泰来城市化对风影响研究

本文使用泰来气象站1971-2004年十六方位风速、风向资料,2009年7月-2010年6月气象站与附近测风塔10 m高度逐时风速、风向资料,分析城市化对风序列的影响。结果表明:泰来县年平均风速呈明显减弱趋势,每10 a大约下降0.36 m/s;泰来测风塔与气象站各方向风速比较,无论是风速差值,还是相对误差均表明城市对风速影响显著,对风向也有较大影响;结合城市空间布局及气象站在城市中的位置,分析泰来十六方位风速变化速率,发现各方向风速下降趋势较为明显,其中受城市影响较大方向风速减弱趋势明显,受城市影响小的方向风速减小趋势较弱。     

新疆气象站年均风速均一化订正与基本风压估算初探

为了较好地开展风能资源的详查与综合评价工作,根据新疆各风区挑选的参照站历史风况资料序列特点,在参考测站历史"元数据"直接进行非均一性检验与一致性订正基础上,对其中4个长期无自记风记录参照站采用标准正态均一性检验、Potter检验、平行累计和等客观方法对1970～2009年的年平均风速序列进行了非均一性检验与均一化订正,同时对测站无自记风时期年最大风速序列的时距换算进行了初步探索。结果表明:1)布尔津、淖毛湖、红柳河站的年平均风速存在因测站环境改变或其它不明原因而使序列间断的现象。从年平均风速序列SNHT非均一性订正结果以及测站四周建筑群体的发展规模看,布尔津测站受测站环境变化等不明原因的影响程度最大,三度间断,累积订正量平均达0.9m.s-1左右。淖毛湖站两度间断,其中1次与近距迁站而又未进行迁站订正有关,订正量约为0.1～0.2m.s-1。红柳河站的1次间断,也与未进行迁站订正有关,订正量约为0.1～0.2m.s-1。2)在构建测站无自记风时期历年最大风速序列的时距时次经验公式中,十三间房站适于西北统一经验公式,其余3站适于在一定阈值风速条件下,根据有自记风时期2min时距平均风速与10min时距最大风速的相关比值系数进行订正。     

陕北沙漠边缘区风速均一性检验及其重现期计算

以陕北沙漠边缘区6个气象站自建站至2013年的年平均风速和最大风速序列为研究对象,分析了各序列的线性倾向趋势,采用t-检验法以及对台站历史沿革的详查,对各站点风速序列进行均一性检验,并对非均一序列应用方差法和比值法等数理方法进行订正,分析了重现期最大风速变化和序列的频率分布。结果表明:陕北沙漠边缘区各气象站年最大风速全部呈显著递减趋势;定边站、靖边站、横山站和榆阳区站年平均风速于2003—2004年间分别出现了间断,并且与其更换测风仪器时间同步;订正后年最大风速在间断点后较原始序列都有较大幅度的增大,定边站订正前、后年最大风速主要分布区间增大,主要集中在(18,22]m/s区间;订正的序列与原始序列的50年一遇风速差别不大,但是在大型工程设计和工程气象专题评估时,应考虑适合工程应用的气象站测风资料和订正方法。     

自动站风能参数的短序列订正方法及其应用研究

利用江苏省2005年自动站与基本气象站测风资料, 以及基本站1971—2000年测风资料, 探讨了风速及风功率密度的短序列订正方法, 并将各自动站数据分别订正到3个代表年。结果表明:应用该订正方法订正年平均风速, 其平均误差百分率为3.38%;用基本站作为假设自动站对其作平均气候状况下的订正, 再与自身观测值比较, 得到年平均风速订正的平均误差百分率为7.13%, 风功率密度订正的平均误差百分率为13.26%, 最大误差百分率为21.98%, 最小误差百分率为4.46%, 订正效果较为理想。     

