三峡库区局地风特征分析.pdf

第 卷 第 期 年 月气 象 与 环 境 学 报 .收收稿稿日日期期:修修订订日日期期:资资助助项项目目:国国家家自自然然科科学学基基金金项项目目()和和重重庆庆市市气气象象部部门门业业务务技技术术攻攻关关项项目目()共共同同资资助助 作作者者简简介介:郭郭渠渠 男男 年年生生 高高级级工工程程师师 主主要要从从事事气气候候变变化化、气气候候预预测测研研究究 :通通信信作作者者:王王勇勇 男男 高高级级工工程程师师 :郭郭渠渠 王王勇勇 李李瑞瑞 等等.三三峡峡库库区区局局地地风风特特征征分分析析 .气气象象与与环环境境学学报报 ():.():.三三峡峡库库区区局局地地风风特特征征分分析析郭郭渠渠 王王勇勇 李李瑞瑞 张张天天宇宇 胡胡祖祖恒恒 张张芬芬(重重庆庆市市气气候候中中心心 重重庆庆 济济南南市市气气象象局局 山山东东济济南南 )摘摘 要要:利利用用长长江江三三峡峡工工程程生生态态与与环环境境监监测测网网络络局局地地气气候候监监测测子子系系统统中中的的三三峡峡库库区区重重庆庆涪涪陵陵睦睦和和 测测风风塔塔 个个高高度度(、)年年逐逐时时观观测测资资料料 分分析析了了局局地地风风垂垂直直变变化化特特征征 结结果果表表明明:垂垂直直风风速速在在季季节节分分布布上上春春季季最最大大 冬冬季季最最小小 其其日日变变化化为为单单峰峰型型 于于 时时和和 时时左左右右分分别别达达到到最最小小和和最最大大值值 夏夏季季 时时 高高度度平平均均风风速速大大小小几几乎乎相相同同 局局地地风风向向主主要要受受当当地地地地形形影影响响 各各高高度度沿沿长长江江河河谷谷走走向向()的的风风向向频频率率在在 当当有有降降雨雨天天气气时时 风风速速垂垂直直差差异异从从大大到到小小分分别别为为暴暴雨雨、大大雨雨、中中雨雨、小小雨雨 在在降降雨雨天天气气 随随着着温温度度升升高高 风风速速垂垂直直梯梯度度变变化化增增加加 夜夜间间出出现现逆逆温温现现象象时时 高高度度的的风风速速小小于于 关关键键词词:局局地地风风 垂垂直直变变化化 三三峡峡库库区区 中中图图分分类类号号:文文献献标标识识码码:./.引引言言局局地地风风是是在在下下垫垫面面热热力力、动动力力驱驱动动的的中中小小尺尺度度局局地地环环流流和和区区域域环环流流耦耦合合下下产产生生的的 是是中中尺尺度度环环流流的的重重要要组组成成部部分分 在在复复杂杂地地形形背背景景下下 其其强强度度变变化化会会对对局局地地天天气气产产生生影影响响 研研究究局局地地风风变变化化特特征征 对对于于认认识识局局地地气气候候特特征征具具有有重重要要意意义义 局局地地风风特特征征的的研研究究主主要要包包括括观观测测分分析析和和数数值值模模拟拟 其其中中数数值值模模拟拟研研究究工工作作相相对对较较多多 国国外外一一些些学学者者先先后后模模拟拟了了不不同同地地形形局局地地风风特特征征 解解释释了了局局地地风风成成因因 国国内内一一些些学学者者先先后后采采用用 、等等中中尺尺度度数数值值模模式式对对西西南南地地区区、三三峡峡库库区区复复杂杂地地形形风风进进行行了了模模拟拟 研研究究表表明明 三三峡峡大大坝坝水水体体扩扩展展后后冬冬季季日日平平均均风风速速在在长长江江河河道道附附近近呈呈现现出出风风速速增增强强的的现现象象 增增强强幅幅度度为为 风风速速减减弱弱的的区区域域较较小小 近近年年来来计计算算流流体体动动力力学学()数数值值模模拟拟技技术术逐逐渐渐被被应应用用到到不不同同地地形形风风场场模模拟拟中中 分分析析出出不不同同地地形形下下局局地地风风场场特特征征 其其成成果果为为城城市市的的选选址址与与布布局局提提供供了了参参考考 研研究究表表明明 观观测测环环境境变变化化影影响响局局地地风风变变化化 对对局局地地风风观观测测资资料料进进行行订订正正 可可提提高高风风计计算算精精度度 