海面动力学粗糙度参数化方案对近海风资源评估结果的影响

采用数值模拟手段可以获取风能资源开发利用高度处资源量的区域分布状况,海面的动力学特性对近海面风速的数值模拟结果影响较大,论文采用WRF模式来研究不同海面动力学粗糙度参数化方案对近海及沿海地区风能资源的数值模拟评估结果影响以及方案的适用性。采用不考虑粗糙度变化(P_0)、WRF模式中参数化公式系数为定值的方案(P_WRF)、Yelland和Taylor的分风速对参数化系数进行取值的方案(P_YT)对杭州湾近海及沿海地区风场进行模拟研究。通过与观测资料的对比分析可以得出以下结论:通过参数化方法改变海面动力学粗糙度可以改进近海和沿海地区风速的模拟效果,且P_YT方案的模拟效果要优于P_WRF方案;当观测点为海风时,考虑粗糙度变化方案的风速模拟结果改进更加明显;观测点风速低于约8 m/s时,所有方案模拟结果的相对误差均随风速增加而降低,P_YT方案的模拟误差最小,P_0的误差最大;而当风速大于8 m/s时,相对误差会随风速的增加而增加,P_YT方案模拟误差最大,P_0方案误差最小。三种方案模拟风能资源差异主要体现在陆地沿海和近海区域,离海岸线较远的陆上地区模拟结果相差不大,在沿海和近海区域方案P_WRF平均风速模拟结果比方案P_YT的偏高约为0.5 m/s,平均风功率密度偏高约为50 W/m2。     

环渤海区域风能资源WRF同化模拟及特征分析

利用WRF模式及其3DVAR同化模块,结合环渤海区域风能资源观测网测风塔观测数据,设计并构建了多种3DVAR 同化方案,用来提高环渤海区域风能资源数值模拟初始场质量。以2010 年4 月12 日至13 日一次大风过程为研究对象,利用该同化方案进行了一系列WRF数值模拟对比试验。选择较优的3DVAR同化方案对环渤海区域70 m高度风能资源进行了2009 年6 月1 日至2010 年5 月31 日一整年的数值模拟。模拟结果表明,较优的3DVAR同化方案能有效地改进区域风能资源数值模拟初始场质量,主要体现在模拟值与实测值更为接近,模拟效果得到显著改善。环渤海区域70 m高度年平均风速和年平均风功率密度呈现出南小北大的分布特征,渤海中部和北部风能较大,沿垂直于海岸线向内陆方向,风能参数急剧减小。     

基于NLMSFD模式对风速分布规律的数值模拟——以山东威海风电场为例

针对风电场建设要求,论文利用非线性高分辨率数值模式NLMSFD尝试对山东荣成地区风资源进行评估。在试验区域内,分别选取两座测风塔不同高度上1年的月平均风速观测资料作为驱动值,利用模式对试验区的风速分布进行了模拟试验,获取了试验区100 m×100 m分辨率条件下风速一年四季的空间分布信息,并将模拟值与实测值对比,分析了模式在试验区地形及粗糙度条件下的模拟精度,评价了NLMSFD模式的可适用性。结果表明,模式的模拟结果基本能反映出月平均风速的时空变化规律,但两塔位置处模拟值与观测值的相对误差随高度和季节变化有所不同。从季节上看,模式的模拟结果在冬季较好,夏季误差稍大,春、秋次之;从高度上看,除10 m高度外,其它高度层的相对误差大多在10%以内。利用不同位置的观测资料驱动模式,模拟结果的精度也受影响。如利用远离海岸边的观测资料驱动模式要比近海观测资料驱动模式所得的模拟结果好;同时对于近海的测风塔,采用距地面位置较高的观测资料作为驱动值要比采用10 m高度的资料驱动模式的模拟精度好。这些结果说明NLMSFD模式在精细化风资源评估及风电场选址中具有一定的参考应用价值。     

