周荣卫
- 作品数：49 被引量：409H指数：14
- 供职机构：中国气象局更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球动力工程及工程热物理建筑科学经济管理更多>>
- 风能资源数值模拟评估的分型方法研究被引量：7
- 2015年
- 为了实现时间跨度较长(20—30年)的风能资源数值模拟评估,建立了一种新的分型方案,采用地面和探空观测资料,以风速、风向和最大混合层高度作为分型因子,针对每种类型随机抽取5%的日数进行真实算例的数值模拟。根据中国所有地区典型日的平均风能参数和30年观测平均结果的对比分析,得出以下结论:(1)中国所有分型站点挑选典型日的平均风速与30年平均风速的绝对误差均小于0.10 m/s,相对误差均低于6.50%;挑选典型日各风向频率值与30年结果的绝对误差平均值为0.28%—0.48%,风速频率绝对误差的平均值为0.09%—0.54%。(2)通过模拟区域分型站点以外探空气象站的风向频率和风速频率的对比检验发现:沿海地区风向频率绝对误差为0.27%—0.63%,风速频率绝对误差为0.14%—0.49%;内陆复杂山地风向频率绝对误差基本在0.57%以下,风速频率绝对误差为0.22%—0.60%;结果表明选取一个分型站点能够代表整个模拟区域内的风能资源特性。(3)根据沿海和内陆山地模拟区域重合范围内的探空站分型结果对比分析发现:对于模拟区域重合范围内的探空站,采用所有模拟区域分型站典型日结果加权平均后的风能参数对比误差大大低于各自模拟区域分型站点的对比误差。
- 何晓凤周荣卫朱蓉
- 关键词：风能资源风速风向
- 热力粗糙度引入精细城市边界层模式的初步应用被引量：7
- 2007年
- 运用南京大学城市尺度边界层模式(UBLM)以100 m水平网格距的精细高分辨率,诊断分析小规模城市(水平范围在一二十公里)的气象环境与边界层结构。就高分辨率精细模拟分析研究了两个问题:(1)在模式中引入热力粗糙度,就引入热力粗糙度前后的模拟结果与实测结果进行对比,结果表明引入后的模拟结果与自动气象站的观测结果吻合较好,能够很好地反映出地面气温的日变化规律。冬季,白天不引入热力粗糙度比引入热力粗糙度会高估小规模城市地区感热通量约60 W/m2,而对乡间农作物地区约10 W/m2。(2)以四种不同水平网格距对同一下垫面及气象条件进行诊断分析,结果表明以100 m网格距精细模拟效果明显优于以较大网格距进行的模拟效果。以这样的精细高分辨率模式所获模拟结果分析了小规模城市的边界层特征,表明:冬季白天和夜间小规模城市与乡村气温差分别为0.8℃和0.6℃;风速明显低于乡村地区;湍能高于乡村地区,白天和夜间湍能一般为乡村的3倍左右;白天混合层发展较乡村迅速,且高度高于乡村地区。这样的特征在当今城市规划布局工作中,为特大型城市的卫星城市的建设规划提供了有益的科学实验依据。模拟效果表明以如此高的水平分辨率实施的模式和模拟是可行和有意义的。
- 周荣卫蒋维楣刘罡郭文利王晓云
- 关键词：高分辨率城市边界层数值模拟
- 城市边界层结构与精细化数值模拟研究
- 随着经济的高速发展，城市人口越来越密集，城市化带来的问题越来越严重。城市复杂下垫面土地利用类型的非均一性对城市气象环境的影响、城市边界层垂直结构的复杂性、小规模城市的发展均需要建立高分辨率的城市边界层精细模式来实现对城市...
