宁夏铁路沿线大风及强降雨分布特征

为了研究气象灾害对宁夏铁路安全行驶的影响,利用宁夏铁路沿线9个气象站的大风和降雨量资料,统计分析了铁路沿线大风和强降雨的分布特征．结果表明,宁夏铁路沿线大风盛行风向为WNW,NW,NNW,年平均出现比例均超过30％,北部各站风速明显大于南部;各站3—6月平均大风日最多,占大风总日的48％以上;惠农站是大风中心,平均7d就有1次大风天气,年平均大雨和暴雨次数从北向南递增,各站大雨和暴雨均集中出现在7—8月,固原站是大雨和暴雨中心;各站1h最大降雨量主要出现在30mm以内,出现比例大于85％,惠农站降雨量超过60mm,     

以0.25s间隔对近地层风速风向的观测

为给出周期为0.5s的自然风脉动频谱,采用EN2型风速风向传感器及特制的EN型风数据记录仪,以0.25s为间隔对沿海及山地近地层风速、风向数据进行了测记。结果显示不同地貌上自然风在1s内有明显波动过程,风速在0.5s内可由9级增至10级,其动能及风压力增加0.36倍;风向在0.5s内可有39°变化。比较0.25s测值和1s测值,前者更能准确反映自然风脉动特征。     

以0.25s间隔对近地层风速风向的观测

为给出周期为0.5s的自然风脉动频谱,采用EN2型风速风向传感器及特制的EN型风数据记录仪,以0.25s为间隔对沿海及山地近地层风速、风向数据进行了测记.结果显示不同地貌上自然风在1s内有明显波动过程,风速在0.5s内可由9级增至10级,其动能及风压力增加0.36倍;风向在0.5s内可有39°变化.比较0.25s测值和1s测值,前者更能准确反映自然风脉动特征.     

山东沿海风能资源分布特征及评估

利用山东省沿海测风塔70 m高度完整1 a的观测资料计算分析风能资源参数特征.结果表明:山东沿海地区平均风速与有效风功率密度分布特征相似,烟台沿海区域平均风速及有效风功率密度最大分别达到6.7 m/s、463.5 W/m2,沿海北部地区风能资源最为丰富,日照地区最少;受海陆风作用,春季风能资源最好,其次是冬季,夏季最差,风速最大值基本出现在14—16时;年有效风能时数及百分率分别为7 440 h、85%;风能密度分布基本以偏北或偏南方位较大.沿海区域风能资源分布特征与长年代评估结果及数值模拟结果基本一致.     

南海岛屿气象参数与建筑能耗分析

分析了海洋气候下东沙群岛、西沙群岛和南沙群岛中部分岛屿的温湿度、风速风向和太阳辐射等气象参数特征,并与临近陆地城市（广州、三亚）进行对比;通过DeST软件模拟比较了典型居住建筑和办公建筑在陆地站点和岛礁站点的能耗差异。结果表明,岛礁温湿度较高且年较差小,全年保持相对高温高湿,年平均风速高于陆地站点,太阳辐射多分布在强辐射范围,对于居住建筑和办公建筑岛礁建筑能耗均远高于陆地。     

贺兰山风电场风能资源特性分析研究

利用贺兰山风电场测风梯度塔实测资料,采用最小二乘法等数学物理方法分析研究了贺兰山风电场的风能资源特性．结果表明,风速幂指数四季变化明显,冬季最大,夏季最小;不同高度的风速频率分布近似满足韦布尔函数分布;10m年平均风速〉5．5m／s,平均风功率密度大于210w／m^2,50m年平均风速在7．0m／s以上,平均风功率密度在400W／m^2以上,属风能丰富区;风能资源随着高度的增加而增大,适当提高风力机的安装高度,能够明显提高风能的利用率．     

珠江流域NDVI对气温和降水的响应特征

利用1999—2012年逐旬SPOT4-VGT NDVI数据和气象站点的月平均气温和降水资料,运用相关分析法研究了珠江流域NDVI在全年和季节尺度上对气温和降水变化的响应特征。结果表明,珠江流域NDVI总体上对气温变化的响应较降水显著,最大响应滞后期分别为1和2个月;春、秋季NDVI对气温变化的响应大于降水,而夏、冬季相反;NDVI对气温最大响应滞后期较长,而对降水较短。在空间分布上,NDVI对气温变化的最大响应表现为流域中部大于东部和西部,而春、冬两季中部大于东部和西部、夏季西部大于中部和东部、秋季中部大于西部和东部;而对降水变化的最大响应表现为东部大于中部和西部,春季中部大于东部和西部,夏、秋两季西部大于中部和东部,冬季东部大于中西部。     