湖北省风能资源的高分辨率数值模拟试验

利用边界层模式CALMET耦合中尺度模式MM5对湖北省的风能资源分布特征进行数值模拟,得到水平分辨率1 km、 垂直高度10~150 m覆盖全省的风能资源分布。通过与测风塔对比发现,模式对九宫山7月、 11月的逐时有效风速的模拟相关系数分别为0.59、 0.57;受下垫面复杂地形的影响,10 m高度上的误差最大,50 m高度的模拟效果好于其他高度。70 m高度上数值模拟风速年均误差为7.21%,逐月平均风速误差范围在6.62%~7.30%之间。全省风能资源的总体分布特征是:中东部大于西部,西部的等值线相对凌乱且密集,冬、 春季风速、 风功率大于秋季,西部地区为风资源较贫乏地区。数值模拟结果虽然存在一定的误差,但模拟得到的风能资源分布趋势是符合本地区气候和地形特征变化规律的,可以作为制定区域风电发展规划的科学依据。在进行风电场选址时,对于误差大于平均水平的地区需要多布设测风塔。     

AERMOD用于沿海石化企业卫生防护距离计算的分析

我国趋向于在沿海地区建新大型石化企业,由于该地区气象和地形的特殊性,目前石化企业卫生防护距离计算的方法和标准不适舍于沿海地区.根据沿海地区石化企业的特点,提出使用新大气导则推荐的进一步预测模式AERMOD模型计算沿海石化企业卫生防护距离.以我国南方沿海某大型石化企业为例,分别使用不同的方法计算其卫生防护距离,并对结果进行分析比较.可以得出AERMOD模型计算结果更科学合理,可用于计算沿海地区石化企业的卫生防护距离.     

某铅酸蓄电池电源厂卫生防护距离的研究

铅酸蓄电池电源厂会产生铅尘和硫酸雾两种污染物,需要根据生产规模和近五年平均风速来确定卫生防护距离。崇阳县铅酸蓄电池电源厂与当地气象站距离较远,地形不一致,导致不能使用崇阳站近五年平均风速。为科学地确定该厂的卫生防护距离,通过合理选址建立厂区自动监测站,对其短期风速及特征进行观测,并选取崇阳气象站作为参证站,延长订正得到厂区近五年平均风速为2.08m/s,其结果与区域风能资源数值模拟结果一致,符合实际情况,最终确定该电源厂的卫生防护距离为500m,提高了职业卫生防护距离标准实施的科学性。     

江西省山地风场风能资源储量及特征分析

论文利用数值模拟GIS空间分析法以及实测与野外勘察调研两种方法规划了江西省山地风能资源的具体分布并定量估算了其储量,此外,还利用山地2座测风塔资料,详细地分析了山地风能资源特性,结果表明:江西省高山地区风能资源呈沿山脉走向的线状分布或孤立山峰的点状分布,技术可开发量约为111×10⁴ kW,技术可开发面积约为136 km²,装机容量约为148×10⁴ kW。山地低层风速和风功率密度较大,随高度的增加略有增大,风切变指数很小,分别为0.017、0.098。山地风场风速和风功率密度日变化明显呈U型分布,正午前后风速最小,凌晨至清晨风速较大,最大风速与最小风速相差1~2 m/s;山地风场有两个接近相反的主导风向,集中在NW-N以及SSW-SSE扇区,对于风机机组布局较为有利。     

中国东南沿海风能资源评价

本文选取322个气象台站(自记158个,非自记174个)10年(1971—1980)风速资料统计计算了3.5—20.4m/s有效风速出现的小时数,年(月)风能和风能密度,风速、风能变化规律;绘制了年有效风能和有效风速频率分布图,进而按风能资源分布规律做出风能区划及风能的高度变化。其次,结合实际风能资料,阐明风能与风力机输出能量转换关系,从而测算出该地区农田灌溉和风力发电的风能资源利用转换值。最后,根据当地实际风能资源、环境、地形及地下水位高低,为选择合理的设计风速或引进适合当地的风力机以及解决当地部分能源提供合理化建议和对该区发展风力机的前景提出了看法。实践证明具有一定的实际应用价值。     

