风观测对障碍物距离要求的定量评估

为定量评估气象站风观测对障碍物的距离要求,通过流体力学模式(Computational Fluid Dynamics,CFD)对单体建筑物进行了敏感性试验分析,并用河北沽源构筑物观测试验对模拟结果进行了验证。结果表明:(1)按照来流风速90%进行风速影响范围评估,障碍物对风速的影响距离为迎风面上3倍建筑物高度,背风面为28.5倍建筑物高度;按风向偏差10°进行风向影响范围评估时,障碍物对风向的影响距离为迎风面1.4倍建筑物高度,背风面为6.8倍建筑物高度,侧风向为2.8倍建筑物高度,垂直方向上为4倍建筑物高度。(2)对来流风速、建筑物厚度、建筑物高度、建筑物视宽角、来流风向的敏感性分析表明,10 m风速、风向测量对障碍物距高比的要求随背景风速的增大而增大;随着建筑物厚度的增大,10 m风速、风向观测对距高比的要求减小;当障碍物高度<6 m时,对10 m风速、风向观测影响不明显,当障碍物高度>6 m时,对距高比的要求随障碍物高度的增加而减小;随着建筑物视宽角的增大,10 m风速、风向观测对距高比的要求增大;来流风向与建筑物呈45°时,风速影响区域增大,风向影响区域水平方向增大、侧方向减小。

福建宁德沿海海陆风观测结果分析

前言 海陆风是一种因海陆热力性质不均而产生于大气低层的中尺度热力环流。由于水体的导热率和比热都比陆地高，因此，水域温度变化比较缓慢，水温的日变化也比陆面小。白天，在太阳辐射作用下，陆地增温性强，陆上气温比海面高，暖而轻的空气上升。在下层，海上空气流向陆地补充，形成海风；在海面，

福建省海岛自动气象站在沿海大风观测中的作用及设备选型指标的探讨

1引言 我省在开展中尺度灾害性天气预警系统建设过程中布设的一批海岛自动气象站（以下简称海岛站），运行几年来，发挥了重要作用，也发现一些问题。本文主要就海岛站在沿海大风观测中的作用及设备选型进行探讨，以期对今后规模化建设提供一些思路。

基于渤海石油平台海面风观测的FNL资料评估

对2018年全年渤海石油平台海上观测的15个站点的风速风向进行了分析,并利用4个代表站1、4、7和10月的资料对分辨率为0.25°×0.25°NCEP/NCAR的FNL资料分析风场的误差进行了对比评估。结果表明:(1)观测风速风向存在较大区域性差异;(2)FNL风场资料在渤海地区近海风速整体偏大;(3)夏季当风速小于15 m/s时,FNL的风速可信度最高;冬季当风速大于15 m/s时,FNL的风向可信度最高;(4)秋季风向误差最高,春季次之。当风速小于5 m/s时,风向误差较大。

小环境变化对地面风观测的影响

风为气象观测的四大要素之一。随着经济建设的不断发展,以前受环境影响较小的风的测点周围,不断形成新的障碍物。这在一定程度上导致风向改变,风速失实,风的历史资料出现不连续性波动。 现以松滋站小环境变化对地面风速的影响为例,对此问题作简要分析。为便于比较,只取有EL型风速仪观测的1974～1997年的24年资料。

2008—2011年浒苔影响青岛的海面风观测资料特征分析

2008—2011年夏季,浒苔已经连续4年影响青岛近海,对青岛的水产业、旅游业以及水上运动均产生了较大的影响。为研究浒苔到达黄海西南部海域后在何种风场情况下会继续影响青岛近岸及沿岸地区,本文分析了青岛沿海陆地及海岛4个自动气象站的观测风特征及其对浒苔移动的影响。分析表明,浒苔在江苏沿海出现后,黄海海域偏东南风频率的增多使得浒苔向西北方向移动影响青岛近岸的几率增大;浒苔到达青岛以南海域后,青岛近海的风向是影响浒苔移动的关键因素,浒苔移动的方向与风向大致一致。

西部山区斜拉桥风特性观测及数值仿真

针对山区地形地表类别不易确定、风环境复杂的问题,结合山西省禹门口黄河斜拉桥的实际工程,利用自行开发的桥梁风场特性分析系统,对桥址处一年多实测风速数据进行分析计算;并基于"数值风洞"模拟技术,采用Realizable和SST湍流模型,按有实桥结构和无实桥结构2种情况建模,模拟了7种工况下桥位及其周边的风场,得到了典型的西部山区峡谷风场的特点和规律。结果表明:受峡谷风效应影响,桥位风速增加;气流攻角在-9°～8°范围内,比平原地区大;风剖面应通过实测风速数据拟合,不能直接套用规范;湍流度和阵风因子小于一般气象强风条件下的值。

CSAT3三维超声风速仪观测资料质量检验

利用江西省永修县吉山铁塔50m处CSAT3三维超声风速仪和常规仪器的风观测资料,以及铁塔附近气象观测站同期降水资料,通过对比分析,检验了超声风速仪水平风观测资料质量,还考察了降水(降水强度大于3mm/h)对观测资料质量的影响。结果表明:超声风速仪观测的水平风速的数值和演变趋势与实际基本一致;超声风速仪观测的风向方位和高频区分布与实际基本吻合。降水期间,风速和风向观测结果与实际仍然一致,降水对超声风速仪的水平风观测资料质量影响不大。

澧水特大桥风场观测系统方案设计与计算

以张花(张家界—花垣)高速公路澧水特大桥为工程背景,论述了简支地锚式悬索桥风场观测系统的方案设计,针对缆索悬挂系统及锚固系统进行了结构有限元分析和强度验算,计算结果表明设计方案满足各项功能要求。

