夏季风影响过渡区的动力学粗糙度的特征分析

利用北方协同观测试验中夏季风影响过渡区榆中站、定西站和兴隆山站观测资料,分别代表草地、农田、混合型下垫面,采用通量廓线方法计算了各下垫面的粗糙度,分析了下垫面动力学粗糙度随风向、风速、摩擦速度和热力稳定度的变化特征及其与风速、热力稳定度的参数化关系.结果表明,动力学粗糙度随风向有明显的变化,因风向区间通量的不同而不同;动力学粗糙度与风速整体呈负相关,且在不同站点存在显著差异,在草地和混合型下垫面的相关性较好,而在农田下垫面相关性较差.动力学粗糙度与摩擦速度的关系相对较为复杂,在小摩擦速度区间随摩擦速度递增而递增,在大摩擦速度区间随摩擦速度的递增而递减.大气稳定时,粗糙度随热力稳定度呈显著负相关,大气活跃时,粗糙度随热力稳定度呈正相关.     

两种编制地位指数表方法的比较

以马尾松优势木的解析木为基础,得出导向曲线.并分别利用标准差调整法和比例法即相对优势高法编制地位指数表.利用直观比较、采用卡方检验、剩余标准差、剩余残差平方和计算指标对比两种编表方法的精度.最终确定利用比例法编制的马尾松地位指数表更适宜于在福建地区使用的结论.     

不同下垫面大气稳定度分类方法的对比研究

利用戈壁沙漠、低矮丘陵山地和沿海地区等不同下垫面的气象塔层和地面气象观测资料, 分别采用 P- T方 法、ΔT 法、ΔT/U法、ΔT/U²法、辐射法和风向标准差(σ_θ)法计算大气稳定度, 并进行对比分析。结果表明: ΔT/U²法和风向标准差法对周边地形的影响较敏感, 辐射法是最适合这 3 种下垫面大气稳定度分类的方法。     

不同人为干扰地表条件下湍流通量特征的研究

利用1993至1994年日本国家农业环境研究所与中国科学院沙漠研究所合作在内蒙古奈曼地区实测的8种下垫面（沙丘、草地、4种放牧强度的草原、玉米田、大豆田）的净辐射、土壤热通量、2个高度的温度、相对湿度和风速等微气象资料，分别采用Bowen比法和空气动力学方法计算了不同下垫面的感热通量和潜热通量，并将两种方法的计算结果作了比较.结果表明：采用空气动力学方法计算的感热通量与Bowen比法的计算结果相比有偏大趋势，且随稳定度参数Richardson数Ri的减小，两者的差增大.在植被较多的下垫面，两种方法计算的感热通量相关性较好.对于潜热通量，植被覆盖率越大的下垫面，空气动力学方法的计算结果偏小越多.     

干旱半干旱区不同下垫面边界层特征分析

选取干旱半干旱区具有不同下垫面特征的黄土高原和河西走廊代表站点2006-2013年的探空资料,对其边界层高度、边界层内的位温、比湿、风速等特征量在不同时间、不同高度的变化特点进行了比较分析,结果表明07:15两地区边界层高度多在300～600 m,且黄土高原地区要高于河西走廊地区;19:15两地区边界层高度多在200～500 m左右,且河西走廊地区要高于黄土高原地区.两地区边界层高度的变化均呈现出一定的周期性,在每年4、5月份左右达到峰值.黄土高原地区位温及其随高度递增率整体大于河西走廊地区;黄土高原地区比湿整体大于河西走廊地区;河西走廊地区风速廓线随高度变化差异大于黄土高原地区.各特征参数随着高度的增加,差异逐渐减小,说明下垫面对边界层特征的影响在近地层表现得尤为明显.     

不同下垫面垂直风切变特征对比

利用中国西北、北方东部和南方地区的10个测风塔风速资料,研究了不同区域风切变的特征及差异.结果表明,西北、北方东部和南方垂直风切变存在明显的年变化和日变化,秋冬季大、春夏季小;夜间大,白天小;风切变的年变化和日变化与边界层稳定度的年变化、日变化有关.风切变的大小与下垫面有关,下垫面平缓地区风切变比较小,地形起伏大的地区风切变比较大.海滨地区的垂直风切变值明显大于内陆.     

基于标准差因子赋权法的农田土壤重金属潜在生态风险评价

利用标准差因子赋权法改进传统的潜在生态风险评价模型,并对福州市工业园区周边农田土壤中8个代表性采样点中Zn、Pb、Cr、Ni、Cu5种重金属污染的潜在生态风险评价进行实证研究.结果表明,传统法和改进后的模型对该地区土壤重金属综合危害程度的评价均为中等水平,但应用改进法计算的潜在生态危害指数值较传统法均有不同程度的增加,其中5个点位危害程度的等级提高1个级别.因此,标准差因子赋权法改进的潜在生态风险模型对土壤重金属污染的评价精度更高,结果更客观.     