江西省山地风场风速订正方法研究

利用气象站、探空及NASA再分析资料,对江西省4县山地风场的12座测风塔风速进行订正研究。研究结果表明:测风塔与气象站风速数据相关性较低,相关系数一般远小于0.45;测风塔与探空资料的风速相关系数可达到0.6以上,最高可达到0.8;NASA再分析资料可以作为江西山地风场风速订正参证数据,其与测风塔风速数据相关性较高,相关系数可达到0.54～0.77,大多数测风塔相关系数可达0.7左右。海拔高度小于1000 m的测风塔与NASA 50 m风速的相关系数明显高于其与NASA 850 hPa风速的相关系数,高度为1000—1200 m的测风塔与NASA 50 m风速和与NASA 850 hPa风速的相关系数相差不明显,高度大于1200 m的测风塔与NASA 850 hPa风速的相关系数明显大于其与NASA 50 m风速的相关系数。比值法订正效果略好于线性回归法的,订正后的风功率密度总体偏大。     

密云气象站探测环境对风观测影响的定量评估

利用密云、上甸子气象站逐时风资料,分析了两站20年风速变化特征。在此基础上,采用CFD模式研究了密云站周边障碍物对观测场风速的定量影响。(1) 2004年后密云站探测环境对观测场风速造成了严重影响,2004—2013年年平均风速较1994—2003年的平均风速减小了27.2%,主导风级下降。(2) 8个方位4种风速条件的64组算例CFD模拟显示,模拟结果能较好地体现密云站风速衰减的现象,其中,在SW、W、NW方向模拟衰减量较观测资料分析的衰减量大,说明该方向探测环境在前后阶段是逐渐变化的。S、SE、N方向模拟结果与观测资料分析较为一致,说明前后两个阶段的变化确实是由周围建筑物变化引起的。E和NE方向虽建筑物影响不明显,但树木的存在是导致密云站风速降低的主要原因,风速衰减率可达20%左右。     

新疆风区有自记风记录参照站风速的均一化订正

为了较好地开展风能资源的详查与综合评价工作,对新疆风区有自记风记录的4个参照站2min与10min时距的风速统计序列在参考测站“元数据”直接进行迁站前后一致性订正、时次一致性检验与订正、高度一致性订正以及观测、测量系统一致性订正基础上,采用SNTH、POTTER、CUSUM等手段进行了客观的非均一性检验与均一化订正。结果表明：（1）对于达坂城与阿拉山口站而言,EL型感应仪使用期,2min与10min时距年平均风速序列并未因风的观测与记录系统由EN型测风处理仪替代而间断。EN型测风处理仪使用期,10min时距平均风速序列也并未因感应仪的变更而间断。（2）达坂城、哈巴河、托克逊站2min时距统计序列均在1980s年代存在间断现象;（3）阿拉山口、达坂城、哈巴河站2min时距统计序列在2005年观测系统改变前后的间断具有一定不确定性;（4）EL-J电接式自记仪使用期,哈巴河气象站10min时距平均风速统计序列在1992年前后出现了有别于2min时距统计序列的间断现象;（5）阿拉山口、哈巴河、托克逊参照气象站的年平均风速序列经客观均一化订正后,仍然存在显著的减小趋势。     

迁站和仪器更换对阿拉山口风速资料的影响分析

风是一个对测点环境变化较为敏感的气象要素,测站迁站、环境变化、仪器更换等因素均会导致风速序列的非均一性,从而使一地风资料缺乏真实性和可信度。阿拉山口是我国一个著名风门,并且阿拉山口站经历过多次迁站和仪器更换,因此对阿拉山口风资料的均一性检验很有必要,本文利用M-K突变检验法、标准差以及方差显著差异分析等方法对阿拉山口风速序列进行均一性检验,得出：阿拉山口站54 a平均风速序列在2004年发生突变,突变后风速大幅减小。2001年的迁站没有造成风速突变,且经过检验新、旧站风速资料可以合并统计;2004年更换自动测风仪所测风速比人工站大,与2004年后风速突然减小相反;阿拉山口站与周边对比站风速变化曲线在2004年后是反相的,分析可知风速突变的原因不是由仪器更换、气候变化直接导致,经调查分析与2004-2005年阿拉山口地区在气象站上风方大面积种植防风林带有关。     

