WindSim软件在复杂地形风电场风能资源评估中的应用

复杂地形的风能资源评估研究对于风电事业的发展具有极为重要的意义。作者利用基于计算流体力学(CFD)方法的风能资源评估系统软件WindSim对我国复杂地形新疆托克逊县境内某风电场2007年的风资源情况进行了模拟,并将模拟结果与测风塔观测结果进行对比分析。模拟结果表明,WindSim软件对我国复杂地形地区平均风速的模拟能力比较好,10m、40 m、50 m、70 m高度的月平均风速的平均相对误差分别是12.91%、10.21%、9.68%、12.91%。同时,WindSim软件不仅可以较为准确地模拟出该区域2007年的主导风向,而且对该年的有效风速频率的模拟效果也很好。此风电场风能资源模拟试验说明,该地区具有十分丰富的可供开发利用的风能资源,进一步说明WindSim软件对我国复杂地形地区的风能资源评估工作具有很好的参考和应用价值。     

观测场四周障碍物对日照记录的影响分析

分别计算赤道、赤道与北回归线之间、北回归线、北回归线以北测站的太阳高度角和日出、日落方位,分析其变化规律,通过分析,给出我国纬度范围内日照记录受障碍物影响的范围。以宜昌站(30°42′N,111°18′E)为例,给出了测站障碍物对日照记录影响分析流程,有利于指导气象台站对障碍物影响程度的定量计算,还可为日照、太阳辐射测量仪器的安装位置的确定,提供有益的借鉴。以广州站(23°10′N,113°20′E)、宜昌站(30°42′N,111°18′E)和北京站(39°48′N,116°28′E)为例,给定障碍物,统计分析出可能影响日照记录的日数和日期、影响日内可能受到影响的时间和日照时数,以及全年最大可能影响日照时数和日照百分率。结果表明:在我国,各地日出所处方位为37°～143°,日落所处方位为217°～323°,在323°～37°方位(正北偏东或偏西)的任何障碍物对日照记录都不会产生影响;南面的障碍物及其偏东或偏西一定范围内,由于太阳高度角较高,不容易对日照产生影响;相同宽度角和高度角的障碍物,单日影响日照时数的最大值随着纬度的增高而增大,最大影响方位的障碍物对年日照百分率影响程度基本相同。     

利用多普勒雷达径向速度提取台风环境风场信息

应用蓝金模式模拟了纯气旋性旋转的多普勒雷达径向速度特征,还模拟了不同环境风向和吹向台风中心的辐合风对台风多普勒速度特征的影响。在此基础上,提出了雷达实测台风速度的特征和不同环境风向的速度数值模拟图进行比较,从而提取出相应环境风信息的方法,并应用这种环境风信息来判断台风的移动路径。通过对台风实例分析,特别是在台风发生转折的关键时刻,该方法都能够较准确地判断环境风转折的多普勒速度特征。应用多普勒雷达径向速度图像与不同环境风向模拟图像进行比较的方法,能够实时(雷达观测时间间隔仅为6 min)监测到环境气流的方向及其变化,比较准确地监测台风的移动路径,这是其他大尺度气象资料难以做到的。分析表明:环境风转向变化的现象在前,台风发生转折的现象在后,对台风路径的短时预报具有一定应用价值。     

2008年海洋和大气环流异常及对中国气候的影响

2008年,尽管总体来看,全国天气气候的持续异常较弱,未发生大范围持续干旱和严重洪涝灾害,但依然出现了非常显著的天气气候异常特征,如全国平均年降水量比常年偏多,为近10年来降水最多的年份;夏季华南降水异常偏多,黄淮降水偏多;年平均气温偏高,但冬季气温偏低,年初南方遭遇罕见低温雨雪冰冻灾害;在南海和西太平洋生成的台风个数明显偏少,但是登陆台风偏多,初台异常偏早.分析发现,2008年赤道中东太平洋总体处在冷水位相,受海洋异常强迫和海气相互作用的影响,北半球大气环流表现出的主要特征是:500hPa西太平洋副高强度和位置变化较大;冬夏季风均偏强;冬春季西太平洋暖池区热带对流活动偏强,夏秋季则偏弱;1月份,亚洲中高纬度经向环流异常发展,2至4月份则以纬向环流为主,春季后期至秋季,经纬向环流的转换较快,环流的持续性较弱.这些环流异常是影响2008年中国气候异常的主要原因.     

