巴基斯坦瓜达尔港风能资源的 历史变化趋势及预测

利用欧洲中期天气预报中心的ERA-Interim海表10 m风场资料,计算巴基斯坦瓜达尔港的风能资源近36年(1979—2014年)期间的历史变化趋势,并利用线性回归和BP神经网络两种方法,对该港的风能资源进行长期年度预测,得到以下结果。1)瓜达尔港夏季的风能资源比冬季丰富,且夏季的稳定性明显好于冬季。2)近36年期间,风能密度、有效风速频率和100 W/m~2以上能级频率分别以-0.78 W/(m~2·a),-0.21%/a和-0.22%/a的速度逐年显著递减,且该趋势主要体现在夏季,冬季无显著变化趋势;风能资源的稳定性(变异系数、月变化指数和季节变化指数)无显著变化趋势。3)从预测值来看,瓜达尔港的风能资源在2015年与多年平均状态持平,2016年则趋于更丰富;2015—2016年,风能资源的稳定性比多年平均状态略差。研究结果可以为"21世纪海上丝绸之路"建设以及中国海域的岛礁和港口建设提供依据和参考。     

江苏环港风电场风能资源特征分析

利用江苏环港风电场一座测风塔2010年12月至2011年11月的逐10 min实时观测数据, 对该地区风能资源特征进行综合分析, 得到该站点10, 50, 70和80 m高度的年平均风速为4.0~6.1 m/s, 年平均风功率密度为80.4~238.4 W/m2, 年有效风功率密度为116.5~262.5 W/m2, 年有效风速小时数为5777~7845 h, 年有效风能密度为679.3~2041.5 (kW?h)/m2。全年主导风向为NNE, N和NE, 三者之和接近全年风向的三成, 主导风向的风能密度接近全年的五成, 风速主要集中在3~8 m/s, 约占全年的80%。 总体来看, 该地区风能资源丰 富, 特别是已建设风机的轮毂高度年有效风功率密度达到250 W/m2以上, 有效风速小时数接近全年的90%, 具有很高的开发利用价值。     

乌拉特中旗风能资源特征及开发潜力分析

利用乌拉特中旗地区1980—2010年各月及年平均风向、风速资料和2008年1月1日~2009年12月31日地面自动气象站24 h10 min风速观测资料,用统计学方法分析得出乌拉特中旗地区年平均有效风能时数为:3 373 h,年平均有效风功率密度为:66.2 W/m~2,年平均有效风能为:7 037.55 k W·h。     

普陀区风能分析

利用沈家门30年风速资料及近几年建设的8个自动气象站风速资料,对普陀区的风能资源特征量进行计算分析.结果表明,普陀区属于风能资源丰富区,具有很高的开发价值.年平均风速3.9～6.7 m/s,风速分布自西向东逐渐增大.风速≥3 m/s的年有效风速时为5 568～7 708 h,风速≥6 m/s的年有效风速时为2 206～4 699 h.平均风能密度最大值达298.5W/m2,最小值为130.4 W/m2.风能随高度而明显增加,而50～70 m这层厚度上风能变化不大.并分析了4个最佳风能区风速和风向频率,可以极大提高风能的利用率.     

南海-印度洋风、浪、海温等海洋水文要素统计分析

本文利用来自NASA的CCMP风场资料、来自ECMWF(欧洲中期天气预报中心)的ERA-40海浪资料、来自NOAA的SST资料,对南海-印度洋海域的风、浪、海温等海洋水文要素的季节特征进行了深入统计分析,为防灾减灾、海洋水文保障等提供参考。研究发现:(1)该海域海表风速的最强区域是南印度洋西风带,年平均风速在8-11m/s,北印度洋存在三个大值区:索马里附近海域、孟加拉湾、南海,海浪场分布特征与风场分布特征一致。(2)南印度洋6级以上大风出现频率整体高于北印度洋;北印度洋存在3个6级以上大风的相对高频海域:索马里附近海域、孟加拉湾、南海。2.5m以上波高出现的频率与6级以上大风出现频率的分布特征大体一致。(3)该海域的SST表现出较大的季节性差异。     

