Wind flows and forces in a model spruce forest

Wind tunnel tests have been conducted on a 1:75 scale model of a Sitka spruce forest in a correctly scaled turbulent boundary-layer flow. 12000 tree models were manufactured with mass, flexibility and aerodynamic drag characteristics chosen to give dynamical similarity with typical 15 m trees in a 30ms^–1 gale. To measure the dynamic response of a sample tree, set within this model forest, a miniature, fast response strain-gauge balance was designed and built. Linked to a computer for on-line data sampling, this balance provided measurements of the fluctuating along-wind and acrosswind components of the overturning moment at ground level, leading to values of mean and extreme moments and the frequency spectrum of the sway motion. Associated measurements of local wind flow characteristics were made with hot-wire anemometers and a laser anemometer. The response of the tree has the characteristics of classical lightly damped vibration and there is evidence that resonant sway motion increases the extreme overturning moments significantly above the values produced by wind gust forces alone.     

Wind and wind forces in a plantation spruce forest

Observations have been made of the tubulent structure within and above a dense (LAI=10.2) plantation spruce forest along with measurements of the movement of individual trees. The mean statistics of the turbulence and the turbulence spectra are compared with observations in other crops and complementary wind-tunnel studies using 175 scale plastic trees. The measurements show that momentum transport and the subsequent motion of the trees is dominated by intermittent sweep/ejection events associated with honami waves moving across the forest. The trees themselves act as forced damped harmonic oscillators and appear to short circuit the normal turbulent energy dissipation process by efficiently absorbing energy at their resonant frequencies. It is argued that understanding the nature and formation of honami waves over forests and crops is a crucial problem in agricultural and forest meteorology because of their important role both in turbulent transport and in causing wind damage.     

风廓线与测风塔资料在地面风场预报中的应用研究

运用四维同化方法将风廓线雷达和测风塔资料应用到WRF模式中,通过对比资料同化前后模式对地面风场的预报效果可知,加入风廓线雷达和测风塔资料后模式对风速的预报效果有明显提高,对风向的预报也有一定程度的改善;资料同化结束后,模式预报在49h内对地面风场预报效果仍有明显改善,但随着模式预报时间的增加,在模式积分49h以后,同化资料前后模式对地面风场的预报效果无明显变化。另外,通过对资料同化前后模式对风速预报误差的分析可知,在对模式风场预报的改进中风廓线雷达资料的贡献大于测风塔资料的贡献。     

2014—2018年哈密巴里坤机场风特征分析

本文以大河气象站为代表站,对2014年7月～2018年6月巴里坤机场风的特征进行统计分析,结果表明：（1）巴里坤机场主导风向受地形影响,白天盛行W风,夜间盛行E风;（2）巴里坤机场风速具有明显的日变化和季节变化,白天风速大于夜间,春季风速大,冬季风速小;（3）巴里坤机场大风多出现在4-6月,风向频率多为偏西北风;（4）西北路径（经向型）和偏西路径（纬向型）的强冷空气造成巴里坤机场西北大风,冷平流强,气压梯度大,锋区明显。偏东大风时为“Ω”型环流,位于脊前出现东北大风,位于脊后出现东南大风,低层锋区不明显,东北大风时无明显冷暖平流,东南大风时暖平流较强。     

包头地区风和风能资源

风能是地球表面空气流动所产生的动能,也是提供给人类的一种可利用的重要能源.文在第三次气候区划的基础上,对包头地区近40a(1971-2010)风及风能资源做了统计分析.结果表明,包头地区风能资源丰富,开发利用风能资源有着巨大的发展潜力.     

超声测风传感器在回路风洞中的测试

超声测风仪因启动风速小、无转动部件、不破坏风场、测量精度高等特点,适用于多种行业的测风需求。超声波测风的相关检定规程当前在国内尚未正式制定。本文借鉴风杯检定规程所选择的风速测试点,在HDF-720低速回路风洞中,对超声测风仪在不同角度下进行了测试数据统计分析。结果表明:超声测风仪可以安装在工作段面较大的风洞中进行测试,由于超声探头存在阴影效应,对于同一风速,不同角度上的测量结果稍有差异,而且不同风速对应的差异也不同。利用超声测风仪进行风速实时测量时,必须结合上述测试分析,按照超声传感器的安装角度,对测量值进行相应修正。     

风玫瑰图和风速直方图的制作

通过office办公软件的现有功能,利用WORD（EXCEL）文档快速制作风玫瑰图;风速直方图,解决手工制作精度不高和安装软件的麻烦,提高效率,满足社会各方面的需求。     

建筑风荷载风压计算中的若干问题

根据最新“建筑荷载规范”修订本讨论了应用气象台站的风观测资料来计算建筑风荷载中的几个需要注意的问题，其中包括风速资料的坡度订正、高度订正、时次订正以及应用极值Ⅰ型分布函数来估算R年重现期的最大风速等问题。     

河西走廊风速变化及风能资源研究

利用河西走廊地区25年风速气候资料和风塔周年资料,研究了该区域近地面风速及风能的演变和分布。结果表明:河西走廊绿洲内风速下降十分明显,而其它高山站风速比较稳定,没有明显的减少趋势;风速变化具有周期振荡特点;垂直风速差由近地面向上减小,高层风速极大(小)值滞后于低层;风速随高度按自然对数规律增大,风能距地面8 m层内随高度变化迅速;该地区4~12 m/s风居多,是风能的主要贡献者;2~4月风速最大,1,5月最小;该地区风能丰富,10~70 m层内年风能储量在2200 khW/m2以上。     

