近36年中国地面风速及风能的长期变化趋势

论文摘要

风作为一种重要的气象要素,不仅与空气污染、沙尘暴等密切相关,还是一种重要的气候资源,风能是一种蕴藏量大且分布广泛的新能源。因此本文采用线性倾向估计、五点滑动平均等方法分析了1979-2014年中国地面风速及风能的长期变化趋势。从平均风速和不同大小的风速两方面分析了风速的时空变化特征;从有效风速频率、主风向频率、风功率密度及风功率密度的变异系数等方面分析了风能资源的可利用情况及稳定性。结论如下:（1）中国年平均风速呈现显著减弱趋势,变化趋势为-0.142 m/s/10a;春季平均风速下降趋势（-0.18 m/s/10a）明显大于其他三个季节,其次依次为冬季（-0.135 m/s/10a）、夏季（-0.13 m/s/10a）及秋季（-0.129 m/s/10a）;从年代际变化来看,风速下降趋势在减缓;全国约82%的台站风速呈减弱趋势;划分的七个区域中高原区及东北区风速减弱趋势较明显。（2）中国及各区域的年平均风速与年平均气温间均存在显著负相关关系,表明气候变暖会导致风速减弱,当春季的地面风速偏小时,中国北方地区500 hPa气温（位势高度）升高,而南方地区气温（位势高度）降低,因此在北方地区经向厚度梯度减小,从而使得500 hPa纬向风减弱,且高原区和东北区高空风与地面风一致的减弱表明高空风速减小在一定程度上导致了地面风速的减小;另外,城市化对中国地面风速变化趋势的影响较小。（3）人工观测转为自动化气象站对小风风速的影响较大,对大风风速无明显影响。1979-2003年,除第5百分位数外,其余各百分位数均呈显著下降趋势;2005-2014年,风速第5,10,20百分位数均呈现增加趋势,其余各百分位数均呈下降趋势,且整体变化较不明显,说明2005年到2014年风速的减弱相对1979到2003年来说较弱。（4）1979-2003年,年有效风速频率和年平均风功率密度下降趋势分别为-3.15%/10a和-9.44 W/m2/10a;2005-2014年,年有效风速频率和年平均风功率密度的下降趋势明显弱于前一个时段,为-1.02%/10a和-5.06 W/m2/10a,表明风能资源的减弱趋缓。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究目的和意义
•   1.2 国内外研究进展及存在的不足
•     1.2.1 中国地面风速的时空变化特征
•     1.2.2 地面风速变化的可能原因
•     1.2.3 风能资源的变化发展研究
•     1.2.4 存在的不足
•   1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 资料与方法
•   2.1 资料说明
•     2.1.1 风速观测资料
•     2.1.2 气温和气压观测资料
•     2.1.3 再分析资料
•   2.2 方法说明
•     2.2.1 线性倾向估计
•     2.2.2 线性相关分析
•     2.2.3 城市化影响及贡献率
•     2.2.4 百分位数
•     2.2.5 滑动t检验
•     2.2.6 风功率密度
•     2.2.7 变异系数
• 第三章 中国地面平均风速的长期变化趋势
•   3.1 中国地面平均风速的时间变化特征
•     3.1.1 中国地面平均风速的时间变化
•     3.1.2 各区域地面平均风速的时间变化
•   3.2 中国地面平均风速的空间变化
•     3.2.1 平均风速的空间分布特征
•     3.2.2 平均风速变化趋势的空间分布特征
•   3.3 风速变化的原因分析
•     3.3.1 风速对全球变暖的响应
•     3.3.2 大气环流对风速减弱的影响
•     3.3.3 城市化对风速的影响
•   3.4 本章小结
• 第四章 中国风速的各百分位数的长期变化趋势
•   4.1 风速的各百分位数的时间变化
•     4.1.1 风速的各百分位数的时间变化特征
•     4.1.2 风速的低百分位数的突变检验
•   4.2 各区域风速的百分位数的时间变化
•   4.3 本章小结
• 第五章 中国风能资源的长期变化趋势
•   5.1 有效风速频率
•     5.1.1 有效风速频率的时间变化特征
•     5.1.2 有效风速频率的空间变化特征
•   5.2 风功率密度
•     5.2.1 风功率密度的时间变化特征
•     5.2.2 风功率密度的空间变化特征
•     5.2.3 变异系数
•   5.3 主风向频率
•   5.4 本章小结
• 第六章 总结和讨论
•   6.1 主要结论
•   6.2 主要创新点
•   6.3 问题和展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王楠

导师: 游庆龙

关键词: 地面风速,风能资源,时空变化特征,均一化,气候变暖

来源: 南京信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 南京信息工程大学

分类号: P425

DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000057

总页数: 61

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