石家庄市秋冬季大气环流型下的气象和PM2.5污染特征

根据石家庄市2013—2018年秋冬季(当年11—12月和次年1—2月)11种大气环流型天气条件下的地面和垂直气象特征, 归纳出5类大气环流条件, 并结合气团传输轨迹和PM_2.5浓度监测数据, 探讨大气环流条件与石家庄PM_2.5污染的关系。在5类大气环流条件中, 第I类(NW型和N型, 天数占16%)的扩散条件最好, 以西风和西北风为主, 风向比较稳定, 风速大, 边界层高度高; 第II类(NE型, 天数占9%)和第III类(E型和SE型, 天数占12%)的扩散条件次好, 近地面风向分别以北风和东北风为主, 风速较大, 前者边界层高度中等, 后者边界层高度低; 第IV类(A型, 天数占37%)的扩散条件较差, 近地面风速较低, 同时边界层高度低; 第V类(UM型、C型、S型、SW型和W型, 天数占26%)的扩散条件最差, 近地面风速很小, 风向变化大, 边界层高度低, 低层大气逆温明显。不同大气环流条件下气团的传输路径存在差异, 对石家庄地区PM_2.5污染产生潜在影响的区域随之不同。石家庄市秋冬季的PM_2.5污染与不同环流型的扩散条件密切关联, 第V类大气环流条件下最易发生PM_2.5污染, 污染发生频率在78%~96%之间, 重度及以上级别污染发生频率均在55%以上; 第IV类大气环流条件下的污染状况变化相对缓慢, 但连续的第IV类大气环流天气多带来PM_2.5污染持续累积; 第I类大气环流条件下发生污染的频率最低。     

基于Sentinel-1合成孔径雷达卫星影像的福建沿海区域风能资源分析

海面风场风能资源分析对海上风电场的建设开发具有重要意义.近年来随着遥感技术的发展,星载合成孔径雷达(SAR)为海面风能的分析与评估提供了新手段.基于2015—2019年福建沿海区域的122景Sentinel-1 SAR影像,采用快速傅里叶变换风向反演方法及地球物理模式函数CMOD5.N风速反演方法对福建沿海区域进行SAR风场反演,并从风能有效性、稳定性及时空分布特征方面分析福建近海风能资源.主要结果显示:风速数值范围较大的秋、冬季有效风能占比较高,可达70%以上;福建沿海区域多年平均风能稳定性较好,春、秋、冬季风能稳定性较好,而夏季风能稳定性较差;福建沿海风能的空间分布主要为东北—西南走向逐渐递减类型,在台湾海峡中部区域出现风能最大值.     

四平市风能资源评价及开发利用研究

为研究四平市风能资源情况,利用该市近十年风速风向资料,详细计算和分析各风能资源参数,对四平市风能资源进行评价,并结合四平市风力发电现状,提出本市风能资源利用出现的问题,结果表明:四平市主导风向是SSW,年有效风能密度76.8 w/m2、年有效时数2939 h.由此可见,四平市属于风能可利用区,具有一定开发利用价值,其主要利用形式是风力发电.     

上甸子区域大气本底站酸雨变化特征

利用1992—2018年上甸子区域大气本底站酸雨观测资料,基于统计分析方法研究该站酸雨月、季、年变化特征,研究酸雨与气象因素的关系。结果表明:20世纪90年代酸雨污染呈现改善趋势,21世纪初酸雨恶化,2010年后酸雨又呈现改善趋势;历年平均降水pH值、酸雨频率、平均降水K值均在2009年发生突变。酸雨月、季节变化明显,8月平均降水pH值最低,酸雨频率最高,处于酸雨频发期;7月平均降水K值最小,3月最大;各季平均降水pH值变化规律均为:秋季夏季冬季春季;各季酸雨频率秋季最高,平均降水K值为冬季最大。小雨量级平均降水pH值最小、K值最大,大雨量级出现酸雨频率最高;日平均风速小于1.5 m/s的降水过程中酸雨出现频率最高,日平均风速1.6 m/s～3.3 m/s的降水过程中出现酸雨的次数最多,随着风速的增大酸雨出现频率降低;酸雨主要出现在NE、SW(或偏NE、SW)的风向中;平均降水pH值与当日平均风速、降水量显著相关。     

基于国家站和平原风电场的风能参数变化分析——以河南省商丘市为例

为了科学准确的应用风能资源,以河南省商丘市为例,基于商丘市8个国家气象站1961—2021年气象资料和民权风电场2018—2020年10～150 m的8个高度层实测数据等资料,利用气候趋势分析、相关分析和风能资源评估等方法,研究商丘市近61年气象要素变化特征以及风能参数变化分析.结果表明：商丘市年平均风速2.4 m/s,季平均风速春季>冬季>夏季>秋季,月平均风速4月最大,9月最小,各站点年平均风速差异不大.商丘市年最多风向以北风和南东南风最多,春季和夏季以南东南风最多,秋季和冬季以北风和东北东风最多,四季均以西风最少,3—7月偏南风最多,8月到翌年2月偏北风最多.平均风速与各气象要素之间呈显著的相关性,民权站与风电场周边4个区域站的平均风速存在显著的正相关关系.民权风电场10～150 m高度平均风速范围1.59～5.51 m/s,平均风功率密度范围9.01～209.96 W/m²,各高度主风向及次风向基本一致,主导风向分布集中.     