基于实测数据的西北地区风电场风场及尾流特性分析

基于西北地区某风电场2015—2016年的风速风向实测数据,分析了风电场风塔的尾流特性,并与现有风力机尾流模型进行了对比分析.在此基础上,对在远尾流场作用下的风速风向、湍流强度、湍流积分尺度、概率密度分布等风场特性进行了详细分析.研究结果表明:现有的Jensen模型、Park-Gauss模型与实际工程中多个尾流作用下的风电场尾流特性存在差异.在多风向多尾流叠加作用下,当风速大于10 m/s时,各风塔湍流强度随着平均风速的增长呈增大趋势,风电场内部风塔湍流强度在低湍流段更加集中,外围风塔湍流强度随平均风速的增大速率略快于内部风塔,而湍流积分尺度随平均风速的增大程度总体慢于内部风塔,且外围风塔实测风速更加接近高斯分布.     

基于ArcGIS和熵值法的四川省各市州耕地利用集约度时空差异研究

本文基于熵值法和四川省复杂多样的地形,构建了包括"投入强度"、"利用强度"、"产出强度"和"可持续状况"这四个准则层,共12个指标的评价体系,以五年为一个跨度,计算出四川省各市州2006~2016年这十年的耕地利用集约度.运用标准差椭圆法,基于ArcGIS10.2软件,直观地展示了这三个时间截面上耕地利用集约度的空间分布差异和变化状况.研究结果显示:(1)四川省耕地利用集约度较高的市州位于中部偏东,其范围与成都平原基本吻合,中心位于资阳市的西北部并逐渐向东南移动,最大偏移距离为48km;(2)2006~2011年,东北——西南轴上的市州耕地利用集约度普遍高于东南——西北方向上的市州,但逐渐放缓;2016年的标准差椭圆在各方向的差异进一步缩小.(3)四川省各市州的耕地利用集约度在三个时间截面的标准差分别为3.286,2.474和1.961,区域之间的集约利用程度趋于平衡.     

城市冠层粗糙度对暴雨云团运动和降雨落区的影响

城市下垫面因其特殊的动力学和热力学特性,会对降雨产生影响。该研究以雄安新区为例,利用中尺度气象模式(WRF)对2016年7月20日的大规模暴雨事件进行模拟,采用不同城市冠层粗糙度方案设置,研究城市冠层粗糙度对暴雨云团运动和降雨落区的影响。结果表明,城市冠层粗糙度对暴雨云团的运动和降雨落区有显著影响:当城市冠层粗糙度较小时,云团经过城市时被加热,产生水汽辐合和雨岛效应,从而增加城区和下风向的降雨;当城市冠层粗糙度较大时,云团在城市上风向停留,使城市上风向降雨增加;城市冠层粗糙度进一步增加会改变暴雨云团的运动方向,使城市周边降雨增加。该研究评估了城市冠层粗糙度对降雨的影响,为未来城市规划与建设提供了科学依据,对城市降雨模拟的参数选择具有参考意义。     

单塔和双塔情况下大型冷却塔的表面风压研究

针对大型冷却塔在单塔和双塔情况下的表面风压分布,应用风洞试验方法进行研究,采用增加模型表面粗糙度的方法来补偿模型试验的雷诺数效应,通过与以往成果的比较以确定合理的粗糙度,进行变风向角和塔间距工况的双塔干扰试验.研究表明:模型表面粗糙度对冷却塔外表面风压系数有较大影响;双塔串列时前塔对后塔的影响远大于后塔对前塔的影响;斜列时可根据前塔对后塔的干扰程度并按风向角划分为3个区域.同时给出典型塔间距下考虑风向角因素的后塔体型系数包络线,供设计参考.     

冷却塔群间“狭管效应”对风速影响的统计分析

为研究群体高层对风速风向的影响,以与群体高层类似的嘉峪关酒钢电厂冷却塔群为例,在电厂冷却塔群附近及空旷地带设立2个测风塔,进行风速、风向对比观测,研究冷却塔群间"狭管效应"对风速风向的影响。数据分析表明,冷却塔群的存在使10 min平均风速降低,但是对2 s瞬时风速影响不大,同时2 s最大风速与10 min平均风速比值增大。     

平鲁县风能资源状况分析

通过对平鲁区近30年风观测资料的综合分析,发现平鲁区多年年平均的风速日变化范围在2.5m/s～5m/s之间,风速的日变化主要随太阳辐射的变化而变化,风速的大小受太阳辐射、下垫面和地形影响较大。指出平鲁区每年4月份的风速最大,3月份风速次大,全年风速最大的季节在春季,冬季次之,夏季风速最小;全年的风能主要是由西北偏西风和西风提供,这两个风向的风能占到总风能的72%;多年的年平均风速没有明显的增大或减少趋势。     

稳定、中性条件风速标准差对烟幕扩散的影响

为了更好发挥发烟装备的使用效果,需要研究风速标准差对烟幕扩散的影响规律.通过分析现场观测数据,研究了稳定、中性层结条件下3个方向风速分量标准差与稳定度分类判据SR数及平均风速之间的关系,运用高斯烟羽模式结合实测平均风速和风速标准差计算了烟幕在大气中的扩散效果,分析了平均风速和风速标准差对烟幕有效遮蔽区域长度、高度、面积的影响规律.结果表明,烟幕有效遮蔽区域长度和高度的主导因素分别为垂直方向风速标准差和平均风速;相同的稳定度类别和近似的平均风速条件下,风速分量标准差可能存在较大差别,导致烟幕有效遮蔽区域的长度和面积可能存在量级上的变化.因此,在发烟装备评价和使用过程中,观测并参考风速标准差是很有必要的.     

