风能资源讲稿-1--薛桁.pptVIP

风 能 资 源 薛桁 中 国 气 象 科 学 研 究 院风 能 资 源 1 、风的形成 1.1 地 球 上 的 风 1.2 地 球 上 的 环 流 1.3 我 国 天 气 气 候2、风的特征 2.1 近 地 层 风 的 特 性 2.2 平 均 风 速 2.3 脉 动 风 特 性 2.4 灾 害 性 大 风 2.5 地 貌 、 地 形 对 风 特 性 的 影 响3 、风的测量 3.1 测 风 项 目 3.2 测 风 设 备 3.3 测 风 方 法 3.4 测 风 数 据 的 验 证 与 处 理4 、风能资源 4.1 风 能 资 源 的 计 算 4.2 风 能 资 源 的 调 查 4.3 风 能 资 源 的 分 布1 、 风 的 形 成 ?1.1 地球上的风 风??空气的流动现象。气象学中指空气相对于地 面的水平运动。风是一个矢量,用风向和风速表示。 风向?? 指风的来向。我国风向观测用十六个方位 表示,实际测风报告中还常用0-360° 范围内的数字表示 风向。 风速?? 单位时间内空气移动的距离。气象上对风 速还作以下定义:(1) 平均风速 ,相应于有限时段,通 常指二分钟或十分钟的平均情况。(2)瞬时风速,相应 于无限小的时段。(3) 最大风速 ,指在给定的时间段或 某个期间里面,平均风速中的最大值。(4)极大风速 , 指在给定的时间段内,瞬时风速的最大值。风向示意图1.1 地 球 上 的 风 风速的法定单位和几种常用单位的换算。 -1 -1 -1 -1 -1 米? 秒 海里?时 千米?时 英尺?秒 英里? 时 单位-1 1 米?秒 1 1.943844 3.600 3.28084 2.23694 -1 1海里?时 0.51444 1 1.852 1.687809 1.150779 9 5 -1 1千米?时 0.278 0.53996 1 0.911344 0.621369 4 95 -1 1英尺?秒 0.3048 0.592484 1.09728 1 0.681818 -1 1英里?时 0.44704 0.868976 1.466667 11.1 地 球 上 的 风 ?1.1.1 地转风定义:自由大气中,气块作水平匀速直线运动时的风。 此 时 , 水 平 气 压 梯 度 力 与 水 平 地 转 偏 向 力 ( 科 里 奥 利 力 ) 平衡下,空气所产生的水平运动。在等高面上,地转风可写成: 1 V Pk g hf 式 中 V g 为 地 转 风 , ρ 是 该 高 度 空 气 的 密 度 ,P 是 该 高 度 的 气 压 场 分 布 , ? P 即 水 平 气 压 梯 度 ,f 是 科 里 奥 科 参 数 , h f2 ωsin Φ , 其 中 ω 与 地 球 自 转 角 速 度 , Φ 为 地 理 纬 度 ,K 是垂直方向的单位向量。1.1 地 球 上 的 风 1.1.1 地 转 风 G Vgds地 转 风 的 方 向 与 等 压 线 平 行 , 在 北 半 球 背 风 而 立 , 高压在右,低压在左,南半球则相反。地 转 风 的 大 小 与 气 压 梯 度 成 正 比 , 但 与 空 气 密 度 和 科里奥利参数成反比。地 转 风 关 系 揭 示 了 风 场 与 气 压 场 之 间 最 简 单 也 是 最 基 本 的 关 系, 在 自 由 大 气 中 实 际 风 与 地 转 风 十 分 接 近 , 因 此在实际应用上都常把地转风作为实际风的近似。1.1 地 球 上 的 风 ?1.1.2 梯度风定 义 : 在 无 摩 擦 力 时 , 在 弯 曲 等 压 线 型 式 下 , 水 平 气 压 梯 度 力 、 水 平 科 里 奥 利 力 、 离 心 力 三 者 平 衡 时 , 空 气 的 水 平 运 动 所 形 成 的 风 。 风 向 与 等 压 线 相 切 , 在 北 半 球 , 人 背 风 而 立 , 低 压 在 左 , 高 压 在 右 。 南 半 球 相 反 。 即 在 北 半 球 , 由 低 气 压 系 统 形 成 的 气 旋 性 风 总 是 反 时 针 方 向 旋 转 的 , 由 高 压 系 统 形 成的反气旋风总是顺时针方向旋转的。1.1 地 球 上 的 风 1.1.2 梯 度 风 梯度风公式:在低压区: f r f r rp T T T Vc 2 4? n 在高压区: f r f r rp T T T Vc a 2 4? n式中f 为科里奥得参数, 为气旋或反气 r Tp 旋的曲率半径,是法线方向的气压梯度。 n1.1 地 球 上 的 风 1.1.2 梯 度 风理 论 上 说 , 梯 度 风 应 更 接 近 于 实 际 风 , 但 在作实际计算时由于惯性离心力很小很难计