中中国国不不同同自自然然条条件件下下水水上上风风速速一一般般都都比比陆陆地地上上平平均均增增大大 且且风风速速愈愈小小 增增大大的的百百分分比比愈愈大大 三三峡峡库库区区局局地地傍傍晚晚山山风风风风速速迅迅速速达达到到最最大大值值后后 有有短短暂暂减减弱弱的的现现象象 相相较较于于数数值值模模拟拟分分析析 针针对对局局地地风风的的观观测测研研究究稍稍显显薄薄弱弱 且且多多以以个个例例分分析析为为主主 这这主主要要受受观观测测手手段段的的限限制制 观观测测站站点点较较少少 难难以以反反映映整整体体情情况况 三三峡峡库库区区泛泛指指水水位位 淹淹没没涉涉及及的的湖湖北北省省 个个县县和和重重庆庆市市的的 个个区区(县县)总总面面积积约约 库库区区北北面面有有秦秦岭岭和和大大巴巴山山脉脉 南南面面有有云云贵贵高高原原 处处在在大大巴巴山山褶褶皱皱带带、川川东东褶褶皱皱带带和和川川鄂鄂湘湘黔黔隆隆起起带带三三大大构构造造单单元元交交汇汇处处 特特殊殊的的地地理理条条件件一一定定程程度度上上阻阻挡挡了了气气流流的的循循环环 受受大大气气环环流流和和特特殊殊地地理理条条件件影影响响 库库区区气气象象要要素素变变化化空空间间差差异异明明显显 为为了了掌掌握握三三峡峡工工程程兴兴建建前前后后长长江江流流域域及及其其周周围围地地区区生生态态气气候候效效应应 中中国国气气象象局局从从 年年起起先先后后兴兴建建了了局局地地气气候候监监测测子子系系统统 迄迄今今已已积积累累了了一一些些详详实实、可可靠靠的的资资料料 本本文文试试图图采采用用三三峡峡库库区区重重庆庆涪涪陵陵睦睦和和测测风风塔塔 年年观观测测资资料料 分分析析三三峡峡库库区区局局地地风风垂垂直直变变化化特特征征 这这对对丰丰富富三三峡峡库库区区气气候候变变化化研研究究 促促进进三三峡峡库库区区气气候候变变化化、气气候候效效应应的的精精细细化化研研究究等等具具有有重重要要的的意意义义与与作作用用 资资料料与与方方法法 观观测测设设置置和和环环境境描描述述 所所用用资资料料为为长长江江三三峡峡工工程程生生态态与与环环境境监监测测网网络络局局地地气气候候监监测测子子系系统统中中的的三三峡峡库库区区重重庆庆涪涪陵陵睦睦和和测测风风塔塔观观测测数数据据 该该塔塔建建于于 年年 月月 位位于于重重庆庆市市涪涪陵陵区区南南沱沱镇镇睦睦和和村村()塔塔高高 有有 个个观观测测高高度度 即即 、安安装装的的仪仪器器为为 气气象象梯梯度度 气 象 与 环 境 学 报第 卷监监测测系系统统 所所测测数数据据为为每每 采采样样平平均均风风速速、最最大大风风速速、极极大大风风速速和和气气温温 涪涪陵陵区区气气象象局局定定期期组组织织仪仪器器生生产产厂厂家家技技术术人人员员对对测测风风塔塔风风传传感感器器进进行行维维护护和和检检定定 保保证证了了观观测测数数据据的的准准确确度度和和时时效效性性 测测风风塔塔海海拔拔高高度度为为 塔塔基基四四周周为为蔬蔬菜菜种种植植地地和和一一些些低低矮矮稀稀疏疏灌灌木木 东东面面是是丘丘陵陵地地带带 西西面面是是长长江江及及长长江江对对岸岸 塔塔距距江江边边约约 该该处处长长江江为为 走走向向(图图 )参参照照气气象象站站和和三三峡峡水水位位 与与睦睦和和测测风风塔塔临临近近的的自自动动气气象象站站为为睦睦和和站站 二二图图 三三峡峡库库区区睦睦和和测测风风塔塔所所在在位位置置()和和周周边边环环境境()()()者者相相距距约约 海海拔拔高高度度为为 观观测测要要素素包包括括气气温温、降降水水、相相对对湿湿度度和和气气压压 与与测测风风塔塔临临近近的的长长期期气气象象站站是是涪涪陵陵区区和和丰丰都都县县国国家家基基本本气气象象站站 分分别别与与测测风风塔塔相相距距约约 和和 观观测测场场海海拔拔高高度度分分别别为为 和和 三三峡峡库库区区上上游游水水位位数数据据来来源源于于长长江江海海事事局局水水位位公公告告 数数据据处处理理 