偏二甲肼池火灾热动力学特性数值模拟

为探究偏二甲肼池火灾热动力学特性,对无风和有风环境下的偏二甲肼池火开展了系列数值模拟。讨论了无风时油池尺寸(1m~9m)对火焰结构、轴向及横向温度分布和辐射热流密度等热动力学特性的影响,有风时偏二甲肼池火热动力学特性随环境风速(1m/s~4m/s)变化的规律。结果表明：无风环境下,随油池边长增大,偏二甲肼池火火焰高度由2.67m增大至13.22m,火焰最高温度从1006.23℃逐渐增大到1160.92℃,横向辐射热流密度随距离增大而减小;有风环境下,风速从0 m/s增大至4 m/s的过程中,池火火焰高度减小,火焰倾角从0°逐渐增大到82.3°,轴向温度分布规律在风速达到1.5 m/s后变为单调下降,下风侧温度及辐射热流密度由于火焰倾斜显著增加;拟合得到可准确预测无/有风环境下火焰高度、火焰倾角及横向辐射热流密度的工程关联式,偏差均在15% 以内。     

塔里木盆地南缘风动力环境研究

风动力是沙尘天气发生并产生大量沙尘气溶胶的最重要因素之一,是评估某个区域风沙活动强度和沙尘气溶胶潜在释放能力的依据。文章以和田地区为研究区,利用和田市、皮山县、墨玉县、洛浦县、策勒县、于田县及民丰县气象台站观测的1991-2011年的小时风速风向资料,计算了研究区各观测站点的风动力,并分析了其时空变化特征。初步结论如下:(1)研究区年平均风速小于2.0m/s,呈现东西两侧大,中间小的空间分布特征;风速月变化呈现单峰分布态势,风速的高值出现在5-8月份;研究区起沙风风向主要集中在偏W方向,其中以SSW、SW、WSW、W、WNW、NW六个方位为主,合计占到全部起沙风风向的89.9%。(2)研究区输沙势高值中心东侧的民丰县,年均输沙势达173.1VU,合成输沙势为153.2VU,最小值出现在洛浦站,年均输沙势仅有3.2VU,合成输沙势为2.2VU;研究区各站月平均输沙势的高值区也集中在5-8月;输沙势的年际变化呈现较大的波动性,2001年达到最高值,为102.8VU;研究区合成输沙方向主要集中在ENE方向。     

海西中部沿海风能资源应用探讨

目前风能利用日益得到重视,本文通过具有海西中部代表性的崇武气候基准站气象观测资料进行计算该地区的风能指标,结果显示:海西中部沿海主导风向为NNE,其次为NE;历年风速呈逐年下降趋势,53年平均风速为6.14m/s,2008年已下降至4.4m/s。从风能的风速指标来看,≥3m/s和≥6m/s的风速分别为7000小时和3000小时以上,属于风能丰富区,而从年平均风速和有效风能密度来看,该地区属于风能可利用区。海西中部沿海地区由于气候变化,风能资源由丰富区逐渐下降为可利用区,但仍适宜开发风力发电。     

莆田平原沿海地区臭氧污染与气象条件分析

为研究莆田地区空气污染与气象条件的关系,通过分析2016—2018年莆田地区首要污染物臭氧浓度的日变化、年变化以及臭氧浓度和气温、湿度、风速(2分钟平均)、风向(2分钟平均)之间的相关性、臭氧浓度超标时次的气象条件。分析结果表明,臭氧浓度日变化,峰值出现在14时,为99±44μɡ/m~3至108±47μɡ/m~3,谷值出现在07-08时,为41±28μɡ/m~3至51±32μɡ/m~3;月变化的最高值出现在10月,为83±37μɡ/m~3至95±37μɡ/m~3,而月变化的最低值除秀屿区政府站为7月外,其余均出现在1月;日最大8小时滑动平均浓度值与超标天数在4月均为最大;三年逐小时数据进行相关性分析发现,湿度有较好的指示意义,呈负相关,相关系数-0.61,其余气象条件和臭氧浓度的相关性并不明显,相关系数均小于0.4;有利于臭氧超标的地面气象条件为:温度25～37℃,湿度50%～70%,风速(2分钟平均)1～4m/s,风向E至S顺时针区间。     

平鲁县风能资源状况分析

通过对平鲁区近30年风观测资料的综合分析,发现平鲁区多年年平均的风速日变化范围在2.5m/s～5m/s之间,风速的日变化主要随太阳辐射的变化而变化,风速的大小受太阳辐射、下垫面和地形影响较大。指出平鲁区每年4月份的风速最大,3月份风速次大,全年风速最大的季节在春季,冬季次之,夏季风速最小;全年的风能主要是由西北偏西风和西风提供,这两个风向的风能占到总风能的72%;多年的年平均风速没有明显的增大或减少趋势。     

