風(fēng)能資源動力降尺度數(shù)值模擬評估方法

風(fēng)能資源動力降尺度模擬評估朱蓉 國家氣候中心NationalClimate①認(rèn)識地球大氣層②大氣邊界層、大氣穩(wěn)定度和風(fēng)速廓③大氣尺度的概念大氣運動的能量來 輻射首先加熱地面，然后地面輻射加熱大大氣全球尺度大氣運輻+地球自中國處于西風(fēng)大氣運動的空間大氣質(zhì)量大氣運動平流層:大氣環(huán)流

對流層對流層和大氣邊大氣邊界層結(jié)構(gòu)的晝夜演變湍流大氣邊直徑100m—3000m；描述湍流運動穩(wěn)穩(wěn)不穩(wěn)動力作 熱力作描述大氣邊界層湍流運動觀測實數(shù)值模擬 zu(z

zuu*

中性 Monin-Obukhov

L z0LL

*

L

L L zL超聲風(fēng)速 a判別大氣的湍流狀態(tài)：梯度RichardsongR

浮力抑風(fēng)剪切產(chǎn)生湍 [(

)2(

)2

RiRiRiRi

對應(yīng)的天氣狀況：中午，強(qiáng)輻射，小強(qiáng)風(fēng)或夜晚，小14z z14

zu z

(1 L15Lu

u對數(shù)分布+

z0.74(1

z)Lz z

0.745 代入風(fēng)廓線公式求u*，代入溫度廓線公式求將u*和T*代入L的定義式中求出重復(fù)第2和第3LnLnHorizontalGridwind 1 1 10 100 1 10 50 500AAfewAfew天氣系大尺中尺小尺水平尺＜2km 1950年 1954年，瑞典數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)，6個月 初值

動力物理過………

數(shù)值預(yù)報是初值問影響預(yù)報準(zhǔn)確率的第一要素是初大 動量守運動

u(uuvuwu)1p v(uvvvwv)1p w(uwvwww)1p 原質(zhì)量守 (uv原始 始程 熱量守程

uvw 水物質(zhì)守

(uqnvqnwqn) 大氣狀態(tài)方程P差分譜方

初值

預(yù)報預(yù)報動力框物理過………初值場+側(cè)邊界 超級計算機(jī)能力的提次網(wǎng)格尺度物理過程更精確的資料同化方資料可用性增加，尤其 資料和飛機(jī)資料 大 動量守運動

u(uuvuwu)1p v(uvvvwv)1p w(uwvwww)1p 原質(zhì)量守 (uv原 始 熱量守

uvw n n

q q zyn 水物質(zhì)守zyn

n

n

wn)大氣狀態(tài)方程P描述湍流平均量+脈動

(AB)(Aa')(Bb')(ABa'BAb'a'b')AB(a'B)(Ab')(a'b')AB大氣邊界層模式基 ujjjuuiiippp'TTT'大氣邊界層數(shù)值模擬的超聲風(fēng)速 a高空間分辨率風(fēng)能資源數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建方3434從每類天氣型中隨機(jī)抽取5%典型日，考慮典型日季節(jié)分布850hPa高度上的風(fēng)速0-2，2-5，5-10，10-15，15-20，20-25，25-30,>850hPa高度上的風(fēng)向(8)equallydividedinto8.0-150，150-500，500-800,>最大天氣型分類數(shù)采用30年探空