- 周荣卫
- 关键词：城市气象大气结构城市热岛温室效应
- 应用城市冠层模式研究建筑物形态对城市边界层的影响被引量：13
- 2008年
- 文中将城市冠层模式耦合到南京大学城市尺度边界层模式中,通过模拟对比发现,耦合模式对城市地区气温模拟结果更接近于观测值,尤其是对城市地区夜间气温模拟的改进。运用改进耦合模式通过多个敏感性试验的模拟,从城市面积扩张、建筑物高度增加、建筑物分布密度变化等角度研究城市建筑物三维几何形态变化对城市边界层及城市气象环境的影响,试验结果表明:(1)城市面积扩张使得城市下垫面的热通量增大,热力湍流活动增强,动量通量输送增强,城市湍能增大,湍流扩散系数变大,城市气温升高,且对不同时刻城市区域大气层结稳定度均有不同程度的影响。(2)建筑物高度增加增大了城市下垫面的粗糙度和零平面位移,同时也增大了城市街渠高宽比。城市建筑物越高,白天城市地区地表热通量越小,城市上空大气温度越低,平均风速减小,湍能减小;夜间由于高大建筑物释放储热比低矮建筑物要多,其热力湍流相对活跃,地表热通量增大,使得城市区域气温较高。(3)建筑物密度增大,会减小城市下垫面的粗糙度同时增强街渠对辐射的影响。建筑物密度增大在白天会减小地表热通量和动量通量,使城市气温降低,平均风速增大,城市湍流活动能力减弱;夜间城市释放较多储热使得气温较高。
- 周荣卫蒋维楣何晓凤刘罡
- 关键词：城市边界层数值模拟
- 城市建筑物动力冠层方案的建立及应用研究
- 本文建立了建筑物动力冠层方案，并将该方案引入到城市边界层精细模式中，通过城市地区水平风速的模拟结果与自动气象站实测资料对比发现模拟结果与实测相当吻合，建筑物动力冠层方案的建立并引入能够更好地实施对城市地区的水平风速分布的...
- 周荣卫蒋维楣何晓凤
- 关键词：城市建筑物湍流扩散数值模拟
- 文献传递
- 基于GIS技术的陆上风能资源开发制约因素分析——以甘肃省酒泉风电基地为例被引量：9
- 2010年
- 本文采用中国气象局的风能资源数值模式系统,模拟了甘肃酒泉风电规划区较高分辨率(1km×1km)的50m高度平均风能资源分布状况。结果表明,玉门市昌马乡西部、瓜州县柳园镇附近、敦煌西部与新疆哈密交界区以及马鬃山镇附近年平均风功率密度和年有效小时数均较大,属于风资源较丰富区,有利于大规模风电开发。通过与测风塔实测数据的对比检验,评估了数值模拟结果的准确度。根据实际地形地貌和土地利用等基础地理信息,采用ArcGIS空间分析技术和建模工具分析了影响甘肃酒泉风电基地风能资源开发的主要制约因素,扣除不可开发区和限制开发区,计算得到可利用区域各等级风能资源的开发面积、技术可开发量、制约条件所占面积等评估结果。本文研究结果可为区域或风电场风能资源评估及风能资源开发利用提供技术途径和科学参考。
- 程兴宏朱蓉何晓凤周荣卫朱江
- 关键词：数值模拟风能资源评估ARCGIS
- 江西省山地风场风能资源储量及特征分析被引量：12
- 2013年
- 论文利用数值模拟GIS空间分析法以及实测与野外勘察调研两种方法规划了江西省山地风能资源的具体分布并定量估算了其储量,此外,还利用山地2座测风塔资料,详细地分析了山地风能资源特性,结果表明:江西省高山地区风能资源呈沿山脉走向的线状分布或孤立山峰的点状分布,技术可开发量约为111×104kW,技术可开发面积约为136 km2,装机容量约为148×104kW。山地低层风速和风功率密度较大,随高度的增加略有增大,风切变指数很小,分别为0.017、0.098。山地风场风速和风功率密度日变化明显呈U型分布,正午前后风速最小,凌晨至清晨风速较大,最大风速与最小风速相差1～2 m/s;山地风场有两个接近相反的主导风向,集中在NW-N以及SSW-SSE扇区,对于风机机组布局较为有利。