宁夏盐池通用机场预选场址气象条件可行性分析

利用气象站近10年逐时和逐日气象观测资料,对盐池通用机场预选场址的风速、风向频率、温度、降水,以及低能见度、低云、沙尘、雷暴、积雪、大风、冰雹等影响机场场址选择的天气气候条件进行了分析.结果表明,盐池通用机场预选场址区域具有年平均风速低,风向季节变化规律明显,年静风频率高的气候特点.全年各月平均风速在2.1~3.0 m/s,风向以WSW,W,WNW和SSE为主,累计频率超过30%.0.0~5.0 m/s风速等级风和静风的累计频率达90.6%.整个机场预选场址区域低能见度日数少,能见度好;出现小于800 m,800 m~2 km,2~4 km的能见度天气的年平均日数分别为2.7,2.9,2.0 d;大风、雷暴、冰雹、闪电、沙尘暴等天气年平均日数分别为13.2,17.2,0.3,10.8,13.4 d.总体而言,整个预选场址具备建设通用机场的优良的天气气候条件,非常有利于该通用机场工程的设计及将来的安全运行.     

绿色植物在建筑风环境设计中的应用

从冬夏两个季节提出了建筑风环境设计的要求以及绿色植物的影响,介绍了相关研究方法,运用CFD模拟,通过结合典型实例,说明绿色植物在建筑风环境设计中的应用.结果表明：绿色植物可以兼顾风环境在不同季节和不同风速的需求,冬季可以降低风速,夏季可以在控制人员活动区域风速的前提下增强建筑的自然通风效果.     

上海地区风驱雨气候特征分析

风驱雨是建筑物抗风雨设计需要考虑的主要因素之一.利用2006—2015年上海宝山气象站逐时降水、风速和风向观测数据,分析了上海地区降水、风的气候背景和降雨时风环境特征,计算了年风驱雨量指数和风驱雨荷载指数,评估了不同时间分辨率数据对指数计算值影响,所得主要结论如下:(1)宝山站小时出现降水的气候频率接近10%,超过99%的样本小时降水量小于5 mm,降雨集中时段为夏季.宝山站全年盛行风向依次为东北、东和东南,其中东北风多出现在秋季和冬季,东和东南风多出现在春季和夏季.(2)宝山站出现降雨时的风环境与全体样本统计值有明显差异,出现降雨和极端降雨时的主要风向均为东北和东,且平均风速较全体样本平均值明显偏大.(3)宝山站的年风驱雨指数为3.8 m~2·s~(-1),风驱雨荷载总体呈现东北方位大、西南方位小的特点,其中东北和东两个方位的风驱雨荷载指数年均值分别为413.0 mm和388.3 mm,西南方位为103.7 mm.(4)基于日值、月值和年值统计数据计算得到的年风驱雨量指数值均较基准值(基于小时数据)偏低,其中年值偏低最多,日值最少.相关研究成果可望为上海的建筑设计和城市规划等工作提供参考.     

基于风环境模拟对高层住区布局的优化

居住区风环境是衡量居住环境的重要要素。以合肥市某居住区规划设计方案为样本,选取规划设计阶段的两套方案,运用Airpak软件进行数值模拟,分析两套方案在夏季和冬季不同风场条件下的风环境。依据国家现行标准对1. 5 m人行高度处风速、风压等评价指标进行优劣评价,归纳建筑布局对风环境的作用和效应,得出构建开敞的通风廊道能够充分改善夏季住区内部的通风效果。旨在优化高层住区的风环境,为构建舒适健康的居住区规划设计提供理论指导。     

建筑能耗计算的海洋气象参数逐时化方法

为获取适用于海洋性气候条件下关键节能气象参数的逐时化方法,针对温度、露点温度、相对湿度、风速、大气压5种节能计算气象参数,通过对比内陆代表城市和沿海代表城市,分析了线性插值、三次样条插值、分段三次Hermite插值、Akima插值和径向基插值法在海洋性气候条件下的适用性及特点。研究表明：海洋性气候条件下,冬季温度最佳插值法为三次样条插值,湿度为Akima插值,夏季温度和湿度的最佳插值法同为分段三次Hermite插值;露点温度的最佳插值法在冬、夏两季同为线性插值法、风速和大气压的最佳插值法在冬、夏两季同为Akima插值法;不同气象参数的插值准确性在相同的季节整体变化趋势相同,夏季插值精度由小到大为风速、露点温度、湿度、温度、大气压,冬季为露点温度、风速、湿度、温度、大气压。露点温度、湿度和风速插值精度受地域影响程度较大,三者受地域影响由小到大依次为湿度、露点温度和风速。温度、大气压数据插值精度受地域影响小。     

上海横沙岛风能资源评估

由于全球能源和环境危机,人们加快了对风能利用的研究与开发,而风能资源评估是有效利用风能的关键.根据对横沙岛测风数据的处理,分析了横沙岛的风速变化规律,对有效风速、风向频率、风能密度、有效小时数和风速频率进行了评估,其风能资源评估结果为建立风力发电场提供了理论依据.     