全球海域风能资源评估及等级区划

利用1988年1月至2009年12月具有高精度、长时间序列的CCMP(Cross-Calibrated, Multi-Platform)风场,对全球海域的风能资源进行评估。综合考虑风能密度大小、能级频率、大风频率、有效风速、风能密度的稳定性等各方面,对风能资源进行系统性研究,并对全球海域的风能资源进行区划,为海上风力发电等风能资源的开发利用提供科学依据。研究发现全球海域蕴藏着丰富的风能资源,大部分海域为风能资源的富集区,尤其富集在南北半球西风带,风能资源的贫乏区主要分布于赤道附近和两极零星海域,可利用区和较丰富区主要分布于低纬度海域、太平洋东部中低纬近岸海域、两极大部分海域。     

江苏沿海开发中的海洋环境保护

<正>江苏沿海地区是我国沿海、沿江、沿陇海线生产力布局主轴线的交汇区域,区位优势独特,自然资源丰富,战略地位重要。2009年6月10日国务院常务会议讨论通过了《江苏沿海地区发展规划》,该规划的实施对于促进苏北地区的全面振兴、完善我     

甘肃省1960—2008年潜在蒸散量时空变化及其影响因子

基于甘肃省27个气象站点1960—2008年逐日气温、 降水、 风速、 日照时数、 太阳总辐射和相对湿度数据,应用Penman-Monteith模型和Kriging插值法,分析其潜在蒸散量的时空变化及其影响因子。结果表明:近49 a来,甘肃省不同气候区年均潜在蒸散量变化除河西走廊外均呈上升趋势,并以甘南高寒湿润区上升最显著,变化率为10.36 mm/10 a(α=0.001);在四季变化中,夏季最大,春秋次之,冬季最小,各气候区变化趋势有别。潜在蒸散量空间差异显著,表现为自西北向东南递减,且甘南高原最小,河西暖温带最大。河西、 陇南、 陇中、 甘南及祁连山区年均潜在蒸散量分别与平均风速、 太阳总辐射和最高气温正相关最显著,典型站点与之一致,且辐射项主要受太阳辐射影响,动力项主要受风速影响。     

吉林省的风能潜力(英文)

近两年我国电力突然短缺,已经引起政府的高度重视。由于我国风电发展的紧迫性和风电发展的潜力,特别是国际上正在如火如荼地开发风电的情景,中国- 奥地利政府间双边合作计划将风电评估列入2001～2003 年度合作计划,论文是该计划的成果之一。以我国吉林省为研究对象,采用广泛使用的风机选址算法和空间分布诊断程序( WAsP和ZAWIMOD2),运用数字地形图和遥感资料获得的土地利用图,进而得到数字化的表面粗糙度,再对吉林省的风能潜力进行估算。完成了近1km² 分辨率的距地面60m高度的风速和风能密度计算,并制作了它们的分布图。这是我国第一次在较大区域上估算距地面60m 高度的风速和风能密度,其方法对我国风电资源的评估有重要的借鉴作用。结果显示最有效的风能资源在吉林省的中西部地区,而南部和东部的高风资源区位于山脊和山顶,对风能的开发有一定的限制。     

基于卫星遥感的甘肃省吸收性气溶胶的研究

基于OMAERUV数据日产品，对甘肃省2008~2017年吸收性气溶胶指数（UVAI）的时空分布进行了分析，并对其相关因素进行了探讨，结果表明：该省近10a UVAI空间格局为由西北向东南区域逐步递减，UVAI的高值区域一直分布在酒泉市及邻近区域，为吸收性气溶胶污染源中心；甘肃省UVAI的稳定性呈现从东北向西南区域逐渐降低的规律；UVAI月均值呈现出明显的规律性，每年的月变化均呈现"V"型；四季UVAI水平为：冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季，四季变化规律基本同步，十年来四季的UVAI呈逐渐上升趋势，且四季中主导的吸收性气溶胶来源不同.基于PM_2.5的UVAI指示的空气质量等级分析，甘肃省空气质量以良为主；从气象因素与UVAI相关性分析来看，降水量、气温均与UVAI之间呈现显著正相关，风向也对其空间分布有重要影响；植被覆盖度与UVAI呈现正相关的区域主要分布在甘肃省西北部、武威市中部区域，呈现负相关的甘肃南部天水、陇南等区域为较高的植被覆盖区域.从人类活动因子与UVAI相关性来看，地区生产总值、各产业产值与UVAI有着明显的正相关性，尤其以第二产业与UVAI相关性最高；UVAI与汽车保有量、能源消耗总量及人口密度均存在较强的正相关，说明汽车尾气和工业排放及建筑粉尘也是吸收性气溶胶的重要来源.针对甘肃省UVAI时空分布特点、自然及人类活动因素分析情况，提出了减少人类活动强度等建议.     