集成CFD与Kalman滤波的微尺度风电场风功率预报方法

基于Kalman滤波的风功率预测方法难以捕获风电场的风力空间分布特征,集成计算流体力学CFD模型和Kalman滤波能将风资源分布纳入风力发电预报框架,对提高微尺度风能利用率有重要意义。以黄土高原沟壑区的中国华电集团公司甘肃省环县南湫风电场为研究区,首先利用CFD模拟风电场风速分布特征和划分风区,再利用Kalman滤波订正BJ-RUC模式预报的各风区长时间序列风速变化,并对比不同风区的订正效果,最终基于发电能力评估风电场的风功率预报效果与效益。结果表明:(1)风电场内部的风机均不同程度地受到复杂地形的影响,围绕"马蹄形"山梁和山谷形成明显的"阶梯式"风区,风速差最高达2.78 m·s~(-1);(2)CFD与Kalman滤波的集成订正方法使风速预报准确率由BJ-RUC的20%~30%提高到90%以上,并使风功率预报准确率达到80%以上,显著提高了微尺度沟壑区风速-风功率预报精度;(3)风电场容量因子C_P平均在12.4%~16.8%之间,弃风率η为5.5%~17.5%,表明该电场的风功率预报精度明显受其发电效益制约;(4)还讨论了风电机组监控数据采集控制系统SCADA的数据质量、CFD计算效率和能源部门决策等不确定性因素对风速分区及风功率预报的影响。     

自动气象站与人工气象站风速差异及原因分析

根据国家气象中心气候资料中心制定的《对比观测期间监测资料评估技术方法》．对2004-2005年自动气象站和人工气象站的风速资料对比分析．以了解两种观测仪器之间的差异,有利于换型后资料的连续使用。结果表明：人工气象站与自动气象站风速存在系统偏差,风速较小时自动气象站所测风速大于人工站,风速较大时则反之;两种测风仪风杯质量不同导致所测风速不同仪器安装高度不同是造成二者风速差异的另一重要原因。     

台风影响上海时风速风向分布特征

用1971-2002年的气象资料,分析了不同路径台风影响上海时风速风向的分布特征。登陆台风影响时,上海南部地区风速最大,主导风向是偏东风;近海北上台风影响时,上海东部的风速最大,风向以东北偏北为主。城市的发展使台风影响上海时的风速明显减小。     

基于关联规则挖掘的自动站观测数据相关性分析

引入数据关联规则挖掘技术,分析地面观测中不同气象要素之间的相互关系,为不同气象要素观测数据的内部一致性检查提供参考。通过对2013年全年北京南郊试验站地面气象自动观测数据的分析,统计出了强关联规则气象观测要素相应的值域分布区间。分析了相对湿度和风速变化值之间的相关性,得到相对应的变化阈值;通过分析能见度与相对湿度的相关性,发现能见度变化受降水影响较大,因此,统计不同等级降雨强度所对应的能见度区间值,通过分析具体降水过程,揭示能见度与降雨强度随时间的变化关系,结果表明,利用上述相关性对气象要素观测数据进行判定,可以为多种气象观测数据的质量控制提供参考。     

