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自制铂丝温度脉动仪与超声风温仪温度脉动观测的对比研究

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高原气象 1995年第2期14卷 243-249页

作者：张宏升陈家宜张霭琛北京大学地球物理系

本文利用１９９２年８月进行的ＨＥＩＦＥ仪器比较实验的湍流资料，给出了自制铂丝温度脉动仪与超声风温仪进行温度脉动观测的水平比较及分析。结果表明：（１）总体上，两种探头测定的温度脉动方差和相应的温度通量一致性良好，但随着... 详细信息

本文利用１９９２年８月进行的ＨＥＩＦＥ仪器比较实验的湍流资料，给出了自制铂丝温度脉动仪与超声风温仪进行温度脉动观测的水平比较及分析。结果表明：（１）总体上，两种探头测定的温度脉动方差和相应的温度通量一致性良好，但随着稳定度增强，超声风温仪测定的σｔ略低于铂丝值；温度谱的比较表明，因观测高度较低，超声路径平均效应引起的高频削减已起作用。（２）超声风温仪测定值的修正量显著小于前人的报导，除湿度低、地面蒸发小外，也反映了对不太高的近地面层观测而言，实验场地水平均匀性好，在通常风速条件下地面切应力较小。

关键词：铂丝温度仪超声风温仪温度脉动温度通量

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松林冠层大气湍流结构观测研究

气象 1993年第12期19卷 13-18页

作者：麻益民郜永祺李德新胡景琳中国科学院大气物理所北京100029

为了更好地了解大气与森林的物质和能量交换,用二层三维超声风速温度仪测量了重庆市郊松林风速和温度脉动值。采样速率为每秒1次和11次,数字量记录。计算了湍流动量通量和热通量的日变化,以及湍流风速的统计量和功率谱。结果表明,冠层... 详细信息

为了更好地了解大气与森林的物质和能量交换,用二层三维超声风速温度仪测量了重庆市郊松林风速和温度脉动值。采样速率为每秒1次和11次,数字量记录。计算了湍流动量通量和热通量的日变化,以及湍流风速的统计量和功率谱。结果表明,冠层上动量通量向下传输,而冠层内大多向上传输;冠层内湍流风速u的三阶矩平均值大于零,w的小于零;冠层上无因次湍流风速分量u、w标准差和无因次湍流动能耗散率与局地Monin-Obukhov长度相关,而在冠层内不存在这种相关性;满足“-2/3”幂次律的u,w功率谱惯性区在冠层上和冠层内都存在。

关键词：湍流测量超声风温仪松林

多普勒激光雷达探测台风“利奇马”边界层风场精度分析

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热带气象学报 2020年第5期36卷 577-589页

作者：史文浩汤杰陈勇航赵兵科汤胜茗杨文杰邬贤文东华大学上海201600 中国气象局上海台风研究所上海200030

多普勒激光雷达在台风等强天气背景下的探测能力亟待研究,为此将多普勒激光雷达与70 m测风塔超声风温仪在同址同高度探测台风“利奇马”影响期间的边界层风场数据进行对比,并分析多普勒激光雷达的误差分布以及变化情况。结果显示:在高度... 详细信息

多普勒激光雷达在台风等强天气背景下的探测能力亟待研究,为此将多普勒激光雷达与70 m测风塔超声风温仪在同址同高度探测台风“利奇马”影响期间的边界层风场数据进行对比,并分析多普勒激光雷达的误差分布以及变化情况。结果显示:在高度70 m上,两者的水平风速、风向相关系数分别为0.97和0.99,垂直风速的相关系数为0.36。以超声风温仪为参考值,激光雷达水平风速、垂直风速和风向均方根误差分别为1.06 m/s、0.46 m/s和17.10°。深入研究表明:降水对多普勒激光雷达测量水平风速和垂直风速误差均有一定影响。当激光雷达信噪比大于2000时,各参量的误差与信噪比呈负相关关系。研究表明多普勒激光雷达至少可以较好地刻画台风环流内的水平风场结构及演变,可应用于台风外围环流影响下(即较弱降雨条件下)边界层风场的高分辨率探测和研究。

