河西地区近40年风速变化特征及影响因素研究

摘要

在查阅国内外大量相关文献的基础上，结合河西地区大风的特点，采用理论分析和数值模拟相结合，以分析为主的技术路线，主要研究了河西地区大风的变化特征及影响因素。主要研究成果为：
　　1.研究了甘肃河西地区平均风速变化，运用大气环流原理结合地形分析研究了大风的成因及过程。河西走廊风速年内变化春季风速最大，秋季次之；平均风速都有下降，范围在1.5m/s—3.0m/s，下降速率为0.5m/s·10a。河西地区风向主要是沿走廊方向的西北和东南风。大风的形成主要受到冬半年的冷锋影响，冬、春季最多，秋季最少；走廊的天气和气候在一定程度上受到东亚季风的影响。地理条件是影响大风移动过程中加速和减速的主要因子，主要有：穿流、绕流、阻挡、削减、翻山。
　　2.运用小波周期分析、Mann—Kendall突变检测对河西走廊大风变化特征进行了研究。马鬃山、敦煌、金塔、鼎新、高台、山丹、永昌和乌鞘岭气象站大风变化趋势趋于平衡，线性回归系数均小于0.05；其余气象站大风变化趋势趋于减小，线性回归系数均大于0.15。最大风速呈正弦变化，主周期为28—29年，次周期为8—12年；在1982年—1990年间发生突变，突变后最大风速急剧下降。气象站风速与测风塔实测资料对比分析，气象站与测风塔观测风速差值在3.75 m/s以上，差异显著。
　　3.通过对气象站环境及代表性区域进行分析，气象站周边主要是高于观测点（10m）的房屋、工厂等建筑物对风速的阻挡，城市的人口活动密集，导致最低温度的提高，使温差减小，导致空气势能减小，风速降低。人类排放量的增加，不但影响了周边环境，而且使空气密度增加，风速减小。
　　4.通过气象站与测风塔观测风速的线性拟合，二者相关性较好，可用测风塔资料对气象站工程设计风速进行修正，结果代表性较好。
　　5.运用WRF模式模拟了3次典型大风过程，结果为：大风由西向东移动，经过绿洲、城市等下垫面较复杂地区时，风速迅速减小，且主要在酒泉和金塔地区减小，到达张掖的北山附近，经过高台、张掖等地迅速减小。模拟结果与气象站观测大风过程相近。

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第一章 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的问题及章节安排

第二章 资料和方法

2.1 资料基本情况

2.2 方法介绍

第三章 河西地区风速的基本特征

3.1 河西走廊风速变化特征

3.2 大小风速年大气环流背景分析

3.3 典型大风天气过程的环流背景分析

3.4 大风的形成过程及地形效应分析

3.5 本章小结

第四章 过去40年间河西地区大风的变化及其影响因素

4.1 河西走廊大风变化特征

4.2 河西走廊大风小波周期分析

4.3 河西走廊大风突变点检测

4.4 河西走廊大风的影响因素

4.5 周边测风塔与气象站观测风速的相关性及相关系数

4.6 本章小结

第五章 工程设计风速计算及修正

第六章 河西地区大风的数值模拟

6.1 数值模式简介

6.2 模拟方案设计

6.3 数值模拟结果分析

6.4 本章小结

第七章 结论及展望

7.1 本文主要结论

7.2 本文的不足与未来的展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果