Review评述工程抗台风研究中风观测数据的可靠性和代表性判别.pdfVIP

Review 评述 工程抗台风研究中风观测数据的 可靠性和代表性判别 1，2 3 3 宋丽莉 陈雯超 黄浩辉 (1 中国气象局公共气象服务中心，北京 100081； 2 中国气象局广州热带海洋气象研究所，广州 510080； 3 广东省气候中心，广州 510080) 摘要：分析了工程抗风研究中对台风风观测数据可靠性和代表性判别的必要性以及可能对工程抗风参数的影响，给出了 基础数据质量检验、处理的方法，初步提出了应用于工程抗台风研究的基础数据样本有效完整率标准以及台风强风数据 代表性的判别依据和判别指标；通过“黑格比”台风观测数据的实验计算和对比分析，发现：1)对超声测风仪获取的高 频采样测风数据以4倍截断方差法进行处理，能够较好地提高数据可靠性；2）风速序列中的野点数据对工程抗风特性参 数的可靠性影响显著，即使只有2%～5%的野点数据，对风谱参数的影响也很显著；3) 台风强风数据的代表性判别指标 应以风工程研究需要的参数在台风不同位置的特征变化为依据；4）台风强风数据代表性判别的基本指标是同时满足8级 以上风速的风向连续转换120°以上方位角度、台风过程的风速时程曲线呈M型“双峰”型变化、“双峰”之间出现风 速小于11m/s 时可以判断为台风眼区。 关键词 ：工程抗台风，台风观测数据，可靠性和代表性，判别方法 1 引言 污染研究关注的小风边界层特征也十分不同，这些因 台风是我国沿海地区工程抗风论证中必需考虑的 素均可显著影响阵风系数、湍流强度、湍流尺度、风 关键因素，台风的风特性参数既在很大程度上决定了 功率谱以及风攻角和风廓线等工程抗风参数的推算和 工程的造价，又严重影响着工程结构的安全性，现代 取值。本文针对台风超声测风数据的可靠性和台风风 超大工程和柔性结构的抗风研究除了关注平均风速 观测数据代表性的判别技术和方法进行探讨，以期为 外，脉动风引起的结构振动、抖动或颤震等效应更引 工程抗台风的研究提供有效参考。 起工程领域的高度重视，而获取台风这种复杂的强天 2 超声测风数据的可靠性判别 气系统的三维脉动风况数据的难度十分大，并且观测 数据的不确定性很高，因此，台风测风数据的可靠性 2.1 影响数据可靠性的因素 超大型工程特别是柔性结构对脉动风的作用十分 和代表性判别是科学地进行工程抗台风研究必备的基 敏感，目前能够达到工程抗风研究要求的精度并可以 础工作。 较准确地测量强风条件下脉动风况的仪器主要是超 风观测数据的可靠性影响因素包括观测仪器的性 [1] 声波测风仪。超声测风仪是利用超声波传播路径上 能 （数据采样的方式、分辨率、量程以及跟踪能力 的时间差来确定气流速度的，其数据采样频率越高， 等）、安装方式和观测运行管理等，而对基础数据质 对环境的敏感度也越高，气流中的雨滴、尘埃、飞虫 量的有效控制技术则是判别数据可靠性的关键；风观 等都会干扰声波对风速的响应，同时，仪器任一部件 测数据代表性的主要影响因素包括观测位置的区域 在响应和传输过程中的短暂故障都会带来信号错误， （或下垫面）代表性以及因天气系统结构的不同而导 从而产生野点数据。对台风进行风观测的最大困扰是 致的测风数据的代表性问题，如：季风