参考作物蒸散模型对比分析及评价

利用山东省6个气象台站45 a(1960-2004年)的逐日气象资料并选用7种参考作物蒸散模型,分别计算了上述各地的参考作物蒸散,对模型结果进行时空分布对比分析;进而以FAO推荐的Penman-Monteith模型为对照,利用最小一乘法对其余6种模型进行优化并对优化前后的模型进行时空比较.结果表明:Makkink模型在6个台站的时空分布模拟效果均最好,Mass-transfer模型在7-8月明显偏低,Net Radiation模型各站全年基本都偏高;根据不同月份的相对偏差情况,采用最小一乘法进行分月优化,优化后的模型预测月参考作物蒸散标准误差小于5 mm,平均相对误差小于8.5%,台站的年参考作物蒸散相对误差也基本小于10%,说明这些含参数较少的模型经优化后基本上可用,当资料缺损时不失为Penman-Monteith模型的替代模型.     

夏季东北冷涡与副高、鄂海阻高的遥相关关系

利用1958-1997年每年的6月、7月和8月,共120个月NCAR/NCEP再分析月平均500 hPa位势高度格点资料,在全球范围内用一点相关法计算了东北冷涡与西太平洋副热带高压、鄂霍次克海阻塞高压之间的遥相关关系,结果表明,在夏季,东北冷涡与鄂海阻高之间有较好的负相关关系,是互为生消的;西太平洋副热带高压与鄂海阻高之间有较好的负相关关系,是互相制约的;东北冷涡与西太平洋副热带高压之间虽然也有负相关关系,但显著性不是很好.     

应用多普勒雷达回波参数对长沙地面降水的估算

利用长沙多普勒雷达回波与地面降雨参数建立了相关计算式与统计特征估算式.将夏季27块积云地面降雨资料进行计算并作相关性检验,得到单因子与多因子多普勒雷达回波参数对积云降雨的估算式,结果表明,50～100km范围内其最大雨强与回波顶高相关性较好,多因子相关中其雨量与回波水平尺度、回波顶高呈正比关系,与回波移动速度呈反比关系.     

沙瓦特指数的一种迭代算法

为了提高沙瓦特指数的计算精度, 在沙瓦特指数计算方案中引入二分法:先用于计算抬升凝结高度上的要素, 进而计算假相当位温, 再依据假相当位温守恒性质用于计算500 hPa气块温度。与其他方案对比表明, 该迭代算法计算的沙瓦特指数精度较高; 与查表法所得的气块温度对比表明, 该迭代算法得到的气块温度的最大绝对误差为1.36 ℃, 平均误差 (-0.68 ℃) 与平均绝对误差 (0.69 ℃) 数值接近; 迭代算法与查表法之间以系统性偏差为主; 此外, 该迭代算法计算量小, 收敛速度快, 具有推广应用价值。     

基于气候资源向量的相对气候生产潜力模型研究

从气候状态向量的观点出发,借助于旋转主分量分析方法,计算各站气候资源向量.在此基础上,将光照、热量、水分等气候环境条件综合为气候资源向量并分别与某种作物的标准生长模式曲线线型建立差异(作物生态适宜度)比较关系,提出一种新的农业气候生产潜力模型.由此得到相对光合生产潜力、相对光热生产潜力和相对气候生产潜力,从而改进了原有...     

TOGA型海-气耦合模式直接模拟的SST误差分析

本文对一个TOGA(热带太平洋和全球大气)型耦合环流模式直接耦合30 a(1980—2009年)的模拟结果进行分析,发现模拟的热带太平洋海表温度存在严重的"气候漂移"现象。通过对模式海表温度控制方程中加热和冷却项的分析,特别是对海表热通量和风应力的分析,指出了两者的误差在热带太平洋海表温度的"气候漂移"现象中扮演的角色。为了进一步证实分析的结果,通过4个敏感性试验分析热通量和风应力对热带太平洋海表温度分布的作用,特别是热通量对西太平洋暖池的形成,而风应力对东太平洋冷舌的形成均有重要的作用以及纬向风应力和经向风应力对冷舌形成的相对贡献。