近10年阳江市地面风场特征及风能资源初探

利用2004年12月31日21:00—2014年12月31日20:00阳江地区2个观测站逐小时观测资料,分析阳江地区地面风场特征。结果表明,阳江站年平均风速为4.0 m/s,有效风速出现的频率为68.1%;阳春站年平均风速为2.0 m/s,有效风速出现的频率为20.2%;阳江夏季盛行的风是S风和SSW风,其他3个季节盛行的风是NE风和NNE风。通过对阳江地区风能初步评估发现阳江南部是风能丰富地区,北部是风能贫乏地区,可以利用阳江山地地形来建立风电站。     

第24届冬奥会海坨山赛区近两年冬季地面风场特征

基于北京市海坨山赛区4个自动气象站2014、2015年冬半年地面风场资料,分析第24届冬奥会海坨山赛区冬季地面风场分布特征。结果表明:(1)各站冬季地面风场具有明显的风向取向以及风速值分布区间特征,其中海拔较高的A1492站风向呈明显的西西南至西北4个方位取向,10.0 m·s~(-1)以上风速的发生频率约为49.1%,月平均风速均10.0 m·s~(-1);(2)各站月平均风速最大值均出现在1月,A1489、A1490和A1491站风速最小值均出现在11月,A1492站最小值出现在3月;(3)各站日逐小时平均风速呈典型的日变化特征,08:00—16:00风速逐渐增大、16:00—18:00缓慢减小。     

探测环境变化对密云气象站地面风观测的影响

文章利用密云站、上甸子站1994-2013年的地面风观测资料,以上甸子站作为参考站,对比分析了密云站第二阶段与第一阶段风观测值的差异。结果表明:第二阶段风速平均值较第一阶段减小了0.5 m·s~(-1);2013年年平均风速受台站周围环境影响最大;观测场周围障碍物对不同季节、月平均风速影响程度为:春季最大,夏季最小;3月最大,8月最小;观测场周围环境对西南偏西风风速影响最大,对1~2 m·s~(-1)风速频率影响最大。第二阶段静风频率增加了5.5%;各季静风频率均有增加,冬季最大,春季最小,秋季大于夏季。     

包头市达茂旗风区风场特征分析

利用包头市达茂旗气象站1971-2009年38a的日逐小时风向、风速的地面观测资料,对达茂旗风区地面风的平均日变化、月变化、季变化、年变化等进行分析,结果表明:从1971-2009年的年平均风速总体呈现减小的趋势;全年较大风主要出现在春季,4月份平均风速最大;从小时平均值变化曲线看出,00-13时风速逐渐增大,到13时风速达到最大后逐步减小;此外,利用位于该风区内70m测风塔小时数据分析了风速垂直变化曲线,并根据风机发电对风速的要求,分析了有效风速百分比的日变化曲线.     

吉林地面和高空风速变化特征及成因分析

利用1975-2012年吉林50个地面气象站观测资料和3个探空站测风资料,对地面和0.5~40km高空风速的时空变化特征进行了分析,并分析了高、低空风速变化的原因。结果表明:吉林地面(10 m)年和四季平均风速均呈现中西部和东部近海区较大、东南部地区较小的空间分布特征;近38年吉林地面年平均风速平均每10年减少0.21 m·s~(-1),高于全国平均和大部分区域平均,大风区或大风季节的风速减小幅度最大;在1975-2012年期间,吉林高空风速随高度增加呈先减小后增大的变化趋势,对流层和平流层下层的夏季平均风速趋于减小,冬季平均风速趋于增加,而且冬季风速增加对年平均风速增加的贡献最大。大气环流系统对吉林地面和高空风速均有影响,城市化的发展、观测环境的改变减小了地面风速。     

台站观测环境改变对我国近地面风速观测资料序列的影响

利用中国大陆地区460个气象台站1971-2002年10m高度平均风速资料和2007年台站观测环境综合调查资料,根据环境评分分数、障碍物视宽角等影响地面观测风速的台站环境数据,将气象台站分为五类,分别对平均风速观测记录进行了比较分析。结果表明,全国范围内绝大多数未迁移台站近地面平均风速呈明显的减小趋势,冬季平均风速相对减小的趋势最大、秋季最小;在影响风速观测资料序列的台站观测环境因素中,观测场周围障碍物视宽角最为重要,随着周围障碍物视宽角的增大,风速相对减小的趋势也变得更明显;台站周围障碍物视宽角对年和季平均风速减小趋势的贡献最大,约为三分之一。因此,观测环境变化对地面风速资料序列的影响是不可忽视的重要因素。     

