2005—2020年新疆百里风区精细化逐时风速特征研究

精细化捕捉风速大小及其变化细节过程，是顺利开展风区大风监控预报预警气象服务的关键理论支撑。本文基于百里风区气象观测站的风速数据，对质量控制后的2分钟平均风速、大风日数、日最大风速、日极大风速资料进行计算，给出百里风区2005—2020年精细化逐时风速特征。结果表明：（1）随时间分辨率的提高，24次与4次定时观测值差异明显增大，且偏差随风力等级增高而增大；（2）百里风区风速变化规律与大气环流紧密相关，地形起到加强放大作用。在太阳辐射及地形地貌影响下，百里风区年平均风速8.3 m·s-1，年平均大风日数200.6天，地面风速持续较高；（3）一年中春夏季平均风速最大，且较大风速持续时间长；（4）一日中平均风速高峰时段与大风易发时段不完全重合，平均风速最大值出现在夜间4时前后，大风高发时段峰值集中在17—20时。     

新疆东部地区风速的年代际变化及其成因

用新疆东部5个气象站1960～2005年的大风、气温资料,结合国家气候中心下发的74项环流指数和NCEP／NCAR月平均再分析资料分析了新疆东部风速变化的特征。结果表明：①新疆东部地面风速分布特点是北部和南部戈壁地区大,巴里坤一伊吾盆地和哈密盆地小。不同地区风速的年内变化及分布特征基本相同;②1960—2005年年平均风速下降了0．94m·s^-1,减弱速率〉-0．2m·s^-1／10a。南部哈密市风速变化最大,变化速率达-0．46m·s^-1／10a,伊吾县的年平均风速变化最小,变化速率为-0．09m·s^-1／10a。哈密市夏季变化速率最大为-0．5m·s^-1／10a,46a下降了2．3m·s^-1,冬季最小,为-0．4m·s^-1／10a,下降了1．8m·s^-1;③全地区2．0—2．9m·s^-1级的风速出现频率最大,占22．04％,其次是1．0～1．9m·s^-1等级风速,出现频率占18．46％,3．0—3．9m·s^-1级风速出现频率为17．67％;④新疆东部风速变化主要和强冷空气、寒潮、沙尘暴等天气有关。20世纪80年代中期以后侵入新疆东部的强冷空气天气在次数和强度上明显减弱,这与大陆冷性高压和气旋活动趋弱有关,西风指数、极涡面积和强度及东亚大槽等环流因子与风速变化有着很好的相关性,也与城镇化或观测环境的变化等有关。     

如东沿海近地层风速及风能时空分布特征研究

利用如东东凌风塔2005年观测资料,研究了该区域近地层风速及风能时空分布特征。结果表明,如东沿海地区5月前后是大风值时段,12月前后为次大风值时段;日变化中,风速最大值出现在17时左右,且高层滞后低层约1小时;风速随高度按自然对数规律增大,10～25m高度随高度递增较明显,40～60m高度的风速主要集中在4～8m·s^-1;距地面10m高度年平均风功率密度约175W·m^-2,随高度呈现乘幂增加趋势,60m高度处达333W·m^-2,平均约270W·m^-2。     

陕西中部一次下击暴流的多普勒雷达回波特征

利用西安多普勒雷达产品资料对2006年6月25日发生在陕西中部的一次下击暴流天气进行初步分析，结果表明：强单体合并加强形成弓状回波并产生了33m·s^-1的大风天气；弓状回波反射率因子核心（60dBz）高度下降明显；垂直液态水含量高达70kg·m^-2；弓状回波中层辐合较强，多普勒风场中层辐合区特征比较明显。     

