BJ-RUC在内蒙古某风电场的风速预报检验分析

采用趋势性及误差、偏差频率、误差反位相等分析方法,以2011年6月1日~2012年5月31日内蒙古某风电场风机轮毂高度逐小时风速资料为实况数据,对9 km×9 km BJ-RUC风速预报产品的连续变化趋势及误差分布进行了初步评估,发现:(1)预报风速与实况风速在夏季的相关性较差,其余3季预报风速的连续变化趋势性能较好。(2)平均误差在各月均以正为主,即预报风速总体较实况风速偏大,两者存在明显的系统性误差,春夏两季误差大于秋冬两季。(3)随着预报时效的延长,预报性能总体呈下降趋势。     

风电场风速规律分析及风电功率预报方法研究

利用陕西省某一风电场区域内的观测资料,分析了该风电场的风速规律,并引入最优训练 期方案,研究利用线性回归方法建立风电功率预报模型的可行性。结果表明：该风电场区域,不同 高度的风速及其高度间的风速差异均表现出最大值出现在夜间,最小值出现在白天,从低层到高 层的风速日变化趋势一致的特征。一日中,风速与风电功率在 09:00 ~ 17:00 时段的相关系数明显 小于其它时段。按照风速是否大于 5 m·s^-1 将训练期观测样本分为 2 组,可以明显改善风速与风电 功率的回归关系。以风机轮毂高度处的风速作为预报因子,并引入风电功率与风速之间相关系数 的日变化规律、以及不同风速量级下风速与风电功率之间回归关系的差异性,采用最优训练期方 案和一元线性回归方法建立的风电功率预报方程,具有预报误差小和最优训练期短的特点,满足 实际业务需求。     

宁夏本地化WRF辐射预报订正及光伏发电功率预测方法初探

为了开展西北地区宁夏太阳能光伏发电气象预报服务,基于本地化WRF模式产品及当地光伏电站提供的发电功率资料,提出了EOF分析结合MOS预报的技术方法,进行模式辐射预报的统计订正研究,建立逐时光伏发电功率预测模型,得到较为理想的结果。通过EOF-MOS方法进行辐射预报订正,可使辐照度平均绝对百分比误差（MAPE）由原来24%左右降低到15%左右,模型预测发电功率MAPE稳定在22%左右。尤其是对于转折性天气趋势把握,具有较高的参考价值。     

基于贝叶斯模式平均的东江流域降雨概率预报

为验证贝叶斯模式平均（BMA）在东江流域的适用性,基于TIGGE多模式集合预报资料对东江流域不同预报时段（1、3、5及10日）以及不同地域（上、中及下游）应用BMA,得到的主要结论为：1）BMA的预报能力在时空上都较为稳定,预报效果较好;2）在各预报时段中BMA极大提高了预报的精度,其中预报时段越短,误差减少的幅度越大;3）当95%分位数已超过警戒的雨量时,应做好相关的预警和预防工作,但BMA也会出现误报和虚报的情况,需要进行权衡和风险的评估,同时这也是需进一步研究和完善的地方;4）结合其他国内外的研究来看,BMA对天气要素预报的订正作用可能具有普适性,值得推广使用。     

气象自动站资料在黔南森林火险等级监测预报中的应用

对大量国家级和区域级气象自动站资料的获取和订正,通过对降水、气温、湿度和风速等气象因子对森林火险贡献度数学模型的计算,充分应用在黔南森林火险气象等级的实时监测和预报中。通过多点、多时段的预报值、实时监测值与实况对比检验统计,得出应用系统的实时监测准确率和预报准确率。     

地下水资源评价中降水量的时间序列--马尔可夫模型

降水量的预报精度对以其为直接或间接补给源的地下水资源评价具有重要的影响，将时间序列方法与随机过程离散状态的马尔可夫链理论相结合，提出了时间序列－马尔可夫模型以预报大气降水量，模型根据降水序列的特征，采用一维非平衡时间序列模型进行预测，预测结果总体效果较好，但峰值点处误差较大，为了提高模型对波动性较大随机变量的预报精度，利用随机过程马尔可夫概率状态转移矩阵预报方法对其预测值进行二次拟合，实例计算表明，时间序列－马尔可夫模型预报效果良好，预报精度明显高于单一的时间序列模型精度，该结果拓宽了时间序列预报模型的应用范围，且对以大气降水为最终补给源的地下水资源评价具有重要的实用价值及理论意义。     

不确定性理论集对分析在沙尘暴预报中的应用研究

应用集对分析（SPA）这一关于不确定性问题的数学理论和方法,基于概率统计分析,从SPA的同、异、反分析出发,用联系度公式导出解决预报中合理地使用预报因子的方法,实现预报模型因子结构的动态优化,增强模型预报机制的合理性,达到提高模型预报能力的目的。在以往对沙尘暴研究成果的基础上,以强风、热力和沙源三大影响因子为着眼点,结合2001\_2003年的沙尘暴天气个例,对沙尘暴天气进行了分类,分别选取预报因子,建立基于SPA的沙尘暴预报模型。根据数值预报产品输出结果,于2004年春季进行了短期（24 h）预报试用,结果表明,这一方法具有较好的效果。     

