海面动力学粗糙度参数化方案对近海风资源评估结果的影响

摘要：

采用数值模拟手段可以获取风能资源开发利用高度处资源量的区域分布状况,海面的动力学特性对近海面风速的数值模拟结果影响较大,论文采用WRF模式来研究不同海面动力学粗糙度参数化方案对近海及沿海地区风能资源的数值模拟评估结果影响以及方案的适用性.采用不考虑粗糙度变化(P 0)、WRF模式中参数化公式系数为定值的方案(PWRF)、Yelland和Taylor的分风速对参数化系数进行取值的方案(P YT)对杭州湾近海及沿海地区风场进行模拟研究.通过与观测资料的对比分析可以得出以下结论:通过参数化方法改变海面动力学粗糙度可以改进近海和沿海地区风速的模拟效果,且P YT方案的模拟效果要优于P WRF方案;当观测点为海风时,考虑粗糙度变化方案的风速模拟结果改进更加明显;观测点风速低于约8 m/s时,所有方案模拟结果的相对误差均随风速增加而降低,P YT方案的模拟误差最小,P0的误差最大;而当风速大于8m/s时,相对误差会随风速的增加而增加,P YT方案模拟误差最大,P0方案误差最小.三种方案模拟风能资源差异主要体现在陆地沿海和近海区域,离海岸线较远的陆上地区模拟结果相差不大,在沿海和近海区域方案PWRF平均风速模拟结果比方案P YT的偏高约为0.5 m/s,平均风功率密度偏高约为50W/m2.

关键词：海面动力学粗糙度、风速、数值模拟、WRF模式

所属期刊栏目：30

分类号：P425(气象基本要素、大气现象)

资助基金：国家自然科学基金资助项目41305008,91215302,51278366.

在线出版日期：2015-04-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：513-522