中国近海风资源气候区划

发布时间：2017-05-10 11:09

  本文关键词：中国近海风资源气候区划，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文回顾了中国气候区划的发展历史以及国外气候区划方法和成果,从目前海上风速资料实际情况出发,尝试用船舶观测资料与卫星观测资料相结合的方式,采用气候学和气候统计学方法,计算分析了中国近海风资源和50年一遇最大风速,并分别进行了中国近海风资源和风电机组安全等级区划,以及海上风电开发综合区划。获得了如下主要结果：1.本文通过查阅文献,分析对比诸多学者对各种卫星反演的风速数据的研究、应用和评价,最终选择了时间长、精度高、空间分布完整的CCMP卫星风速数据作为卫星风速数据。并与ERA再分析风速数据进行了对比分析,结果表明：两者风速分布形式接近,在离岸较近的区域,CCMP风速较ERA风速偏小。2.挑选15个浮标站和石油平台,它们分布于中国近海(江苏沿岸缺),具有良好的区域代表性。浮标站每6小时风速观测资料与对应时刻CCMP风速进行对比分析,计算了全部风速、大风(≥11m/s)和小风(3m/s)下浮标站风速与CCMP风速的相关系数、风速标准差、风速差平均百分率。结果表明：相关系数均在0.7以上,其中有6个站在0.9以上,具有很好的相关性；风速标准差在1.2-2.3m/s之间,浮标风速和CCMP风速的差平均百分率12个站为正,3个为负,总体来看有超过一半的站差平均百分率在10%左右,可以认为CCMP风速偏小约10%。3.1988年-2011年共24年中国近海范围内1°×1°网格点CCMP月平均风速与ICOADS月平均风速进行对比分析,结果表明：两种数据的平均风速分布形势很相似,量值的差异主要出现在台湾海峡中部：ICOADS为风速最大区,而CCMP风速较两边小。显然在这一海域CCMP风速是不合理的。ICOADS风速与CCMP风速的差百分比以10%-20%为主,台湾海峡在40%左右。扣除船舶观测仪器安装高度为20-30米,订正到海面10米后接近于10%,因此认为CCMP风速较ICOADS风速约小10%左右,与浮标分析结果基本一致。4.综合浮标与CCMP风速、ICOADS风速与CCMP风速的分析结果,确定CCMP数据在中国近海绝大部分海域取修正系数为10%,台湾海峡取40%。修正后的CCMP风速数据可以弥补ICOADS洋面观测数据在非船舶航线上数据不足的缺陷。5.分别利用ICOADS洋面观测风速、TC影响下的最大风速、CCMP卫星观测计算了中国近海50年一遇最大风速,其分布形势和量值差别较大：ICOADS结果与年平均风速的分布相似,台湾海峡最大,超过30m/s,基本反映了船舶避让TC等极端天气事件影响下的极端风况。TC影响下的最大风速计算结果反映了台风大风分布情况,但是30°N以北可信度较低。CCMP计算结果在空间分布形势上与TC影响下的结果有些相似,但是在量值上较后者明显偏低,在浙江近海、南海东北部和海南东南部尤为明显。6.对TC影响下的大风、ICOADS洋面大风和CCMP卫星大风三种最大风速融合后得到的50年一遇最大风速,避免了三种数据各自的局限性,发挥了三种数据的优势,是中国近海较为完整可信的50年一遇最大风速分布图。7.根据国标《风电场风资源评估方法》和IEC61400-1风电机组安全标准,将中国近海风资源分为6类,将风电机组安全等级划分为5级,综合年平均风速和50年一遇最大风速的分布状况,中国近海风电开发综合区划为4个一级分区和9个二级分区。8.获得的中国近海风资源区划、风电机组安全等级区划和风电开发综合区划,填补了海上风电开发气候区划的空白,为海上风电开发、船舶航行以及其他海洋开发提供科学依据。
【关键词】：中国近海 CCMP卫星风速 多年平均风速 50年—遇最大风速 风电开发气候区划
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P732;TK8
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-20
• 1.1 研究背景和研究意义11-14
• 1.2 常规海面风观测及数据14-18
• 1.2.1 卫星数据14-16
• 1.2.2 ERA-Interim再分析数据16-17
• 1.2.3 ICOADS洋面观测数据17
• 1.2.4 浮标数据和石油平台观测数据17-18
• 1.3 论文的研究内容和结构18-20
• 2 CCMP卫星风速数据检验20-47
• 2.1 CCMP数据与再分析数据的对比20-24
• 2.1.1 年平均风速对比20-22
• 2.1.2 季平均风速对比22-24
• 2.2 CCMP数据与浮标站数据的对比24-35
• 2.2.1 浮标站数据合理性检验24-31
• 2.2.2 CCMP与浮标站数据的对比31-35
• 2.3 CCMP数据与ICOADS数据的对比和修正35-45
• 2.3.1 ICOADS数据的处理35-37
• 2.3.2 ICOADS与CCMP年平均风速对比分析37-43
• 2.3.3 CCMP数据的修正43-45
• 2.4 中国近海多年平均风速分布45-46
• 2.5 本章小结46-47
• 3 50年一遇最大风速47-55
• 3.1 Gumbel极值分布47-48
• 3.2 多年一遇最大风速的计算48-52
• 3.2.1 利用ICOADS的计算48-50
• 3.2.2 热带气旋影响下的计算结果50-51
• 3.2.3 利用CCMP数据的计算51-52
• 3.3 计算结果52-54
• 3.4 本章小结54-55
• 4 近海风电开发气候区划结果55-60
• 4.1 近海风资源区划55-56
• 4.2 风电机组安全等级区划56-57
• 4.3 海上风电开发气候区划57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 5 全文总结和展望60-63
• 5.1 全文总结60-62
• 5.2 本文特色和创新点62
• 5.3 存在的问题和展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 个人简历68
• 在学期间发表的学术论文与研究成果68

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