小波包分解与多个机器学习模型耦合在风速预报中的对比

准确预报风速是提高风电利用率以及电力系统稳定性的有效方法.学者们提出了大量风速预报模型,但针对不同下垫面不同风速预报模型的对比研究较少.该研究主要探究小波包分解和12个机器学习模型耦合对3种下垫面(戈壁、绿洲和沙漠)风速预报能力,探索风速预报的优化耦合模型.设置3组模型实验进行对比:单一机器学习模型、小波包分解-机器学...     

基于最优训练期的PP与MOS的风电功率趋势预报对比

利用某一风电场区域内33台风机观测资料以及欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的100 m高度风速预报产品,引进最优训练期方案,通过一元线性回归方法先对模式的100 m高度风速预报进行订正,再分别采用完全预报方法(PP法)和模式输出统计预报方法(MOS法)进行风电功率预报的对比研究.结果表明:ECMWF的100 m高度风...     

西北春季区域性沙尘天气MOS预报方法探讨

使用T106数值预报产品建立了西北地区春季短期沙尘天气预报方程，提出对小概率事件的MOS预报方法的改良办法，结果表明，通过天气分型及天气事件等级划分的方法可以修正沙尘天气的概率分布，使得用MOS方法制作的沙尘天气的预报结果能够达到较好的效果。     

基于高分辨率模式的京津冀地区无人机航路风向风速模拟分析

随着中国低空空域的陆续开放,依靠现有的低空飞行气象保障技术为低空安全飞行提供服务略有不足,对飞行影响最大的风进行预报也有一定的困难。论文基于WRF(Weather Research and Forecasting Model)中尺度数值模式,对2015—2019年京津冀地区的风速风向进行模拟,并将模拟结果与气象站观测数据进行对比分析,可为该地区无人机低空航路飞行安全提供保障。结果表明:WRF模式能够较好地模拟风速的季节变化趋势,平原地区的模拟效果优于山区,山区模拟的风速偏大,但误差在可接受的范围内(RMSE<1.5 m·s^-1)。平均风速、最大风速最小值均出现在夏末,平均风速最大值出现在春季(山区4.43 m·s^-1、平原4.13 m·s^-1);最大风速在冬、春、夏初呈波动递增,夏季中旬开始减少,夏末秋初降至最小。京津冀地区风速呈西北向东南递减,泊头站(-0.02 m·s^-1·(5 a)^-1)和天津站(-0.02 m·s^-1·(5 a)^-1)平均风速呈下降趋势,其余站点风速呈上升趋势,唐山站上升率最大(0.08 m·s^-1·(5 a)^-1);在风速季节空间分布中,平均风速以上升趋势为主,站点所占比例为春季45.45%、夏季90.91%、秋季63.63%、冬季81.81%。平原地区盛行风呈东北—西南向;山区站点怀来站风向以WNW(18.70%)和W(15.01%)为主,蔚县站风向以N(16.79%)和NNW(12.03%)为主,相较于平原地区,山地地区风速8.0 m·s^-1的大风数量显著上升。1000 m高度的平原地区大风出现频率显著增加,增长速度高于山地地区,不利于无人机飞行,风速17.0 m·s^-1以上出现的概率明显高于山地地区。     

风速分辨率对土壤风蚀模数计算结果的影响

风是土壤风蚀的驱动力,风力直接影响土壤风蚀的强度。风速是土壤风蚀预报模型的主要输入参数,高时间分辨率和高空间分辨率的风速数据能提高模型模拟效果。为对比风速处理方法及风速数据时空分辨率对模型模拟结果的影响,基于修正风蚀模型（RWEQ）评估该模型对于各输入参数的敏感性,分别选取中国北方农牧交错带内130个气象站（基准气候站和基本气象站）中不同类型及不同数量的气象站数据,利用线性插值法和风蚀预报系统（WEPS）的WINDGEN风速生成法将1日4次风速数据和1日2类风速数据生成24 h风速数据输入模型,结合1日4次风速数据直接输入模型构建了不同气象站数量及不同风速数据类型的6种模拟情景,计算了研究区在不同模拟情景下的潜在风蚀模数。结果表明：RWEQ模型估算的区域潜在风蚀模数会随气象站点的数量和风速时间分辨率的提升而增加;风速数据的线性插值方法在RWEQ模型中应用效果不理想,与WEPS模型的WINDGEN风速生成方法相比,线性插值法使地面2 m处大于临界起沙风速（5 m·s^-1）的风速频率降低,过低估计潜在风蚀模数和区域土壤风蚀状况。     