十三间房站迁站前后大风资料对比分析

选取新疆百里风区51495旧站址（七角井国家基本气象站）1956—1998年和新站址（十三间房国家基本气象站）1999—2016年逐月大风日数、平均风速、最多风向等资料进行对比分析,采用线性回归、相关分析等方法分析大风的年、季、月变化特征及趋势。结果表明：51495在迁站前年大风日数呈显著的波动上升趋势,倾向率为6.74 d·(10a)-1,其中夏季增加最明显;年平均风速呈微弱的减小趋势,倾向率为-0.01 m·s-1·(10a)-1,秋季下降最显著;年主导风向以静风和北风（N）为主。迁站后年大风日数呈显著的波动下降趋势,递减率为-6.72 d·(10a)-1,其中春季减小最明显;年平均风速减小趋势较迁站前明显,倾向率为-0.31 m·s-1·(10a)-1,除了冬季其它三季下降趋势基本相似;年和各季主导风向发生频率基本一致,以偏北风（N、NNW、NNE）为主。     

多种方法在年平均风速均一性检验中的效果对比

针对安徽省天长和宿松气象站建站至2010年逐年平均风速资料,分别利用直接检验方法和3种间接检验方法：标准正态均一检验（the standard normalhomogeneity test,SNHT）、惩罚最大t检验（the penalized maximal t test,PMTT）和惩罚最大F检验（the penalized maximal Ftest,PMFT）,对这两个气象站逐年平均风速序列进行了均一性检验,并对不同检验方法的效果进行了对比分析。研究结果表明：1）站址迁移、观测场环境变化、仪器变更以及测风手段变化等均能对年平均风速序列的均一性产生影响,其中测风手段变化的影响最为明显。2）由于以气象台站观测记录为依据,直接检验得到的结果最为真实可信;此外SNHT、PMTT和PMFF方法对年平均风速序列的间断点均有一定的检验能力,但遗漏间断点的情况也比较明显。因而在年平均风速序列的均一性检验中,若气象台站观测记录相对较齐全,首先考虑采用直接检验,然后再考虑补充采用其他间接检验手段。     

Effects of Wind Fences on the Wind Environment around Jang Bogo Antarctic Research Station

This study investigated the flow characteristics altered by Jang Bogo Antarctic Research Station using computational fluid dynamics(CFD) modeling. The topography and buildings around Jang Bogo Station were constructed with computeraided-design data in the CFD model domain. We simulated 16 cases with different inflow directions, and compared the flow characteristics with and without Jang Bogo Station for each inflow direction. The wind data recorded by the site's automatic weather station(AWS) were used for comparison. Wind rose analysis showed that the wind speed and direction after the construction of Jang Bogo Station were quite different from those before construction. We also investigated how virtual wind fences would modify the flow patterns, changing the distance of the fence from the station as well as the porosity of the fence. For westerly inflows, when the AWS was downwind of Jang Bogo Station, the decrease in wind speed was maximized(-81% for west-northwesterly). The wind speed reduction was also greater as the distance of the fence was closer to Jang Bogo Station. With the same distance, the fence with medium porosity(25%–33%) maximized the wind speed reduction.These results suggest that the location and material of the wind fence should be selected carefully, or AWS data should be interpreted cautiously, for particular prevailing wind directions.     

空间回归检验方法在气象资料质量检验中的应用

该文详细介绍了空间回归检验方法, 并使用2003年我国671站的逐日平均气温、最高气温、最低气温、平均水汽压、平均风速、平均0 cm地温、降水量资料, 检验该方法在气象资料质量检验中的适用性。按区号将全国划分为10个区, 利用该方法分别对各区7个要素进行了检验试验。结果表明:空间回归检验方法能够有效检验出可疑数据, 适用于对单一要素的检验; 对降水、风速等空间变化比较大的要素, 该方法有比较好的检验效果; 应用该方法计算时, 在不同地区、不同要素之间存在差异; 当固定出错比率时, 各区应该选择不同的f值。与一般空间检验方法相同, 该方法也与地理环境、周边台站分布有关, 并受台站密度的影响。     

果子沟高架桥工程设计中风速设计值的估算

对比分析果子沟临时气象观测站、伊宁和昭苏站61天的风速观测资料，利用伊宁和昭苏1971年1月至2003年12月的历史资料，计算果子沟风速的平均值和极值，并采用概率模式估算50年一遇、100年一遇最大风速。