气溶胶对中国中纬度夏季低层风速的影响

利用中国中纬度133个气象站夏季14:00(北京时)气候观测资料和2002-2018年MODIS夏季气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)资料,把气候资料按气溶胶变化的转折年分为两个时间序列(建站至2011年,建站至2018年),通过对两个时间序列各站夏季风速、温度、海平面气压年变率和AOD的分布对比分析,研究了气溶胶对低层风速变化的影响。结果表明:(1)青藏高原(下称高原)地区夏季AOD较小,秦巴山区和平原地区AOD较大,2002-2011年AOD呈逐年增大趋势,而2002-2018年变为减小趋势,反映出我国2012年后环境治理成效。(2)2011年以前,高原和秦巴山区西部夏季以增温为主,而秦巴山区东部和内陆平原以降温为主,114°E附近降温最明显;与建站至2018年时间序列对比,在AOD减小的同时,降温和增压幅度都有所减小,反映出温度和气压变化对气溶胶的响应关系。(3)夏季风速普遍呈减小趋势,内陆平原减小幅度最大,年变率为-0.06～-0.02 m·s~(-1)。结合气溶胶分析发现,风速年变率与AOD分布呈反位相关系。通过两个时间序列的对比,随AOD均值下降,对应风速减小程度有所缓解,反映了风速对气溶胶变化的敏感性。     

2020年CLDAS风场数据在辽宁省的适用性分析

选用2020年辽宁省286个气象站点地面10 m风场数据与中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)10 m风场数据,统计逐小时CLDAS网格插值到站点的风速数据与站点观测风速数据的相关系数(COR)、平均偏差(ME)、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE),进行CLDAS风场数据在辽宁省的适用性分析和评估。结果表明：CLDAS风场格点数据分辨率1 km较5 km更接近站点观测数据,邻近点插值法较双线性插值法偏差更小。辽宁省286个站点中,逐小时CLDAS风场数据与观测数据相关系数低于0.95的站数仅占总站数的1.7%。辽宁沿海低海拔地区和北部地区较其他内陆地区的CLDAS风速与站点风速偏差大。CLDAS风速与观测风速误差的平均值为负,其中,秋季平均偏差最小,夏季、冬两季次之,春季偏差最大;夜间夏季、秋季日变化偏差最小,冬季次之,春季最大;白天冬季偏差最小,夏季、秋季次之,春季最大。辽宁省3次大风个例分析均表明,CLDAS风场数据有较好的适用性。     

气象站自动与人工风观测数据对比分析

通过分析2006-2007年德州市自动站与人工站风观测资料,发现人工站观测的十分钟日平均风速(风速＞2.0m/s)、最大风速、极大风速比自动站偏大,并且随风速增大偏大越显著.当台站被局地环流控制,风速较小时,自动与人工观测的风向相符百分率较低.     

建站至2016年四川气象台站元数据变动特征分析

利用四川现有156个国家级气象台站历史沿革数据,统计分析了沿革内容05～11项(台站位置、观测仪器、观测要素、周围障碍物、观测时制、观测时间、守班情况)变动情况。结果表明:从建站到2016年,四川气象台站05～11项变动总次数为42588次,平均每站变动273次,其中观测要素和仪器占变动总数的88%。观测仪器变动主要发生在1953、1960、1980、2003、2013、2015年,各观测仪器变化趋势接近,风速风向仪器变动最为频繁。四川省共有132个台站发生过迁站,迁移总数264次,占站点总数的85%,建站初期迁移台站较多,迁移距离一般较近,而2010年后迁移次数呈上升趋势,距离相对较远。      

中国国家级气象台站小时降水数据集研制

通过收集、整理中国历史上各类逐小时降水数据源,建立了中国国家级地面气象台站逐小时降水数据集。质量评估结果显示,绝大部分台站实有率在90%以上,中国东部沿海和贵州、湖南等省份数据实有率偏低。各台站数据正确率普遍较高,正确率低于98%的台站数占总站数的0.7%,正确率在98%~99%区间的台站占总站数的1.8%,其余97.5%的站数据正确率都高于99%。逐小时降水量的日合计量和人工观测日降水量差值在1 mm以内的占92.1%,在0.5~5 mm间的占16.37%,超过5 mm的不到9‰。     

