2013年合肥市风向风速的季节性变化特征建模论文().doc

2013年合肥市风速与风向的季节性变动特征摘要： 以2013年合肥市一年来观测的风向风速资料为依据，通过概率检验的结果，分析了该市风向与风速随季节的变化规律，风速的年变化、月变化、日变化特征，指出其结果对当地城市规划、环境评价、空气质量预报以及风能资源的合理开发利用具有良好的参考价值。关键词：风向与风速的变化规律 特征分析 概率统计 应用正文1问题重述以已知2013年合肥市一年内的风向风速数据为依据，分析合肥市风速与风向的季节性变动特征。2合理假设2.1在2013年中合肥市没有发生其他自然灾害导致风向与风速发生 变化；2.2所依据的数据可以作为真实值来分析；2.3风向按16个方位和无风划分；2.4将一年分为4个季度，其中35月为春季，68月为夏季，911为秋季，122月为冬季；2.5变量v（风速） 单位（ms）3模型构造与求解3.1风向季节性变化通过计算各季节个风速所发生的频率得到了以下四个饼状图图表。从图表一中可得知2013年合肥市冬季主要以东北东风占12%，其次为东北北风和东风都占10%，所以可以判断在冬季合肥市主要的风向为东风。图表二中可得知合肥市春季主要的风向为南风及东北东风占12%，其次为南风及东南南风占10%。图表三中可得合肥市夏季主要以南风为主占18%，其次为东南南风占14%，可见夏季合肥市主要的风向为南风。图表三中可得秋季合肥市主要的风向为东北东风占12%。 从四个图表综合来看的话，无风最多的情况为春季，适合万物复苏。四季主要以东北风为主。表1 2013年冬季各风向出现的频率表2 2013年春季各风向出现的频率表3 2013年夏季各风向出现的频率表4 2013年冬季各风向出现的频率3.2 风速变化规律 通过计算各季节各月风速得到了以下四个图表。 2013年每天各小时平均风速资料为依据，计算出每月每天同一时间的平均风速。由表 5可以看出：每月白天的风大，即14时风大，风速在2.16 m/s4.12 m/s 之间，波动幅度不大，夜间风小，风速在 1.21 m/s 2.38 m/s 之间；并且可以看出2013年合肥市每月的平均风速情况为：1012 月风速最小，平均风速 1.75 m/s， 7 月风速最大，平均风速 3.00 m/s；从表6可以看出按季节夏季风最大，春季次之，秋、冬季最小。 根据合肥市2013 年风向风速观测资料，12 月份月平均风速最小，从表7可以看出，合肥市13年来的平均风速最小月风速的日变化平均风速在 1.75m/s 左右摆动，变化幅度比较大，全年平均风速达 2.14 m/s，2013 年平均风速降低到最小值0.60m/s。从表8可以看出7 月份月平均风速最大，合肥市13年来的平均风速最大月风速的日变化平均风速在 2.90m/s 左右摆动，变化幅度比较大，全年平均风速达 3.03m/s，2013 年平均风速上升到最大值6.20m/s。 从每月平均情况看，12 月、3 月、4 月、5月、9 月刮大风出现次数最少，7 月、8 月出现次数最多。表5 13年各时间段的平均速度表6 2013年各时刻每季平均速度表7 2013年风速最小月的变化表8 2013年风速最大月的变化4模型分析 由以上分析得知，合肥市主导风向是偏东北风，但夏季的偏南风也不能忽视，东北风气流和偏南风气流会对城市造成很大的影响，除了考虑工厂区、居民区等的合理布置外，城市布局也应合理。但目前合肥市布局走向尚有不合理之处。如果能充分考虑气流的影响，对城市进行规划建设，合肥市就会变成更加天蓝水碧、空气洁净的宜居的美好城市。5模型的应用 风能的大小与纬度、海拔、下垫面有很大的关系，不是所有的风能都可以利用。一般来说，风能是否可利用主要与3个指标有关，一是年平均风速在 2.5 m/s 以上；二是有效风能密度，即以风速 3 m/s20 m/s 计算，不小于 80 W/；三是有效风力小时数， 最少应在4 000 h 以上，且可利用时间百分率在 60以上。从前边的风向风速特征分析得知，合肥市的风力不完全符合这3个条件。但是未来在风能利用中，对风速的要求可能不会那么高，因此，应认真分析研究合肥市的风向风速的分布和变化规律，为以后当地的风电规划建设、风电的安全高效率运行提供参考。参考文献1王星晨，马清