甘肃武威站新旧址风速资料对比分析

为了科学合理地利用台站搬迁前后的气象资料,根据甘肃武威国家基本气象站 2006—2018 年新、旧址风速对比观测数据,采用均值和方差显著性检验、相关系数与线性回归等统计方法,对 比分析了新、旧址风速变化特征、差异性及产生原因。结果表明：新、旧址风速均呈减小趋势,平 均、极大风速的递减率新址大于旧址,最大风速的递减率新址小于旧址。新址与旧址对比观测风 速多数存在正风差,造成风速差异的主要原因是迁址前后观测场周边环境、地理位置及海拔高度 等的不同。方差和均值检验风速差异的显著性不一致,前者检验差异不显著,后者检验多数差异 显著。新、旧址风速存在明显的正相关,相关系数多数通过了显著性检验。各月线性回归方程非 常显著,经 F 检验通过了α = 0.01 显著水平检验,回归订正后,风速差异明显减小,说明新、旧址风速 在统计应用可合并。本研究将为台站迁移、预报预测、气象服务、科研研究和大型工程建设等提供 科学参考依据。     

普里兹湾区域风和温度资料对比分析: 以2007 年为例

通过分析再分析资料与站点观测资料的差异评估了普里兹湾区域5 套再分析资料的风速、风向以及 温度产品。这5 套再分析资料包括欧洲中心再分析资料(ERA-I)、日本25 年再分析资料(JRA-25)、日本55 年再分析资料(JRA-55)、美国国家环境预报中心再分析资料(CFSR)和美国国家航空航天局再分析资料 (MERRA)。采用的观测资料来自两个人工观测站和三个自动气象站。月平均和季节差异分析结果表明, Mawson 站点再分析资料的风速一般小于站点风速, 其他站点再分析资料一般风速过大, 所有的站点风向与 再分析资料风向差异不大, 再分析资料的2 m 温度总体低于人工观测站的温度, 自动站和再分析资料的差 异则没有一致的差异特征。通过6 h 风速资料对比, 发现当Mawson 站点风速低于5 m·s^–1 时, 再分析资料偏 高, 当站点风速高于15 m·s^–1 时, 再分析资料偏低, 且该站点记录的极端强风次数远多于再分析资料。     

土壤含水率对风沙流结构及风蚀量的影响

通过对科尔沁沙地典型生境(流动沙丘、沙质草地和农田)的土壤进行风洞试验,分析了不同含水率下3类土壤的风沙流结构、输沙率及总输沙量的变化趋势.结果表明:(1)不同含水率下,3类土壤的输沙率随高度的增加均呈现减小趋势,且有良好的指数函数关系.(2)随含水率的增加,流动沙丘和沙质草地土壤风沙流沙粒的平均跃移高度增加、0-12...     

云南快速更新循环数值预报系统及其12小时降水预报检验与改进

以中尺度WRF模式为基础,参照北京地区高分辨率快速更新循环同化系统,建立了云南快速更新循环数值预报系统(WRF-RUC)。为了充分了解该系统在云南省的预报性能,对预报结果进行个例和2016年6~7月检验。结果表明:快速更新循环同化数值预报系统能进行强降水过程预报,但与业务化“区域WRF数值预报系统”预报结果相比,12h降水预报评分较低。通过个例数值试验表明WRF-RUC系统进行本地化参数方案试验,挑选适合云南省的物理方案,是系统预报效果改进的有效途径。     

半干旱区不同类型沙丘风沙流结构特征

采用两种阶梯式集沙仪和小型气象站于2017年4—5月对科尔沁沙地流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘0~75 cm气流层风沙流的总输沙量、输沙率、粒径组成分布和风蚀特征值进行了观测。结果表明：（1）随着高度增加,总输沙量下降,随着风速增加,总输沙量上升;92.20%~95.60%的输沙量发生在0~21 cm高度。（2）总输沙率（Q）流动沙丘>半固定沙丘>固定沙丘,将Q与地上200 cm风速进行函数拟合,流动沙丘幂函数最佳（R²=0.986）,半固定（R²=0.990）和固定沙丘（R²=0.956）指数函数最佳。（3）将各高度的输沙率与地上200 cm风速进行函数拟合,流动沙丘（R²≥0.905）和半固定沙丘（R²≥0.968）拟合度幂函数好于指数函数,固定沙丘（R²≥0.923）指数函数优于幂函数。（4）在一定高度下,3类沙丘输沙率均随着风速的增加而增加;在一定风速下,输沙率随着高度的增加而逐渐递减。（5）3类沙丘的特征值随着风速的增加呈现出逐渐递增的趋势;流动沙丘以λ>1为主,表现出持续侵蚀输送沙粒的能力;半固定沙丘当风速>9.0 m·s^-1时逐渐出现侵蚀状态;固定沙丘以λ<1为主,近地表风沙以堆积状态为主。（6）3类沙丘主要由粒径为0.1~0.25 mm的细沙构成,在0~30 cm高度,细沙占输沙量的50.09%~85.11%,在30~75 cm高度,细沙占输沙量的43.53%~75.53%。