惠来县海陆风环流地面气候特征分析

利用惠来国家基本站连续5年地面风观测资料,对惠来县海陆风环流的季节分布、持续时间、风速风向等地面气候特征进行分析,结果表明:该地区四季都有海陆风环流出现,夏季出现频率最高,海风平均持续时间为9.6 h;海风年均风速明显大于陆风,海风发展最强盛时刻出现在15:00前后;秋、冬两季陆风以顺时针方向向海风转变,春、夏季则反之。     

河北地区边界层内不同高度风速变化特征

为了研究城市化进程对风速变化的影响,利用1971-2006年河北省境内邢台、张家口和乐亭3个探空站高空风观测资料和对应地面站风观测资料,统计分析了边界层内距地面10m、300m、600m、900m 4个高度的长期风速变化特征,比较了不同高度风速变化趋势的异同.分析结果表明:3站年和季节平均风速随着距地面高度的增加而变大,但最大的风速垂直递增率出现在从10m到300m之间;各站各高度层月平均风速具有明显的季节变化特征,春季风速最大,夏季较小;在近36年里,3站平均的地面(10m高)年和季节平均风速变化存在显著的减少趋势,300m以上各高度层平均风速一般也降低,但远没有地面明显;不同高度平均风速变化趋势的差异可能主要是由城市化以及台站附近观测环境的改变引起的,这使得地面风速明显减弱;但地面以上各层平均风速同样存在一定减弱现象,说明背景大气环流的变化也是地面风速下降的原因之一.     

人工站与自动站风的自动观测资料差异分析

通过对侧风仪的构造及采集方法的差异分析,采用广西2004～2008年4个基准气候观测站人工站与自动站风的同步自动观测资料作对比分析,分析结果表明:人工站与自动站风的自动观测资料存在差异。短时风人工站与自动站差异比较大,平均风时间越长风速差异率就减少,风向相符率越大。风大时,人工站的观测数据比自动站大;10分钟平均风向风速人工站与自动站比较接近;极大风风速一致率及风向相符率比较低,说明瞬时风人工站与自动站差异最大。差异的原因主要是观测仪器制作材料不相同及观测方法不一致所造成。     

中国中部典型高山气象站风速的均一性检验及其变化特点

采用二相回归方法并结合台站历史沿革信息,在对中国中部典型高山站南岳和庐山1960-2017年平均风速资料进行均一性检验和订正的基础上,分析其变化特征及其与周边低海拔台站的差异,并利用NCEP/NCAR再分析风速资料对其差异进行验证。结果表明：南岳站平均风速序列存在一个由测风仪器变更而导致的非均一点,而庐山站不存在非均一点;南岳和庐山年及四季平均风速均显著高于周边台站,且高山站以春季和夏季风速最大,而低海拔台站各季节风速差异较小;近58 a高山站及周边低海拔台站的年及四季平均风速均呈显著的减小趋势,但高山站的减小速率显著高于低海拔台站;同区域NCEP/NCAR的1000 hPa和850 hPa平均风速变化的差异与高山站和低海拔台站的差异基本一致,说明中低空和地面风速的这种差异在中国中部地区具有一定的普遍性。     

河北城市化和观测环境改变对地面风速观测资料序列的影响

选用河北省143个气象台站1975-2004年10 m高年平均风速资料,以及1990年和2000年人口普查资料,根据人口增长、台站迁移、仪器高度变化、台站微观环境变化等影响地面风速变化的台站历史信息,把所有气象台站分为4类,并分别对其进行比较分析.结果表明:河北省绝大多数台站风速变化呈减小趋势;城市化进程、台站观测环境等因素均在不同程度上对地面平均风速变化趋势产生了影响,其中台站所在城镇城市化程度是风速减小趋势不可忽略的原因,其影响程度约在1/4左右;台站观测环境因素中观测场附近微观环境变化对风速减小趋势具有重要影响,超过了区域背景风速减小趋势.台站观测环境因素对风速资料序列均一性的影响也不容忽视,至少有1/3的平均风速序列非均一性断点是由观测环境变化产生的.     