关键词：台风多普勒激光雷达超声风温仪边界层风结构

基于多普勒测风激光雷达的福建三沙地区风能资源评估

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基于多普勒测风激光雷达的福建三沙地区风能资源评估

作者：陈泉东华大学

学位级别：硕士

福建省地处我国东南沿海,拥有狭长的海岸线,常年受季风气候影响,蕴有丰富的风能资源。为了高效利用风能,前期的风资源评估工作至关重要。本文选取2020年8月至11月的实测数据,对多普勒测风激光雷达在边界层风场的探测精度,特别是少有研... 详细信息

福建省地处我国东南沿海,拥有狭长的海岸线,常年受季风气候影响,蕴有丰富的风能资源。为了高效利用风能,前期的风资源评估工作至关重要。本文选取2020年8月至11月的实测数据,对多普勒测风激光雷达在边界层风场的探测精度,特别是少有研究的降雨情况下垂直风速的测量精度进行分析和验证。在此基础上,开展风资源评估应用研究,针对当地湍流强度、风功率密度等风能特性进行量化分析,重点探究了100米至200米风机典型高度上风能的分布情况。最后,将实测资料与模式结果进行对照,评估模式模拟的准确性。本文主要结论如下:（1）多普勒测风激光雷达和超声风温仪探测的水平风速整体趋势较为一致,相关性达到了0.9478,多普勒测风激光雷达适用于水平风速的长期观测。二者的垂直风速相关性仅有0.353,多普勒测风激光雷达垂直风速的探测存在高估。（2）无降雨情况下,垂直风速误差均为正值,而降雨情况下误差的数值由正转负。降雨时,激光雷达垂直风速误差会随着降雨强度的增大而变大,误差主要来源于激光雷达对降水粒子的夹卷效应,降雨时激光雷达垂直风速的测量处于负偏差。当激光雷达探测垂直风速方向垂直向下时,误差和降雨强度的相关性可达到-0.7,强降雨下激光雷达垂直风速偏差最高可达到9m/s。垂直风速偏差在1m/s内,垂直风速受降雨影响小,实测数据可靠。（3）多普勒测风激光雷达三个高度上的实测结果表明风速概率分布呈单峰状,而且高度越高,风速越大,标准差也越大;观测期间,Wind Print S4000和Wind Print V2000多普勒测风激光雷达计算到的威布尔尺度参数最小值分别为2.270和2.275,威布尔形状参数最大值分别为8.220和8.379。（4）从日变化来看,湍流强度随着高度的上升而减小,风功率密度随着高度的上升而增大,且减小或增大的趋势均趋于平缓,二者呈现相反分布。8、9月份风功率密度日变化整体波动小,稳定在100W/m2左右,10、11月份风功率密度日变化上下波动幅度大,极差超过400 W/m2。从月变化来看,8、9月份的平均风功率密度稳定在100W/m2,风能资源少;10、11月份风能储能丰富。（5）8、9月份时属夏末秋初时节,风能资源少,但太阳能资源丰富,可以将光伏和风能进行结合发电;10、11月份风能资源多,可充分利用风能进行发电。风功率密度随高度增加,增大趋势放缓,考虑到高度的增加会造成更多的投资成本,因此将风机安装高度设置在150米左右较为合适。（6）相比多普勒测风激光雷达的观测,WRF模拟的水平风速存在高估,模式模拟性能还有待提高。

关键词：多普勒测风激光雷达超声风温仪降雨湍流强度风功率密度

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降雨强度对激光雷达测风精度的影响研究

气象科技 2022年第3期50卷 324-333页

作者：陈泉史文浩汤杰赵兵科陈叙捷陈勇航林立旻严嘉明马骁骏骆梦洁东华大学上海201600 中国气象局上海台风研究所上海200030 福建省霞浦县气象局霞浦355199 复旦大学大气与海洋科学系上海200433