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。     

青藏高原纳木错气象要素变化特征

依据中国科学院纳木错综合观测研究站设立的自动气象站和气象塔观测（30°46．44′N，90°59．31′E，4730ma．s．l．）资料，初步分析了2005年7月14日至2006年7月13日一年的气温、气压、相对湿度、降水和风等气象要素的季节和日变化特征。结果表明：纳木错站年平均气温为0℃，最冷月为12月，最热月为7月；全年降水量为281．8mm，多集中在5—10月；年平均相对湿度为52．6％，雨季和干季分明，全年夜雨率为78．6％；年平均气压值为571、2hPa，9月最大，1月最小；年平均风速为4m·S^-1，1月风速最大为6．1m·S^-1，上午风弱、午后风强；全年大风日数为53天，1月大风日数占全年的36％；全年盛行风处在东南至西风（135°--270°）之间，夏季有明显的湖陆风。     

混合层厚度、风速和稳定度对地面SO2浓度分布影响的数值试验

利用Euler平流扩散方程和K模式闭合方案的数值解,讨论了混合层厚度、风速和稳定度3因子对银川市冬季地面SO₂浓度分布的影响。结果表明,在极不稳定层结(A级)下混合层厚度增加250m时能使地面SO₂浓度减少40%～75%,而在稳定层结下混合层厚度增加200m时仅减少20%的浓度;而当混合层厚度和风速分别增加250m和3.8m·s^-1、层结由稳定(F)变为极端不稳定(A),并且当混合层最大厚度和最大风速分别限制在650m和4m·s^-1时,老城西部地面浓度减少了90%,稀释效应最显着。     

自记风的一次特殊故障

20 0 3年 4月 9日 ,泾阳县气象站遇到一次特殊故障 :风杯转动正常 ,风向风速指示器正常 ,可记录器上风速异常。在观测中 ,瞬时最大风速约1 2 m/s,记录器上 1 0 min平均风速为 9m/s属正常 ,但记录器上 1 0 min平均风速达 1 7m/s,比瞬时风速还大 ,超过历史极值 ,判定仪器故障。将     

对基线观测若干问题的探讨

由于空气中不规则乱流及充气后的气球经纬和形状差异等的影响，小球测风中的气球固定升速实际上只是个概值，它与真值存在着一些差距。所以，在精度要求较高的大气环境影响评价和科学考察时，往往要用基线观测──两架设在一定距离上的高空经纬仪，用同时观测气球运动投影点的办法──来确定气球在各瞬时的高度和距离，以测定低层大气各高度上的风向风速和某一高度层次上物质聚散的运动轨迹。随着科学技术的进步和大气环境影响评价等工作的新进展，基线观测己被愈来愈多的部门所采用，但其操作方法尚不够规范统一。本人根据多年的实践和探索…     

DPM模型在塔克拉玛干沙漠地区的适用性研究

局限于仅有观测数据的情况下,利用模拟手段研究土壤风蚀引起的粉尘释放是非常必要的,有助于评估区域土壤风蚀及大气环境质量和气候效应。本文通过分析塔克拉玛干沙漠观测站不同高度层风速及计算平均摩阻风速,利用DPM模型计算粉尘释放通量,综合分析了摩阻风速与粉尘释放通量的相互关系。结果表明：1）不同观测日不同高度层的风速变化各不相同,2m高度层风速的变化范围是0.05～7.73 m·s-1,4m高度层风速的变化范围是0.09～7.19 m·s-1,10m高度层风速的变化范围是0.5～8.09 m·s-1。2）4月1日～4月30日各个观测日24小时内平均摩阻风速分别为0.423 m·s-1、0.344 m·s-1、0.271 m·s-1、0.343 m·s-1、0.161 m·s-1、0.315 m·s-1,其变化范围为0.16～0.42 m·s-1。3）DPM模型研究发现实测跃移通量约为模拟值的122%,模拟值与实测值相关性较好,R2为0.91。上述研究结果对定量评估区域乃至全疆的土壤风蚀对粉尘释放通量的影响具有重要意义。     