近50年山东省蒸发皿蒸发量变化趋势及影响因素分析

以山东省境内18个国家级气象站1961～2008年逐日实测数据为基础,选用统计分析、相关分析和Mann-Kendal非参数检验等方法对近50年来山东省蒸发皿蒸发量及其影响因素的变化趋势进行分析。结果表明:近50年来山东省的蒸发皿蒸发量呈现下降趋势,下降速率为8.78mm／a;尤其在夏季和春季下降最显著;从空间分布看,蒸发皿蒸发减少量由沿海地区向内陆地区逐步加大。通过与同期太阳净辐射、风速、气温和水气压差等气象因素对比分析,认为蒸发的下降是多种因素共同作用的结果,其中主要是由太阳净辐射和风速的下降引起的。     

风荷载的非高斯性对风机结构疲劳损伤的影响

为分析非高斯风荷载作用下风机结构的疲劳寿命,在穿越模型基础上,根据Monte Carlo模拟生成某典型风机正常风速条件下,高斯、非高斯硬化和软化3种风场的风速时程,用于分析风场的非高斯性对风机结构疲劳损伤的影响.由叶片的气动模型和多体动力,计算出风机的动力响应,并对响应的时域特性进行分析.基于线性损伤累积和线性裂纹扩展理论,对裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命进行详细讨论.结果表明:不同概率特性风场作用下风机动力响应的最大值有所不同,且风机响应的非高斯性较风场的非高斯性减弱;在年平均风速较小地区,风场的非高斯性对风机疲劳寿命影响较小;但随着年平均风速的增大,非高斯性对疲劳寿命的影响显著增大,当年平均风速为7 m/s和9 m/s时,相较于高斯风场,软化过程的裂纹形成寿命减小约10%.因此,在年平均风速较大地区,需要考虑风场的软化特性对风机结构疲劳损伤的影响.     

遥感技术应用于河流对城市气候影响研究

为了确定松花江水域冬夏季对哈尔滨市及周边区域的影响,给城市河流规划与合理利用提供正确的理论支持,采用地面数据采集与遥感数据采集相结合的方法,对2004年1月25日和6月1日的热红外遥感影像图进行分析,以流经哈尔滨市的松花江段为研究对象,根据冬夏季温度、相对湿度分布,确定松花江城市河道对周边区域的影响.研究结果表明:在夏季,市区温度较郊区温度低,水域两侧地表温度呈递增分布,且变化趋势北岸比南岸明显,湿度市区较郊区高,市区以松花江及毗邻地区为湿度分布中心,且北岸比南岸影响半径大.在冬季,市区温度比郊区温度高约4℃,水域两侧温度分布差异明显,冰封水体表面温度与南岸温度接近,比北岸温度高约2℃,湿度分布符合城市干岛效应,市区湿度比郊区低约1%.该成果为后期地面定点观测和移动测量奠定了数据基础与技术支撑.     

基于CALIPSO数据的沿海区域气溶胶光学特性时空特征

气溶胶可以直接和间接地影响大气辐射,从而对全球气候产生重要影响。利用AERONET地基气溶胶光学厚度观测数据对CALIPSO气溶胶光学厚度数据进行验证,并利用2010年3月至2020年2月的CALIPSO Level 2数据产品分析了沿海区域及两个典型区域(京津区域和珠江三角洲区域)气溶胶光学特性时空分布,通过分析气溶胶光学厚度、消光系数、退偏比和色比得到沿海区域及两个典型区域气溶胶光学特性的变化特征。结果表明:①沿海区域气溶胶光学厚度存在明显的时空分布特征及季节变化规律,整体呈现北高南低的分布; 沿海区域北部气溶胶光学厚度夏季最大,南部春季最大,南、北部夏季气溶胶光学厚度差值最大。②沿海区域北部的天津及河北中部气溶胶消光系数较大,消光范围主要集中在4 km以下,气溶胶色比及退偏比较大; 沿海区域中部秋季和冬季气溶胶消光系数高值范围大于沿海区域北部; 沿海区域南部气溶胶消光系数四季都较小,消光范围主要集中在2 km以下,气溶胶退偏比较小,但气溶胶色比较大。③京津区域气溶胶光学厚度总体高于珠江三角洲区域; 京津区域夏季气溶胶光学厚度平均值最大,珠江三角洲区域春季气溶胶光学厚度平均值最大; 两个典型区域气溶胶光学厚度整体呈下降趋势。④京津区域每年消光系数都偏大,消光系数高值集中于夏季,2017年气溶胶消光系数开始逐渐减少,气溶胶退偏比及色比相对较大,两者随着高度的增加大体上也呈现增加趋势,该区域主要以非球形大颗粒气溶胶为主; 珠江三角洲区域气溶胶消光系数整体小于京津区域,春季气溶胶消光系数较大,气溶胶退偏比较小,粒子偏球形,但气溶胶色比较大,说明粒子颗粒比较大。