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。     

北京市紫外线指数的观测研究

1999年5月-2001年10月在北京观象台对紫外线指数(UVI)进行了长期观测，结果表明：UVI季节差异明显，春、夏、秋、冬季的量大值分别为7．85，9．87，4．92，2．99；正午时的平均值分别为3．52，5．31，2．17，1．24。在UVI高峰时段(10：00-15：00)，秋、冬季的UVI基本在0-2范围，对人体危害不大；而0-2，3-4，5-6，大于7的各级UVI的平均累积日照时间春季分别为159，87，47，2min，夏季分别为75，99，93，29min，春、夏季紫外线辐射对人体危害较大。另外，UVI的累积分布显示，春、秋、冬季的UvI多数集中在各季节平均值以下，而夏季正午前后的UvI多分布在其季节平均值以上。     

基于地基GPS层析大气水汽资源的方法研究

大气水汽资源作为一种潜在的水资源,对实现淡水资源的可持续利用具有重要的战略意义。地基GPS层析大气水汽技术为研究大气水汽资源的三维分布提供了定量依据,对于合理开发利用大气水汽资源具有重要意义。论文介绍了地基GPS层析大气水汽技术的基本原理;层析网格的划分是地基GPS层析大气水汽技术的关键问题,文中对国内外地基GPS层析网格划分方法进行了论述,并总结了该技术普遍使用的3种模型,即对流层模型化算法、一般算法和Kalm an滤波法;最后提出地基GPS层析大气水汽技术中存在的问题,并对该技术未来发展方向给出了建议。     

基于无线电探空资料反演大气水汽资源的垂直层结特征

利用1999-2009年的探空资料分析北京地区对流层大气水汽资源的垂直层结特征,采用韦伯和指数分布拟合大气水汽密度的概率密度函数。初步结果表明,各层拟合均通过卡方拟合优度检验,拟合相关系数高,精度高,均方根误差小;韦伯和指数拟合平均相关系数分别为0.93、0.95;拟合均方根误差分别为0.009、 0.01 g/m³,北京地区大气水汽资源的垂直分布符合指数分布规律;有降水时,对流层水汽密度有一定的垂直层状结构,无降水时,水汽密度随高度增加递减。     

基于PCA-TOPSIS方法的河北省冬小麦气候适宜性评价

应用基于PCA-TOPSIS(principal component analysis-technique for order preference by similarity to ideal solution)方法对河北省冬小麦的热量和水分气候资源进行了评价和区划.结果表明,根据冬小麦种植的气候适宜性可将河北省大致分为4个区:河北省南部为最适宜区,水、热资源配合较好;其次为中部和环渤海地区,水、热资源相对不平衡,一定程度上制约了冬小麦的生长发育;再次为东北部地区,水分资源尚可,但热量资源匮乏;最后为北部和西北部地区,水、热资源都较差,最不适宜冬小麦的生长发育.     

一种度量区域旱涝灾害严重性的指标

提出以洛仑兹曲线和基尼系数作为度量降水量空间分布不均匀程度的指标,来表示区域性旱涝程度.对我国区域多年逐日降水量计算的结果表明,它确实可用来做为评价区域性旱涝程度的一种新指标.     

西南水汽通道上昆明站降水中的稳定同位素

位于西南水汽通道上的昆明站降水中的稳定同位素比率具有显著的季节变化。旱季(11~4月)降水中平均δ18O明显高于雨季(5~10月)。显著的降水量效应说明昆明站降水的水汽主要来源于低纬度海洋。与全球大气水线相比,昆明站大气水线的斜率和常数项均较小。这与雨滴在未饱和大气中降落时重同位素的蒸发富集作用有关。统计分析显示,近地面温度露点差ΔTd与降水中稳定同位素比率存在显著的正相关关系。在旱季,受大陆性气团的影响,空气干燥,降水量小,大气中ΔTd大,因此蒸发强,重同位素的富集作用强,从而降水中稳定同位素比率高;在雨季,受来自海洋水汽的影响,空气湿润,降水量大,大气中ΔTd小,因此蒸发弱,重同位素的富集作用轻,从而降水中稳定同位素比率低。据此推测,降水量效应可能是不同水汽来源对降水中稳定同位素影响的产物。     

东北地区土壤湿度的区域性预报模型研究

基于东北地区近30 a（1981-2010 年）土壤湿度观测资料,采用CAST聚类方法进行土壤湿度区划,对各区域土壤湿度的时空变化特征展开分析,建立土壤湿度的分区预报模型。结果表明：东北地区中部的土壤湿度在近30 a 内呈上升趋势,其余部分则呈下降趋势,但北部的下降趋势较小,西部下降趋势较大;各区域土壤湿度的显著影响因子有所差异,但都与前一旬的土壤湿度和降水量有较大的相关性;利用1981-2007 年的数据建立各区域的土壤湿度预报方程,利用2008-2010 年的数据对预报方程进行检验,土壤湿度的预报平均相对误差小于13.67%,预测值与观测值较为接近,基本可反映土壤湿度的实际变化情况。     

青藏高原及周边地区大气水汽资源分布和季节变化特征分析

利用2001年青藏高原及周边地区的地基GPS观测资料、M O DIS卫星遥感资料和N CEP格点再分析资料分析了青藏高原及周边地区大气水汽分布及其变化特征。研究结果表明,青藏高原东南部地区大气总水汽量的年变化在0.3～3.0cm之间,高原其它地区大气总水汽量的年变化在0.2～2.0cm之间;青藏高原东南部河谷的导流作用非常显著,是暖湿气流进入青藏高原内部地区的重要途径;地理纬度和海拔高度决定了青藏高原地区南湿北干的大气水汽分布特征,而大气环流变化则是造成青藏高原及周边地区大气水汽分布季节变化的主要原因。