侯马市酸雨变化特征及气象条件关系分析

通过对侯马市2007—2009年酸雨资料的研究,得出以下结论：侯马市酸雨发生频率在50.00%～75.86%之间,12月酸雨频率最高,为100%,3月、9月、10月酸雨频率也较高,达到80%左右;侯马市四季的酸雨强度均为强酸雨程度,而酸雨频率是秋季最高,为76.09%;侯马市在大雨天气时,酸雨出现的几率较高,风速在3.4m/s～5.4m/s时酸雨频率最高,达到73.68%;侯马市在NNE风向下的酸雨频率最高,为15.96%,N风向下的酸雨频率也较高,为13.83%。     

基于数学期望的风向和风速对农田防护林网防风效能的影响

为研究农田防护林网在全年的时间尺度上对不同方向有害风的综合防护效能,在野外实地观测不同风向(与主林带夹角分别为90.0°,67.5°,45.0°,22.5°和0°)和风速(5.2和7.3m/s)条件下的林网内防风效能,根据各风向有害风发生频率计算数学期望值,利用克里金(Kriging)插值法进行模拟,并用地统计学的方法分析防护林网的空间自相关性.结果表明:防护林对不同风向的风均有较强的防护作用,随着风向与主林带夹角的减小,平均风速呈现出增大的趋势,防风效能分别达到69.5%,66.2%,60.4%,59.8%和50.1%;不同风速条件下防风效能均达到50%以上,低风速和高风速时平均有效防护面积分别为90.1%和44.0%;不同风速条件下林网内空间变异系数分别与指数模型和高斯模型相拟合,林带内风速块金值较低,变程较大,具有强烈的空间自相关性和样本区间的合理性.     

天津区域霾过程统计特征及环流分型研究

利用1998—2017年NCEP逐日再分析资料和天津9个区的地面气象资料,运用Lamb-Jenkinson客观分型方法和统计方法,分析天津区域霾发生规律和大气环流场特征。结果表明,天津4种标准的区域性霾日数均先增加后减小,其月分布具有双峰型特征,峰值分别出现在冬季及夏季。在天津区域霾日下9种环流型出现频率较高,其中ANE型发生区域性轻微霾的频率最高,C型发生区域性轻度霾的频率最高,各环流类型发生区域性中度霾的频率相当,A型、C型、W型和SW型环流出现区域性重度霾日概率较高。A型、W型和SW型500 hPa环流均为平直气流,A型天津地区地面受大陆高压控制,W型则位于低压底部受偏西风影响,SW型位于低压前部受西南风影响,而C型500 hPa环流存在浅薄的一脊一槽,地面受弱低压影响,风力均较弱,均易形成严重污染。     

西江大桥桥位处实测良态风非平稳特性

以南广(南宁—广州)铁路西江大桥风环境监测子系统实测风场数据为研究对象,选择2次强良态风样本,运用经验模态分解法(EMD)和小波分析对强风样本进行非平稳分析,建立基于EMD分解和小波分析的非平稳风速模型,并将其与传统平稳风速模型计算结果对比分析。研究研究表明:西江大桥桥位处良态风非平稳特征明显;采用平稳风模型计算的紊流强度、阵风因子、积分尺度均比相应非平稳风模型计算的大;对于脉动风概率密度分布,非平稳风速模型比平稳模型更符合正态分布假定;2种风速模型计算的顺风向功率谱密度在低频段吻合较好,而在高频段非平稳风模型功率谱密度计算结果小于平稳风模型计算结果;Karman谱在高频段与2种计算模型功率谱密度结果较吻合,但在低频段存在较大差异。     

全国低风速气象特征分析

利用1985-2014年NCDC数据库345个地面站的气象资料, 统计全国低风速条件的日变化、月际变化、年际变化和持续性等基本特征, 分析低风速频率空间分布的规律和季节变化。选取哈尔滨、乌鲁木齐、北京和成都4 个代表城市, 分析不同地区低风速条件的特征和年际变化情况。结果表明: 1) 30年间, 全国低风速频率约为40%, 其中哈尔滨低至25%, 成都高达60%; 2) 低风速出现频率表现为夜间高、白天低的特征; 3) 全国从9月至次年1月, 低风速状况出现频繁, 之后不断减少, 春季4月达到最低, 哈尔滨秋季的低风速频率最高, 其他3 个代表城市皆是秋冬季的低风速频率最高; 4) 全国持续3个小时(及以上)的低风速状况出现概率为36%, 其中成都地区的低风速持续性高, 持续12小时(及以上)的概率达到20%; 5) 全国低风速频率的总体空间分布是南方高北方低, 内陆高沿海低, 分布的范围和频率随季节变化; 6) 哈尔滨的低风速频率有明显增加趋势, 其他3个代表城市的长期变化趋势不明显。