衛(wèi)星資料與數(shù)值模式在中國近海風(fēng)能資源評估中的應(yīng)用研究.pdf

1、通過2000-2007年QuikSCAT衛(wèi)星遙感資料(15° N-35°N，105°E-135°E)與海上觀測站風(fēng)速資料對比分析，檢驗(yàn)了中國近海衛(wèi)星遙感風(fēng)速的可靠性，進(jìn)而計(jì)算了中國近海年平均風(fēng)速與有效風(fēng)能密度。利用中尺度數(shù)值模式MM5模擬了中國近海年平均風(fēng)速與有效風(fēng)能密度。進(jìn)一步分析了模式風(fēng)速與衛(wèi)星遙感風(fēng)速的分布型，使用pattern-scaling方法，綜合得到了中國近海年平均風(fēng)速。主要結(jié)論如下： (1)使用中國近海石油平臺(tái)觀

2、測站、海上測風(fēng)塔、浮標(biāo)站和島嶼站實(shí)測資料與對應(yīng)時(shí)間衛(wèi)星遙感風(fēng)速進(jìn)行對比分析發(fā)現(xiàn)，海上測風(fēng)塔實(shí)測風(fēng)速與衛(wèi)星遙感風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)誤差最小，其次是石油平臺(tái)與浮標(biāo)站，島嶼站實(shí)測風(fēng)速與衛(wèi)星遙感風(fēng)速的相對誤差最大：分析空間相關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn)，觀測站與其周圍大片海域衛(wèi)星遙感風(fēng)速相關(guān)系數(shù)較高，表明衛(wèi)星遙感風(fēng)速能較好地反映海上風(fēng)速變化，但數(shù)值比實(shí)測偏大，可以通過擬合的方法，將衛(wèi)星遙感風(fēng)速訂正的比較合理。 (2)衛(wèi)星遙感季(1，4，7，10)平均風(fēng)速，東海、黃海

3、、渤海呈南高北低的分布型態(tài)，30°N以南地區(qū)風(fēng)能資源豐富，30°N以北風(fēng)能資源相對較??；南海則為東高西低分布型。年平均風(fēng)速最大區(qū)域位于臺(tái)灣海峽，這是由于盛行風(fēng)向與臺(tái)灣海峽走向一致，臺(tái)灣海峽狹管效應(yīng)導(dǎo)致空氣輻合，風(fēng)速加大。 (3)對目前風(fēng)能資源評估使用的主要模式進(jìn)行了比較，加拿大風(fēng)能資源評估模式WEST與中尺度模式MM5模擬結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，MM5模擬風(fēng)速更接近中國近海實(shí)測風(fēng)速。其主要原因是WEST的初始場不區(qū)分海陸溫度差異，在模式運(yùn)

4、行中逐步提高地形，氣流適應(yīng)地形變化，最終得到在實(shí)際地形下的風(fēng)速分布，而MM5模式初始場為實(shí)際地面溫度，能比較真實(shí)的反映實(shí)際海陸溫度差異。 (4)使用中尺度數(shù)值模式MM5進(jìn)行中國近海風(fēng)資源模擬過程中，將中國地面觀測資料同化到模式中，結(jié)果表明，同化地面觀測資料模擬結(jié)果風(fēng)速變化響應(yīng)時(shí)間較無同化觀測資料模擬結(jié)果減小，響應(yīng)強(qiáng)度加強(qiáng)。比較25km和250km影響半徑下的同化結(jié)果可知：影響半徑為25km相對于250km的下的風(fēng)速響應(yīng)時(shí)間更短，

5、響應(yīng)幅度更大，與實(shí)測風(fēng)速相對誤差更小。 (5)利用MM5模擬2007年全年逐日逐時(shí)風(fēng)速，與側(cè)風(fēng)塔觀測數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，MM5模擬風(fēng)速與實(shí)測年平均風(fēng)速接近，與實(shí)測風(fēng)速相對誤差較小。MM5模擬結(jié)果、衛(wèi)星遙感與實(shí)測風(fēng)速相比，相對誤差MM5模擬結(jié)果較小，而相關(guān)系數(shù)則衛(wèi)星遙感較高。 (6)根據(jù)衛(wèi)星遙感的空間分布型最接近實(shí)際和數(shù)值模擬的空間平均值最合理的實(shí)際情況，將氣候變化領(lǐng)域中常用的pattern-scaling方法引用到模擬和衛(wèi)星遙