多普勒激光雷达在大气、环境以及风能等领域得到越来越广泛的应用,但对于复杂天气下多普勒激光雷达的适用性仍然有待深入研究。为此本研究采用2020年8—10月期间位于福建三沙的地基多普勒激光雷达与边界层高塔所搭载的超声风温仪观测的... 详细信息

多普勒激光雷达在大气、环境以及风能等领域得到越来越广泛的应用,但对于复杂天气下多普勒激光雷达的适用性仍然有待深入研究。为此本研究采用2020年8—10月期间位于福建三沙的地基多普勒激光雷达与边界层高塔所搭载的超声风温仪观测的风场数据进行对比,发现多普勒激光雷达在水平风速、风向方面具有稳定的高精度探测性能,与超声风温仪之间相关系数达到了0.948和0.984。相比之下,激光雷达垂直风速的探测误差较大,与超声风温仪之间相关系数仅有0.353。研究发现,降雨强度与激光雷达垂直风速误差呈正相关关系,强降雨下垂直风速偏差最大可达到9 m/s。

关键词：多普勒测风激光雷达超声风温仪边界层风场降雨

多普勒激光雷达监测的夏秋福建沿海风机典型高度上的风能变化特征

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环境保护前沿 2023年第4期13卷 1053-1065页

作者：陈泉史文浩汤杰陈勇航赵兵科刘琼王宇鹏李瑞雪张琪东华大学环境科学与工程学院上海中国气象局上海台风研究所上海亚太台风研究中心上海

风电可以弥补我国东南沿海经济重心能源供应不足,但随着风机高度不断突破,传统的测风手段已无法满足监测需求。为此,采用布设在福建三沙沿海和内陆两个观测点的多普勒测风激光雷达,针对2020年8~11月100~200米典型风机高度上湍流强度、... 详细信息

风电可以弥补我国东南沿海经济重心能源供应不足,但随着风机高度不断突破,传统的测风手段已无法满足监测需求。为此,采用布设在福建三沙沿海和内陆两个观测点的多普勒测风激光雷达,针对2020年8~11月100~200米典型风机高度上湍流强度、风功率密度分布情况进行精细化对比分析。结果表明:无论是沿海还是内陆监测点,随着垂直高度的上升,湍流强度逐渐减小而风功率密度逐步增大;从日变化来看,在103.9 m、155.9 m、207.8 m垂直高度上,日出前湍流强度最大,风功率密度最小。在这三个高度上,沿海区域的湍流强度最大值分别为0.178、0.154、0.133,风功率密度最小值分别为138.463 W/m2、175.860 W/m2、186.455 W/m2,而内陆区域的湍流强度最大值分别为0.180、0.144、0.121,风功率密度最小值分别为145.835 W/m2、184.868 W/m2、196.712 W/m2。日落后的湍流强度最弱,风功率密度达到最大,沿海区域的湍流强度的最小值分别为0.106、0.088、0.075,风功率密度最大值分别为259.219 W/m2、299.590 W/m2、322.200 W/m2。内陆区域的湍流强度最小值分别为0.116、0.086、0.074,风功率密度最大值分别为254.318 W/m2、303.084 W/m2、328.150 W/m2。从风资源的月际变化看,8、9月份风功率密度为100 W/m2左右;10、11月份风能资源丰富,11月份的平均风功率密度可达到800 W/m2左右。

关键词：多普勒测风激光雷达超声风温仪湍流强度风功率密度

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唐山市大气扩散参数的实验研究

气象 1987年第11期 46-49页

作者：韩志成河北省气象研究所

一、引言在实际工作中,大气污染物浓度的估算和风向风速、大气扩散参数σ、烟气的抬升高度、源强以及地理环境等因子有关。了解大气中污染物的稀释能力及扩散规律,是从事大气污染扩散工作者最关心的问题之一。其中确定大气扩散参数σ... 详细信息