星载GNSS-R海面风场观测载荷关键技术设计与验证

目前海面风场观测手段有限,基于全球导航卫星系统反射信号处理(global navigation satellite system reflection,GNSS-R)的天基观测为全球风场信息获取提供了全新的手段。GNSS-R海面风速探测技术具有全天时、全天候、低功耗、宽覆盖、多信号源、低成本等特点,日益获得了广泛的关注。由于GNSS系统设计之初的目标是面向全球用户提供基于无线电伪距测量的被动导航服务,并非设计为天基遥感辐射源,所以GNSS-R反射信号具有观测点离散、信号功率弱、信号处理算法运算量大等特点。以捕风一号卫星为研究对象,对GNSS-R信号处理算法和处理系统进行了研究。针对GNSS-R信号特点和星载实时处理需求和约束,提出在短时循环相关和旋转变换的基础上配合动态相位补偿技术在数据处理不失真的条件下将GNSS-R信号处理运算量减小到传统算法的1/8.99;同时设计了基于FPGA的反射信号处理系统,并完成地面及在轨试验。试验结果表明设计的GNSS-R信号处理系统和快速算法满足了卫星对实时5幅DDM处理的要求,DDM处理结果有效支撑了后续风场反演。

内陆区复杂地形桥位的风参数量测及识别

为了得到内陆区复杂地形桥位风场特性，并提供正确的风荷载计算依据，对内陆强风和沿海台风两大强风带风特性开展研究，并从二者产生原因、特点及风参数等方面进行了比较。在对龙门黄河大桥桥位长期风观测研究中，采用多站点、多测点立体观测得到了538个观测日的大风样本，经统计分析，得到了内陆强风区实测风场参数的分布和规律：内陆强风区受地形影响，风速和风向既带有明显的季风环流基本规律，又带有明显的区域特征；气流攻角在-9~8°范围内，比平原地区大，应以实测数据为主；受复杂地形效应的影响，实测得到的内陆强风区风剖面指数并不完全符合幂指数分布，《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/ T D60-01-2004）（以下简称《规范》）所建议公式不适用；湍流度平均值在0.103~0.13之间，阵风因子平均值在1.22~1.39之间，不同于《规范》取值，随着平均风速的增大二者有减小的趋势，且存在明显的线性相关性；湍流积分尺度取值与《规范》建议的平坦地貌尺度不同，且一般偏大；风谱的拟合应该按照不同频率区分段，选用不同的风谱公式。

C－波段测风一次雷达的跟踪特性及其应用前景

利用我国研制的第一部Ｃ－波段测风一次雷达样机在成都和郑州试验现场取得的大量测试和施放记录，对该雷达跟踪固定目标的静态特性和活动目标的动态特性作了进一步统计分析。结果表明，在跟踪固定目标时，该雷达有根高的跟踪精度；在跟踪实际活动反射靶时，跟踪数据的离散度比跟踪固定目标时大，并指出，采用适当的滑动平均措施减小原始数据的离散度，并选择合适的计算水平风的时间间隔，就可获得精度高（如１ｍ／ｓ）而层结精细度合适的高空风廓线。

山区桥梁风场特性分析系统的开发及应用

山区桥梁建设日益增多,而现有的抗风规范对受地形等复杂因素影响的山区风特性并未给出具体的参数取值。该文结合山西省禹门口黄河斜拉桥这一实际工程,编制了基于C++Builder平台的桥梁风场特性分析系统,对桥址处实测风速数据进行了分析计算,得到了桥址处平均风速和风向、风剖面指数、湍流度等风场特性。

近地面强风不同间隔滑动平均统计特性的对比分析

为深入研究我国沿海地区的风场特性,基于2008年在温州地区实测获得的两次近地面台风风场数据,以3s、10s、1min和10min为间隔,利用滑动平均法,进行了近地面强风10min滑动平均统计特性的对比分析。研究表明,相对于采用10min为间隔的滑动平均(10min离散平均法),以3s、10s和1min为间隔的滑动平均对实测风场数据的利用更加充分,能获得连续而密集的风场特性统计值,而且其结果具有更好的连续性,能较好地揭示出平均速度、风向角、湍流度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风速功率谱密度函数的连续变化趋势及其短时段内的强风脉动规律;与3s和10s滑动平均相比,因1min滑动平均的计算量小,在进行风场统计特性分析时1min滑动平均方法更加简洁有效。

新疆赛吾迭格尔大桥设计基准风速的计算与分析

为了确保赛吾迭格尔大桥抗风安全,有极其重要的地位,利用桥址区富蕴县气象站的风速基本资料分析了桥位周边平均风速、最大风速、历年的极值风速及各月平均风速、风向等基本特征;建立了气象站逐年最大风速序列,采用极值I型、皮尔逊Ⅲ型和不同规范计算了桥位处不同重现期的设计基本风速;同时考虑大桥所处喀拉塑克水库在蓄水或放空两种情况下地表类别的不同,推算出桥面处的设计基准风速,为进行大桥的风洞试验及颤振、抖振分析和结构分析时风荷载计算提供准确依据.

一种新型激光雷达测风浮标设计及海试应用

精确获取剖面风数据对海上风电场规划选址、风能资源评估等至关重要。针对测风塔建设成本高、拆卸移动困难,而传统浮标电源供给较小、摇晃角度大等缺点,设计一种新型激光雷达浮标,实现了对目标海域的风资源剖面数据的观测、解算与自存储。在南海海域进行海试应用,并对观测的剖面风数据和传统大型海洋资料浮标风数据进行同步比测分析。结果表明,激光雷达测风浮标的测量结果与大型浮标测风数据吻合较好,风速R2相关系数达到0.975,风向R2相关系数达到0.932。该研究成果可为激光雷达测风浮标在海上风电开发和开展风场变化的科学研究等提供参考。