北黄海海域大气湍流强度特征及风速标准差相似性分析

根据国家海洋局＂908＂专项北黄海海区海洋气象观测资料,计算了2007-2008年间该海区4个不同季节的大气湍流强度并与其他海区及陆地下垫面大气湍流值相比较。北黄海海区大气湍流强度量级为10-2,比陆地下垫面大气湍流强度低一个量级。由于海洋的特殊性质,对秋季大气湍流强度日变化的分析发现,在大气湍流强度的影响因素中,海洋的热力作用相对较大。对水平方向风速标准差是否满足Monin-Obukhov相似关系进行了探讨,数据显示,在不稳定层结下冬季水平方向无量纲风速标准差与Z/L的关系,基本满足1/3次方律。秋冬在不稳定层结下垂直方向风速标准差满足Monin-Obukhov相似理论。

稳定、中性条件风速标准差对烟幕扩散的影响

为了更好发挥发烟装备的使用效果,需要研究风速标准差对烟幕扩散的影响规律。通过分析现场观测数据,研究了稳定、中性层结条件下3个方向风速分量标准差与稳定度分类判据SR数及平均风速之间的关系,运用高斯烟羽模式结合实测平均风速和风速标准差计算了烟幕在大气中的扩散效果,分析了平均风速和风速标准差对烟幕有效遮蔽区域长度、高度、面积的影响规律。结果表明,烟幕有效遮蔽区域长度和高度的主导因素分别为垂直方向风速标准差和平均风速;相同的稳定度类别和近似的平均风速条件下,风速分量标准差可能存在较大差别,导致烟幕有效遮蔽区域的长度和面积可能存在量级上的变化。因此,在发烟装备评价和使用过程中,观测并参考风速标准差是很有必要的。

风廓线雷达测风精度评估

采用风廓线雷达5波束探测模式的数据对测风精度进行评估分析,用垂直波束和其中两个相邻倾斜波束的探测数据构成一对计算因子,通过对同一距离高度上的4对计算因子进行误差分析,评估风廓线雷达的测风精度,得到水平风在垂直指向连续高度上的精度。对北京延庆CFL-08风廓线雷达2010年3.6,9,12月4个典型代表月份逐日连续探测资料进行了处理分析,结果表明:该雷达满足风速误差不大于1.5 m·s^(-1)、风向误差不大于10°探测精度要求的最大探测高度6月、9月为8 km,3月、12月为6 km,基本符合该雷达探测高度的设计要求。信噪比、大气风场的不均匀性是影响雷达测风精度的主要因素:信噪比影响了高空的测风精度,-15 dB可以作为判断雷达测风可信数据最大探测高度的阈值;晴空大气出现的风场不均匀性对风廓线雷达的测风精度影响不大,降水出现时环境风场不均匀性造成水平风向、风速的测量误差较大,不能满足测风精度要求,特别是对流性降水发生前的1～2 h,水平风向、风速的方差增长迅速,可以作为强降水出现的预警指标。

河西地区两种计算粗糙度方法的差异性

利用河西地区18个风塔观测资料,采用两种计算粗糙度方法(风向、风速标准差法),计算了风塔处所代表的下垫面粗糙度,并对两种方法的计算结果用多种统计方法进行了对比分析.结果表明:两种方法计算的粗糙度之间存在着显著差异,且随着下垫面非均一程度增加差异也越来越显著.从整体上看风向标准差法在河西地区计算下垫面粗糙度,具有更好的稳定性和适用性;风速标准差法则对主导风向和风速较为敏感,因而适用性较差.

沿海近地层湍流特征分析

通过对杭州湾南北两侧共四个观测点近地层湍流特征分析发现:①湍流强度随风速增大而减小。低风速时,几乎与风速呈反比,高风速时基本保持为常数。可描述为:U≤U_0时,I_k=mk/U;U>U_0时,I_k=n_K。其中n_k=a_k/ln(z/z_0),mk=a_kU_0/ln(z/z_0)。a_x=1.0,ay=0.8,a_z=0.5。海岸附近,U_0=4m/s,深入内陆1.5千米以后,U_0=3m/s。②u_*/U=k/ψ(z/L)的 Businger 模式在海岸附近与观测结果吻合很好,在内陆,-1.0≤z/L≤0.3时二者吻合较好,在此范围以外,偏离较大。③不稳定条件下,水平风速标准差可用(?)描述,垂直风速标准差可用(?)描述。稳定条件下,可用(?)(?)描述。此外,稳定条件下,有σ_w/σ_u=0.48,σ_w/σ_v=0.59;不稳定条件下有σ_w/σ_u=0.53,σ_w/σ_v=O.67。

风能资源观测系统

全球性的能源危机和气候变化,驱动了风力发电在世界范围内迅速发展,探明风能资源是大规模发展风电的关键。本文介绍了一种用于风能资源观测的系统,其主要特点是可靠、稳定、经济。测量的要素包括风、温度、湿度、气压、三维超声风等。测量数据除了存储在本地大容量的CF卡中,还可以通过GPRS实时远程传输。整个系统采用太阳能供电,功耗很低,被广泛地应用于全国风能资源调查项目,并已在全国几十个省市安装使用。