内蒙古东部电网最大风速及其重现期极值分布特征

利用内蒙古东部48个气象站有自记式风速仪记录以来的逐年10 min最大风速资料,采用极值Ⅰ型计算方法,给出了该地区重现期30年、50年和100年的极值风速分布图,并分析了近30年最大风速和极值风速的分布特征。结果表明：近42年来内蒙古东部年最大风速具有明显的阶段性下降趋势, 减小速率约为每10年14 m/s;最大风速的年内变化为双峰型,年最大风速主要出现在春季;偏西风的最大风速较大,出现年最大风速的频率高达70%;年最大风速值和极值风速的分布总体呈自西向东减小趋势,但也存在明显的区域性分布特征。该结果将为内蒙古东部电网的设计、运行和维护提供重要的参考依据。     

乐山市地面风场特征及风能资源初探

利用乐山市1971～2005年整编风资料对乐山市各区县地面风场进行了全面分析,并对全市风能资源的分布情况进行了研究,旨在对今后乐山市风的预报及其相关服务有较好的帮助。     

乐山市地面风场特征及风能资源初探

利用乐山市1971~2005年整编风资料对乐山市各区县地面风场进行了全面分析,并对全市风能资源的分布情况进行了研究,旨在对今后乐山市风的预报及其相关服务有较好的帮助。     

北京地区风廓线雷达水平风资料评价分析

做好风廓线雷达水平风探测数据与气球探空的对比分析,对于更进一步用好这种仪器十分必要。采用北京南郊2014—2018年5年探空资料,对该站同期风廓线雷达水平风资料从总体平均、早中晚、不同天空状况及平均年变化等方面进行对比分析。结果表明:①5年平均均方根误差U分量在2.2～5.0m/s之间,V分量在2.3～3.6m/s之间,均在850hPa高度最小。平均误差U分量均为负,表明近5年风廓线雷达所测U分量比气球探空的偏小;且随高度其绝对值是增大的。V分量仅在700hPa高度为负,也在该高度最小。U、V分量分别在500hPa和850hPa高度相似程度最好。5年综合来看,850和700hPa高度风与气球探空更接近。②中午误差低于早晚,这与中午大气湍流比较强盛有关。③云量较多时误差相对较小,云量少时(特别是晴空)误差较大,反映出这种仪器对湿度比较敏感。④夏季或夏半年U、V分量与气球探空的差异较小、相似程度好,尤以6或7月最突出;冬季或冬半年差异较大、相似程度较差,尤以12或1月明显。这在实际业务和科研使用时需注意。     

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。     

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。     

风电场风机覆冰期预报方法

采用Makkonen结冰增长模型镶嵌冰表面辐射融化模型建立适用于风机覆冰的预报模型,基于WRF耦合CALMET综合模式预测结果和风机性能参数驱动模型,进行风机覆冰开始和结束时间的预报.以湖北通山九宫山风电场为研究对象,对2012年12月至2013年12月期间监测到19次风机覆冰进行分析,分别采用提前1d、提前2d、提前...     

山东即墨风电场风力资源分析

以即墨气象站风速风向为参考,利用其30年风速资料确定风电场代表年,根据铁塔气象观测资料分析即墨风电场的风力资源状况;依据“风能资源评价技术规定”对即墨风电场的风速风向进行了检验修正。分析了测风塔各高度风速日、年变化,风向频率年月变化。计算分析了测风塔不同高度平均风速、风功率密度、有效小时数等风能参数。计算了不同风电机型60~70 m轮毂高度年发电量及其随高度变化规律;估算了风电场年发电量。得出即墨风电场达到3级风场标准,具有开发价值。     

大规模风电场建成后对风能资源影响的研究

考虑了千万千瓦级风电基地建成后风电机群对近地面层风速的影响,采用Frandsen研究了大规模风电场内部风速损失时所使用的方法,在内边界层已经充分发展成新边界层的区域内,对轮毂高度65m处风速Uh进行了计算。结果表明,风电场建成后研究区内,风速Uh与未建场时的65m风速U0相比变小,存在风速损失,该风速损失随着U0的增大而减小,与风电机的推力系数CT性质有关;大规模风电场建成后,Uh在3～20m.s-1范围内的平均风功率密度与未建场时U0在此范围内的平均风功率密度相比损失约为58.45%,这与建场地区建场前65m处风速值大小以及各风速值出现的概率有关。     

The role of carbon plantations in mitigating climate change: potentials and costs

A methodology is presented to construct supply curves and cost–supply curves for carbon plantations based on land-use scenarios from the Integrated Model to Assess the Global Environment (IMAGE 2). A sensitivity analysis for assessing which factors are most important in shaping these curves is also presented. In the IPCC SRES B2 Scenario, the carbon sequestration potential on abandoned agricultural land increases from 60 MtC/year in 2010 to 2,700 MtC/year in 2100 for prices up to 1,000 $/tC, assuming harvest when the mean annual increment decreases and assuming no environmental, economical or political barriers in the implementation-phase. Taking these barriers into consideration would reduce the potential by at least 60%. On the other hand, the potential will increase 55 to 75% if plantations on harvested timberland are considered. Taking into account land and establishment costs, the largest part of the potential up to 2025 can be supplied below 100 $/tC (In this article all dollar values are in US dollars of 1995, unless indicated otherwise.). Beyond 2050, more than 50% of the costs come to over 200 $/tC. Compared to other mitigation options, this is relative cheap. So a large part of the potential will likely be used in an overall mitigation strategy. However, since huge emission reductions are probably needed, the relative contribution of plantations will be low (around 3%). The largest source of uncertainty with respect to both potentials and costs is the growth rate of plantations compared to the natural vegetation.