DPM模型在塔克拉玛干沙漠地区的适用性研究

局限于仅有观测数据的情况下,利用模拟手段研究土壤风蚀引起的粉尘释放是非常必要的,有助于评估区域土壤风蚀及大气环境质量和气候效应。本文通过分析塔克拉玛干沙漠观测站不同高度层风速及计算平均摩阻风速,利用DPM模型计算粉尘释放通量,综合分析了摩阻风速与粉尘释放通量的相互关系。结果表明：1）不同观测日不同高度层的风速变化各不相同,2m高度层风速的变化范围是0.05～7.73 m·s-1,4m高度层风速的变化范围是0.09～7.19 m·s-1,10m高度层风速的变化范围是0.5～8.09 m·s-1。2）4月1日～4月30日各个观测日24小时内平均摩阻风速分别为0.423 m·s-1、0.344 m·s-1、0.271 m·s-1、0.343 m·s-1、0.161 m·s-1、0.315 m·s-1,其变化范围为0.16～0.42 m·s-1。3）DPM模型研究发现实测跃移通量约为模拟值的122%,模拟值与实测值相关性较好,R2为0.91。上述研究结果对定量评估区域乃至全疆的土壤风蚀对粉尘释放通量的影响具有重要意义。     

自动与人工观测风速和风向的差异分析

利用四川7个基准气候站2005年自动与人工观测风速和风向资料,就自动与人工观测的风速和风向的差异、引起差异的原因进行了分析.结果表明:各风速项目均是自动观测值比人工观测值平均偏高,偏高值在0.06～0.46 m·s-1之间,在风速测量准确度的偏差范围内;2分钟风速、10分钟风速、日最大风速的自动与人工对比观测样本差值在...     

基于人工神经网络的沿海风速多步预测研究

基于气象历史观测资料，将长短期记忆网络LSTM方法和Transformer模型结合提出了混合短期风速多步预测模型BLSTM TRA。以山东半岛南部沿海6个台站为研究区域，通过气象台站观测数据构建数据集。经与2018年ECMWF模式6 h预报结果对比分析，得出如下结论：构建的BLSTM TRA多步预测模型可大幅度降低风速误差，BLSTM TRA的1 h单步预测结果和ECMWF预报模式结果对比，其RMSE平均降低了58.9%，MAE平均降低了63.2%；风速误差和大风统计过程分析发现，BLSTM TRA模型具有一定的抗干扰能力，可以抓住短时大风等敏感信息，对于大风预报结果明显优于ECWMF模式和传统LSTM模型。     

基于测风塔数据的最大风速与极大风速 关系研究

利用辽宁省风能资源专业观测网2009年6月至2010年5月26座测风塔10—70 m(部分塔为100 m)高度的逐10 min梯度风观测数据,采用线性相关分析的方法,研究了近地层最大风速和极大风速的关系。结果表明:年内最大风速与极大风速多数出现在同一大风天气过程中,但极大风速并非主要发生在出现最大风速的20 min内;最大风速和极大风速易出现在午后和傍晚;极大风速与最大风速普遍具有较好的线性相关关系,日时距、10 min时距和大风条件下,日时距的相关性最好,平均相关系数达到0.970;不同时距和大风条件下,极大风速与最大风速的比值系数相差不大,但从相关性看可以考虑优先使用日时距样本的最大风速推算极大风速;随着高度的增加,极大风速与最大风速的比值系数减小,10 m高度日极大风速是日最大风速的1.42倍左右,70 m高度则是1.24倍左右,利用最大风速推算不同高度极大风速时不宜采用统一的比值系数。     

特殊情况下风观测中应注意的问题

当风自记仪器有故障时 ,使用 DEM6型轻便风向风速表和目测风向风速时应注意的问题。1　《地面气象观测规范》 1 49页规定 :轻便风向风速表观测风速 :“读出风速示值 (米 /秒 )将此值从该仪器订正曲线上查出实际风速 ,取一位小数。”按此规定往往让人觉得这就可以代替自记风的记录了。实际上《地面气象观测规范》技术汇编 2 6页明确指出“在定时观测使用轻便风向风速表时 ,观测记录风速只取整数。”在制作报表时 ,应注意用其代替自记记录输入计算机时需补“0”和加“*”。2　在使用 DEM6型轻便风向风速表时 ,一定要看清它的检定日期 ,如果…     