- 吴琼聂秋生周荣卫徐卫民
- 关键词：风能资源储量GIS空间分析山地
- 不同背景场近地层风速的预报效果检验被引量：10
- 2013年
- 模式初始场的优劣对风预报结果影响较大，中国常用的全球环流背景场为美国NCEP发布的GFS资料、欧洲中心的ECMWF资料以及中国气象局的T639资料。本文收集、整理了2010年6月～2011年5月的上述3套资料，将其分别与中国境内677个基本站、基准站和400座专业测风塔同期测风数据进行对比检验，综合分析GFS、EC、T639在中国区域内的近地层风速预报效果，并给出3套数据预报性能的平面分布图，结合气象站和测风塔处的地形特征和测风数据的代表性，初步判断3套背景场的近地层风速在不同区域、不同季节的可预报性，为中尺度模式选择初始场开展风速预报服务时提供一定依据。结果表明：①风速介于（0-3）m／s时，气象站和测风塔观测资料检验结果一致，T639资料预报效果最好，GFS资料第二，EC资料第三。风速介于（3～15）m／s时，气象站和测风塔观测资料检验结果有差异，测风塔数据检验，EC资料预报效果最好，GFS资料第二，T639资料第三；气象站资料检验，GFS资料预报效果最好，EC资料第二，T639资料第三。风速介于（15～25）m／s时，气象站和测风塔观测资料检验结果一致，EC资料预报效果最好，GFS资料第二，T639资料第三；②基于（3～15）m／s风速段，中国东北、华北、西北、西南地区，全年EC资料预报效果最好，GFS第二，T639第三，但秋冬季在西南地区三套资料的预报效果均较差。华东地区，春秋季时，Ec和GFS资料预报效果一致，优于T639；夏季时，Ec资料预报效果最好，GFS第二，T639第三；冬季时，3套资料预报效果一致。中南地区，春、秋、冬季时，Ec资料预报效果最好，GFS和T639资料预报效果一致；夏季时，3套资料预报效果一致。
- 孙逸涵何晓凤周荣卫
- 关键词：GFS测风塔
- MM5/CALMET模式系统在风能资源评估中的应用
- 本文建立了一个适用于区域性风能资源评估的数值模式系统,该系统由中尺度气象模式MM5和微尺度模块Calmet以及风能资源参数计算模块组成。运用该模式系统分别对代表我国沿海风能丰富区的江苏省沿海地区和复杂地形条件下的北部风能...
- 周荣卫何晓凤朱蓉
- 关键词：数值模拟风能资源评估
- 文献传递
- MM5模式及CALMET模型对甘肃酒泉地区风能资源的数值模拟被引量：5
- 2012年
- 利用NCEP 1°×1°再分析资料,采用中尺度模式MM5及诊断风场模型CALMET,对2009年6月—2010年5月甘肃省酒泉地区风能资源进行了数值模拟研究。结果表明,远离山体且地势平坦的地区,模拟的风速与实测风速的误差较小,地形复杂的地区误差偏大。用于对比的10座风塔中有7座在70m高度处的相对误差基本在10%以内,3座相对误差稍大但都在20%以内。风速和风功率密度的季节变化在春季最大,冬、秋季次之,夏季最小。这种季节变化与地形地势及所受的天气系统有密切联系。在酒泉地区随着高度的增加,风速逐渐加大;在河西走廊西端和酒泉北部等海拔较低的地区风速随高度增加的趋势尤为明显。通过对模拟年度风速误差的分析,得到模拟年度在酒泉地区属于大风年,若分析酒泉地区多年平均风况,还需要对模拟结果进行订正。
- 王兴马鹏里张铁军周荣卫
- 关键词：风能MM5模式
