中间存在一个日变化较小的转换层;近地层平均风速廓线,不论冬夏底层风速均随高度的增高而增大,且夜晚比白天增大得快。近地层风垂直切变8月份白天风速垂直切变较夜晚小,最靠近地面一层的风切变最大,存在一个风切变最小的中间层;冬季表现出和夏季不一致的特征。夏季近地层主频风向东风方向占多数,冬季近地层主频风向为东、西风方向占多数,存在较大季节差异。

南海北部近岸海域风场特征分析与预报研究

南海北部近岸海域北靠东亚大陆,南面广阔的南海海域,地理位置十分独特,具有典型的季风特征。本文对南海北部近岸海域风场与大尺度大气环流特征的相关分析,阐述大气环流异常对南海北部近岸海域风场的影响。研究表明,南海北部近岸海域风场分布具有较强的区域性和季节性;因气候年际变化的强弱,如厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)循环、南海暖池面积指数的年际变化,与南海北部近岸海域风场强度也具有相关性。除使用传统的数理统计方法外,前期大气环流的诊断分析、大气外部强迫因子的前期强信号以及数值预报产品等的综合运用、综合诊断分析,是改进、提高中长期天气过程和短期气候预测的有效方法。