一、引言在实际工作中,大气污染物浓度的估算和风向风速、大气扩散参数σ、烟气的抬升高度、源强以及地理环境等因子有关。了解大气中污染物的稀释能力及扩散规律,是从事大气污染扩散工作者最关心的问题之一。其中确定大气扩散参数σ值尤为重要。国内外许多大气研究者在这方面做了大量的理论探讨和实验研究工作,总结出一套适用于城市和平原的大气扩散参数的近似公式和图

关键词：大气扩散参数风速大气污染物超声风温仪稳定度照相法唐山市区

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热带气旋影响下的三维脉动风特征分析

热带气旋影响下的三维脉动风特征分析

第28届中国气象学会年会

作者：张秀芝宝乐尔其木格国家气候中心

最近几年,随着我国沿海经济的迅猛发展,沿海地区跨海大桥、高耸建筑、核电站、风电场等工程发展迅猛,使得对沿海风特性特别是热带气旋影响下风特性的了解越来越迫切。研究热带气旋影响下风的三维湍流统计参数变化特征,了解强风条件下风... 详细信息

最近几年,随着我国沿海经济的迅猛发展,沿海地区跨海大桥、高耸建筑、核电站、风电场等工程发展迅猛,使得对沿海风特性特别是热带气旋影响下风特性的了解越来越迫切。研究热带气旋影响下风的三维湍流统计参数变化特征,了解强风条件下风特性参数,为结构物的安全设计提供科学依据。本文选取了2009-2010年6个登陆福建和广东的热带气旋,其中3个为西行类,三个为北上类。分析了热带气旋大风范围内安装在4座测风塔70m高度的Wind Master Pro超声风温仪的脉动风资料,6个热带气旋个例中,5个个例的测风塔位于热带气旋移动方向的右侧,1个的测风塔位于热带气旋移动方向的左侧。主要结果如下:风向变化,位于热带气旋移动方向右侧的风向呈顺时针变化,其中3个西行类个例一般历时5-6个小时完成N-NE-E-SE风向转换,北行类一般历时10几个小时完成N-NE-E-SE-S-SW风向转换;位于热带气旋移动方向左侧的测风塔风向呈逆时针变化,历时6个小时完成NE-N-NW-SW风向转换。水平风速变化,初期受热带气旋外围风场影响,测风塔水平风速明显增加,如受200908"莫拉克"台风外围影响,浙江中部测风塔风速达15-20m/s,台风在福建登陆后风速减少,随着台风北上靠近及远离测风塔,风速呈V型变化;其它几个测风塔均随着台风靠近风速迅速增大,而且没有明显的V型变化;垂直风速和风攻角,垂直风速与测风塔跟台风的相对位置和风向转换方向有关,风向呈顺时针变化的塔,垂直风速随台风的移近而增大,最大垂直风速1.3-2.0m/s,风攻角4°左右,风向呈逆时针变化的垂直风速±0.5m/s,风攻角±2°。阵风因子,纵向阵风因子远大于横向和垂项,纵向阵风因子一般在1.1-1.4。湍流强度,受台风外围大风影响湍流较大且纵向＞横向＞垂向,在台风中心移近前后随着风速的增加湍流强度减小,多数情况纵向和横向湍流强度值比较接近且大于垂向。湍流积分尺度,时间尺度多数为8-15s,空间尺度一般100-350m。湍流谱,在台风大风时段的湍流谱三个方向在惯性副区满足各向同性假设,惯性区满足-5/3的斜率。

关键词：热带气旋超声风温仪三维湍流统计参数

来源： cnki会议评论

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中國科学院青藏高原研究所野外台站

地球科学进展 2007年第2期 108-108页