近30年中国风速和风能的变化特征

【摘要】：基于1980-2009年我国298个地面观测站气象要素日资料、137个探空站14个等压面的月平均风速资料以及NCEP/NCAR再分析月平均资料,深入讨论了中国风速和风能的时空变化特征,并在此基础上寻找可能影响我国风速变化的环流因子,得到如下主要结论： (1)近30年我国10m平均风速整体呈减弱趋势,年平均风速减小幅度约0.136m/s/10a。全国大多数台站风速下降,其中东北,内蒙古东部及沿海地区下降趋势尤为明显；近30年对流层年(季节)平均风速降低,平流层下层风速增加。相关分析表明,欧亚及亚洲经向(纬向)环流指数均与全年和四季的10m平均风速呈正(负)相关,冬季风速与环流指数的相关性最为显著。此外,冬季北极涛动(AO)指数与我国同期10m平均风速呈显著负相关,SVD分析表明冬季AO偏强(弱)对应我国风速减弱(增强),合成分析进一步揭示了伴随北极涛动异常的冷空气活动是我国地面风速变化的重要原因。 (2)近30年青藏高原东侧年(季节)平均风速呈显著上升趋势,并存在明显的年代际变化特征。该地区年(季节)平均风速均在20世纪90年代中期发生由弱转强的年代际转折,并且这种年代际变化与北半球副热带高压的强度和面积均存在显著的正相关。 (3)就全国平均而言,近30年年平均风能密度呈减弱的变化趋势。从空间分布上看,全国大部地区年平均风能密度减小趋势显著。基于EOF和REOF分析,我国可以划分成具有不同风能变化特征的七个区域。我国在风电发展上有着资源、需求和环保优势,但在管理、设备制造、成本控制、配套服务设施和数据采集方面都存在发展劣势。未来统筹规划风电项目,提高风机制造自主创新能力和管理水平并合理控制发电成本,可以使我国风电发展进程大大加快。 【关键词】：风速 青藏高原东侧 趋势 环流因子 风能密度
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P425
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第一章 前言7-11
• 1.1 中国及世界风速的分布特征及时空演变7-8
• 1.2 风速变化的可能原因分析8-9
• 1.3 风能资源变化的研究进展9
• 1.4 拟解决的问题和论文结构9-11
• 第二章 资料与方法11-17
• 2.1 资料说明11
• 2.2 资料预处理11-12
• 2.2.1 站点筛选11-12
• 2.2.2 季节划分12
• 2.3 方法介绍12-17
• 2.3.1 线性相关分析12
• 2.3.2 滑动t-检验12-13
• 2.3.3 5点平滑器13
• 2.3.4 趋势系数及回归系数13-14
• 2.3.5 t检验14
• 2.3.6 合成分析的显著性检验14-15
• 2.3.7 经验正交分解(EOF)分析15
• 2.3.8 旋转经验正交分解(REOF)分析15-16
• 2.3.9 SVD分析16-17
• 第三章 近30年中国风速变化的时空特征17-28
• 3.1 年(季节)10M平均风速的变化特征17-20
• 3.2 年（季节）高空风速的变化特征20-24
• 3.2.1 年(季节)平均高空风速的垂直分布特征21-22
• 3.2.2 各厚度层风速的时间变化特征22-24
• 3.3 年(季节)高原东侧10M平均风速的变化特征24-26
• 3.4 本章小结26-28
• 第四章 近30年风速变化与大气环流的关系28-38
• 4.1 大气环流变化28-33
• 4.1.1 风速变化与大气环流指数的关系28-29
• 4.1.2 风速变化与北极涛动的联系29-33
• 4.2 高原东侧风速变化与北半球副热带高压的关系33-37
• 4.3 本章小结37-38
• 第五章 中国近地层风能资源的时空变化特征及其前景分析38-53
• 5.1 年平均风能密度的时空变化特征38-47
• 5.1.1 平均风能密度的变化趋势38-40
• 5.1.2 平均风能密度的客观分区40-47
• 5.2 风能资源利用的前景分析47-52
• 5.2.1 我国风能资源利用的优势分析48-49
• 5.2.2 我国风能资源利用的劣势分析49-50
• 5.2.3 我国未来风能资源利用的前景分析50-52
• 5.3 本章小结52-53
• 第六章 结论与讨论53-55
• 6.1 研究内容总结53-54
• 6.2 主要创新点54
• 6.3 研究展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 作者简介59

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