两种模式在风电场风速预测应用中的对比

利用2011年12月至2012年11月贺兰山风电场测风塔实测资料和同期WRF、BJ-RUC模式预测结果,对2种模式在风速预测中的应用进行对比分析。结果发现,月尺度上,2种模式预测的风速月均值普遍较实测值高,且WRF较BJ-RUC更接近实测值;WRF预测的月平均风速标准差普遍较实测低,而BJ-RUC普遍比实测大;春季WRF预测效果整体上较BJ-RUC好,其它季节WRF预测的月平均风速均方根误差较BJ-RUC的小,但与实测风速的相关性较BJ-RUC与实测风速相关性差。日尺度上,凌晨至中午前后和傍晚至前半夜2个时段,2种模式预测风速普遍比实测值大,而中午至傍晚时分正相反,预测值普遍较实测小。2种模式对〉12 m·s^-1风速预测的均方根误差最小,其次是3~12 m·s^-1,〈3 m·s^-1风速预测的均方根误差最大,但BJ-RUC对3~12 m·s^-1范围风速的变化趋势把握能力较好。WRF和BJ-RUC都普遍低估了1~4 m·s^-1风速段的频次,对5~10 m·s^-1范围频次普遍明显高估,对10 m·s^-1以上风速,WRF预测频次较实测低,而BJ-RUC预测频次则较实测高。BJ-RUC对该区风向的预测能力较WRF好。     

一次最大风速记录的处理

石泉气象站 2 0 0 2 -0 5-1 3 ,EN风极大风速为1 4.4m/s,风向为东风 ,出现时间为 2 0 :1 0 ,最大风速为 1 1 .2 m/s,风向为东南风 ,出现时间2 0 :1 9。 2 1 :0 0风速为 2 .4m/s,风向为西南风 ,2 2 :0 0风速为 2 .2 m/s,风向为西南风。针对此记录有同志提出疑问 :日最大风向风速与相邻正点风向风速相差太大 ,建议该日最大风向风速和极大风向风速按缺测处理。本文从以下几方面判断该记录的正误。1　根据石泉站 EN风多年的使用情况来看 ,没有出现过此类乱码现象 ,感应部分也未出现过风速偏大情况 ,因此应排除仪器故障原因。2　从地面观测的角…     

自动站大风现象结束时间问题探讨

自动站单轨运行后，大风现象起止时间是以自动站采集数据为记录依据。达到大风标准时，观测员可通过自动站监控软件实时数据窗口，观测记录大风现象开始时间，而大风结束时间及再次出现的时间，无法从此窗口观测记录，要根据大风数据文件FJ．TXT推算或从“自动气象站数据质量控制软件”的“大风现象查询”中得到。但从FJ．TXT中推算的大风结束时间有时比从“大风现象查询”记录的大风结束时间落后1min。     

障碍物对风速风向影响的观测试验

随着城市化进程的加大,测站周围障碍物的存在使风观测资料失去代表性、准确性和比较性。为定量化研究障碍物对风观测的影响,开展了河北沽源构筑物观测试验,通过对比构筑物修建前后各测点的风速风向资料,分析了障碍物对风速风向的影响。分析结果显示:1障碍物对风速的衰减作用与背景风速大小有关,风速越大,衰减作用越强;2背景风速在2~6m/s时,障碍物背风面测点风速衰减随距离增大而减小,在10倍障碍物高度距离处平均约衰减15%;背景风速大于6m/s时,背风面各测点风速衰减先增大后减小,在大约5倍障碍物高度的距离处衰减最大,10倍障碍物高度的距离处平均约衰减20%~30%;3障碍物的存在使主风向的风向频率减小,对风向的影响距离为6倍障碍物高度。     

濮阳近50a风速变化特征及突变分析

利用线性分析方法，分析了濮阳近50a平均风速、大风日数的变化特征，并利用滑动的t检验法分析了风速突变，结果显示：年平均风速以0．498（m／s）／10a的倾向率减少，大风和扬沙日数分别以2．7d／10a和5．6d／10a的倾向率减少；平均风速，大风、扬沙日数在20世纪80年代初期发生突变。