2001~2019年气象条件对江苏省PM2.5分布的影响

利用区域在线空气质量模式WRF-Chem模拟研究了2001～2019年气象条件对江苏省PM_2.5浓度分布的影响.在排放源不变的情况下,气象条件引起的江苏省PM_2.5年均浓度的最强正、负异常分别出现在2008和2001年,它们的异常值相对于多年平均值分别占比10.5%和-14.3%,表明气象条件对PM_2.5浓度年际变化有明显影响.经验正交函数分解的结果表明,气象条件对江苏省PM_2.5浓度的空间分布的影响具有一致性.边界层高度、温度、相对湿度、风速和降水整体上都与江苏省PM_2.5浓度呈现显著负相关关系.以上气象因子所构建的线性回归方程能较好地描述PM_2.5浓度和气象条件之间的关系,其拟合值与模拟值相关性为0.73,通过了99%的信度水平检验.     

区域人均基本农田需求面积测算模型及应用——以江苏省为例

为估计一定区域内基本农田保护面积,论文在探讨基本农田涵义的基础上,提出了区域人均基本农田需求面积的计算模型。该模型综合考虑了城乡居民对农产品的消费、复种指数、粮食作物播种面积比例、单产水平以及城市化水平等因素。以江苏省为例,计算1985-2004年江苏省城乡居民人均粮食消耗总当量。在此基础上,计算1985-2004年江苏省人均基本农田需求面积以及估计2005-2020年江苏省人均基本农田需求面积。结果表明,1985-2004年之间,江苏省人均基本农田需求面积平均值为0.054hm₂,考虑在外饮食情况时,该值为0.059hm₂;2005-2020年之间江苏省人均基本农田需求面积平均值为0.057hm₂。     

甘肃省虚拟能行业分布及其省际贸易空间格局

基于投入-产出模型,研究了2007、2010、2012年甘肃省分行业能源的直接和完全能耗系数大小,以及省际贸易中虚拟能源的净输入和净输出特征.结果表明：2007~2012年,甘肃省人均虚拟能源消费量和能源生产总量均呈上升趋势,增幅分别为25.5%和28.2%,13.9%和13.6%,能源消费量增幅远高于能源生产总量.2007~2012年甘肃省虚拟能源在行业间的流动趋势变化明显,其中2007年虚拟能源主要流向工业和交通运输及仓储业,其值分别为2957.41和2336.35万t标准煤.2010年变化趋势与其一致,其值分别为2563.92和3094.53万t标准煤.2012年虚拟能源主要流向建筑业和批发零售及其他行业.其值分别为3690.54和3080.61万t标准煤.2007~2012年,甘肃省虚拟能源总量增加了28.9%,其中建筑业和批发零售及其他行业分别增加了94.7%和92.5%,农业,工业和交通运输及仓储业分别减小了24.4%,42.3%和91.6%.2007~2012年甘肃省虚拟能源呈净输入-净输出-净输入的贸易格局,主要输向河北、内蒙古、上海和陕西等能源总量较多且经济发达的地区,其中工业和交通运输及仓储业为主要输出行业,分别占总输出的36.6%和38.3%;输入主要来源于北京、辽宁、江苏、福建和宁夏等省区.因此,减少省内能源输出量,提高省外输入量对甘肃省经济和能源的可持续发展及利用至关重要.     

基于层次分析法的河北省太行山区泥石流灾害危险性评估研究

在深入分析河北省太行山区泥石流灾害的基础上,采用层次分析法,从泥石流的地形条件、物源条件和水动力条件中选取11个指标作为评价泥石流危险度的评价因子,建立了河北省太行山区泥石流危险度评价模型。所建立的模型中,形成条件所占权重为0.333、物源条件所占权重为0.333和水动力条件所占权重为0.333。利用该模型对当地泥石流沟道进行危险度评价,其结果与实际情况具有较好的一致性。研究表明,运用层次分析法进行河北省太行山区泥石流危险度评价是实用的和有效的。