兰州东部地区冬季地面风场特征

根据１９９６年１２月在兰州市东峡口及东部山区多个观测点的地面风观测资料,分析了各个观测点的风向频率、静风频率、平均风速、风向和风速的日变化特征,以及地面流场特征,结果表明,冬季兰州东部地区的最多风向为东风或偏东风,静风频率比较高,平均风速较小,不同地点的风向日变化规律不尽相同。盆地风内速日变化幅度较大,东峡口及其东部山区的风速具有明显的日变化。东峡口外风速在傍晚迅速增大,夜间风速较白天变化为小,上     

基于时域法的不同塔架风力机抗台风分析

为探讨不同塔架形式风力机的抗台风性能,基于Abaqus有限元软件建立4种不同塔架形式的风力机一体化模型,用自回归(AR)法对脉动风时程进行模拟,分别进行了模态分析和台风时程分析.结果表明,风轮和机舱对风力机自振频率的影响较大;钢筋混凝土锥筒塔架的最大顺风向位移随台风风速的增加呈平缓线性增加趋势,而其他3种塔架的位移随风速的增加表现为非线性增加.钢管格构式塔架为轻型柔性结构,其风载响应最为显著,钢锥筒塔架次之,而钢筋混凝土塔架因具有较大的自重和刚度,其位移响应最小,抗风性能较好.     

基于数值模式的风场时空变化特征的统计分析

统计分析风场时空变化的特征,掌握其变化规律,可以提高风场预报的准确性。利用WRF模式对大气状态进行模拟,优化配置物理过程参数化方案,采用多层嵌套、双向反馈。以2 h为时间间隔的风场状态变化作为统计的风差样本,重点关注超过规定阈值大小的显著风差样本的分布,将风差样本标注在地图上,制作显著风差样本图。统计了显著风差样本数量在一天中的累积分布、风差样本的大小在垂直方向的分布,以及风场状态在各个高度层之间的差别。选择银川河东机场区域作为WRF模拟区域,对该区域一年的风差样本进行统计分析。结果表明:复杂地形条件下,不同区域风场变化的剧烈程度有很大的差别,但由同一因素引起的显著风差样本的变化趋势是一致的;风场时空变化的剧烈程度随着高度的增加而减弱。     

风的湍流特性两种分析方法的比较及其应用

风的湍流特性实测研究中常用两种分析方法：矢量法是水平风速风向由二维风速矢量表示，即自然风为纵向分量和横向分量的矢量和；标量法是水平风速用绝对风速和风向两个标量表示．由于对水平分量的定义差别，两种方法对应的湍流脉动特性分析结果（如平均风速、阵风因子、湍流度、功率谱密度和湍流积分长度等）不一致，将两种方法用于分析广东、上海、福建和江苏等地实测的四组脉动风速数据，结果证明不同的分析方法给统计结果带来差异，差异的大小随着风的脉动强度增大而增大．     

北京市秋季大气边界层结构与特征分析

利用2000年9—10月北京市西部城、郊3个站点的探空资料,分析该地区秋季边界层高度的平均变化规律,探讨边界层内温度、风向、风速的廓线性质和结构特征,了解其时空变化和差异。结果表明,北京市秋季白天边界层最大高度平均约1km,夜间稳定层高度在200～400m之间。晴朗天气里,白天城区边界层温度高于郊区,反映出城市热岛的作用,夜间热岛现象不明显。较低的边界层高度和其顶部经常维持的强稳定层(强逆位温层)阻断上下层流动的关联,有利于近地面大气维持静稳状态和该季节雾、霾天气的出现。夜间约400m以下气层的流动大体分为3种形态,即整层小风型、低空急流型和贴地风速极大型。温度层结与夜间流动结构有密切对应关系。     

桥梁顺风向等效风荷载计算方法及其分布

桥梁等效风荷载一般被分为平均风荷载、等效背景风荷载和惯性风荷载 3部分 ,分别计算后再按一定的方式将其组合为总的等效风荷载 .对于惯性风荷载 ,一般可根据结构随机振动理论采用模态分解的方法计算得到各阶振型对应的惯性力 ,然后采用完全平方组合 (CQC)法或平方和开方 (SRSS)法将它们组合起来成为总的惯性风荷载 .对于背景风荷载 ,目前主要有荷载响应相关 (LRC)法和经典的模态分解法 .前者得到的背景荷载的分布形式与风压和结构响应的影响函数有关 ,而后者得到的分布形式则与惯性荷载相似 ,两者得到的结果可能并不相同 .这里主要研究LRC法和模态分解法 2种桥梁等效风荷载的计算方法 ,对 2种方法的区别和联系进行讨论 ,并给出风荷载 3个部分的组合方式 ,最后还给出了数值算例 ,进一步对不同计算方法和组合方式进行比较