2015年内蒙古地区高温天气统计分析

文章使用常规气象观测资料及内蒙古119个国家气象站逐小时自动观测数据,对2015年内蒙古出现的日最高气温≥35℃的高温天气进行了统计分析。分析发现:(1)全年有58个站出现≥35℃的高温天气,站点主要分布在西部及东部偏东南地区,只有11个站出现超过5d的高温;(2)高温天气出现时间早,但范围较广、时段集中的高温事件发生次数较少;(3)高温集中发生在7月份,日最高气温主要出现在15—17时;(4)高温发生时地面都对应减压,高空处于高压控制区,中低层处于暖区中,地面风速多在3m·s-1以上,高于日平均风速;(5)不同区域,不同时间出现高温的位势高度、温度指标值不同,西部比东部高,7月比4、5月高。     

全国自动气象站实时观测资料三级质量控制系统研制

迄今,中国气象局已在全国建立了55000余个地面自动气象站（含国家级自动站和区域自动站）。为了促进众多台站观测资料质量提高,在实时业务中保障用户用到基本正确有效的数据,2009年底中国气象局启动了“全国自动站实时资料质量控制与综合评估系统建设”工程,旨在研制一套基本适用于全国自动站实时观测数据的质量控制技术方法,建立台站、省级、国家级资料部门的地面自动站实时资料三级质量控制与反馈业务系统。在探究自动站错误数据表现形式的基础上,研制了自动站实时观测数据质量控制技术;从业务分工与应用角度,设计建立了台站负责质量监控、省级负责质量控制和国家级主要负责质量评估的自动站实时资料三级质量控制系统。该系统已在2400多个国家级气象台站、31个省级和国家级资料部门安装部署与业务应用。通过系统建设与应用,实时上传的自动站数据质量得到明显改善。主汛期全国自动站逐小时气温、降水数据可用率分别从2009年的88%、83%提升到2012、2013年的98%左右。     

川藏地区及川藏铁路沿线风场特征分析

雷暴大风是影响铁路建设和交通运营安全的主要气象灾害之一,而川藏铁路作为连接四川省和西藏自治区的干线铁路,其沿线地理形势复杂,气候特征多样,被称为“最难建的铁路”,本文旨在定量分析川藏地区和川藏铁路的风场变化特征,以为川藏铁路建设和铁路列车运行、防灾减灾以及实时动态监测预警和风险评估提供科学依据。文章采用2004—2020年地面气象站观测风场和2006—2020年极大风风速资料,结合2000—2020年近21年的NCEP FNL地面风场数据,对川藏地区和川藏铁路沿线拉萨、林芝、雅安、成都4个高铁站附近的风场时空分布特征和变化规律进行分析,研究表明：(1)川藏地区西部风力高于东部,高原内陆风力大于高原东南缘和四川省。11月至次年3月是高原内陆风速最大的月份,月平均风速在高原北部和南缘能够达到7 m/s以上,夏秋季风速较小。(2)选取川藏铁路沿线拉萨站、林芝站、雅安站和成都站4个站点风场进行分析,风速表现为高原西部向东部减小的趋势。(3)在研究时段内,2018—2020年川藏铁路沿线平均风速和极大风速均呈明显增加趋势,拉萨和林芝站的大风日数也有所增加,因此2018年以来川藏铁路沿线处于风速上...     

中国区域多种数值模式资料的地面气象要素评估

利用中国气象局国家级自动站(2421个站)的观测资料,分别对2010年7月1日至2013年6月30日的欧洲中期数值预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)和美国国家海洋大气局的全球预测系统(GFS)数值模式资料的地面气温、相对湿度和风速在中国区域的适用性进行了比较研究。结果表明,3种数值模式资料都能在一定程度上反映观测资料所具有的时间和空间分布特征,东部地区的适用性要高于西部地区。不同的地面气象要素,差异较大:对于地面气温和地面相对湿度,ECMWF比JMA和GFS更接近实际观测,ECMWF和JMA的分析场数据质量要好于预报场;ECMWF和JMA地面气温在冬季与观测差异最大,GFS地面气温在夏季与观测差异最大;3种数值模式资料的地面相对湿度在秋季和冬季与观测差异最大;对于地面风速,在江淮流域和华南等东部区域JMA与实际观测差异最小,在北部和西部区域ECMWF最好,JMA和GFS地面风速在冬季与实际观测差异最大。