对对观观测测资资料料进进行行质质量量控控制制是是进进行行分分析析的的必必要要前前提提 遵遵循循的的基基本本原原则则是是最最大大限限度度保保持持资资料料的的原原有有状状态态 选选用用 年年 月月 日日 时时以以来来的的观观测测数数据据 按按照照国国家家标标准准 风风电电场场风风能能资资源源评评估估方方法法(/)对对数数据据合合理理性性进进行行检检验验 按按文文献献 方方法法 对对数数据据的的僵僵值值、野野点点值值、虚虚假假数数据据进进行行筛筛选选 经经检检查查和和筛筛选选 获获得得 条条有有效效观观测测数数据据 其其中中 年年 数数 据据 完完 整整 率率 均均 在在 以以 上上(表表 )符符合合 风风电电场场风风能能资资源源评评估估方方法法 (/表表 年年三三峡峡库库区区睦睦和和测测风风塔塔数数据据数数量量和和完完整整率率 年年份份 理理论论数数据据/条条 有有效效观观测测数数据据/条条 完完整整率率 )标标准准中中关关于于测测风风有有效效数数据据完完整整率率在在 以以上上的的要要求求 年年、年年 和和 高高度度风风向向风风速速数数据据缺缺测测较较多多 有有效效数数据据完完整整率率在在 以以下下 因因此此 采采用用 年年每每年年有有效效观观测测资资料料进进行行分分析析 依依照照 地地面面气气象象观观测测规规范范 对对风风观观测测资资料料进进行行处处理理 将将风风向向分分为为 个个方方位位 季季节节统统计计以以 月月为为春春季季 月月为为夏夏季季 月月为为秋秋季季 月月至至翌翌年年 月月为为冬冬季季 结结果果分分析析 风风速速时时间间变变化化 由由图图 可可以以看看出出 年年各各高高度度风风速速呈呈减减小小趋趋势势 年年平平均均风风速速距距地地面面高高度度增增加加而而增增大大 、高高度度年年平平均均风风速速分分别别为为 、其其中中 高高度度年年平平均均风风速速稍稍大大于于相相邻邻丰丰都都站站()和和涪涪陵陵站站()与与重重庆庆地地区区()接接近近 小小于于西西南南地地区区年年平平均均风风速速()青青藏藏高高原原大大地地形形的的阻阻挡挡使使中中低低层层大大气气的的西西风风分分解解为为南南北北两两支支 两两支支气气流流绕绕过过青青藏藏高高原原以以后后在在 以以东东汇汇合合 在在高高原原东东侧侧形形成成了了“死死水水区区”三三峡峡库库区区就就位位于于“死死水水区区”因因此此年年平平均均风风速速较较低低 测测风风塔塔 年年平平均均风风速速梯梯度度变变化化最最大大 相相差差 以以上上高高度度平平均均风风速速垂垂直直增增速速减减小小 风风速速相相差差 不不同同高高度度平平均均风风速速具具有有明明显显季季节节变变化化特特征征 春春季季最最大大 夏夏季季次次之之 秋秋季季和和冬冬季季的的平平均均风风速速相相对对较较小小 这这与与重重庆庆 、西西南南地地区区 风风速速四四季季变变化化特特征征相相同同 第 期郭渠等:三峡库区局地风特征分析 由由表表 可可以以看看出出 平平均均风风速速随随高高度度的的增增加加而而增增大大 、和和 高高度度平平均均风风速速在在 、和和 风风速速年年内内差差异异明明显显 月月和和 月月风风速速较较大大 月月和和 月月风风速速较较小小 由由于于受受下下垫垫面面摩摩擦擦影影响响 空空气气运运动动速速度度相相对对较较小小 离离地地面面越越高高 摩摩擦擦越越小小 风风图图 年年三三峡峡库库区区睦睦和和测测风风塔塔各各高高度度风风速速年年变变化化()和和季季节节变变化化()()()表表 年年三三峡峡库库区区睦睦和和测测风风塔塔各各高高度度年年和和月月平平均均风风速速 高高度度/月月 月月 月月 月月 月月 月月 月月 月月 月月 月月 月月 月月平平均均 速速越越大大 所所以以风风速速一一般般随随着着高高度度增增大大而而增增大大 由由图图 可可以以看看出出 风风速速出出现现最最大大、最最小小值值时时间间有有明明显显差差异异 且且高高层层与与低低层层出出现现时时间间存存在在滞滞后后现现象象 冬冬季季日日最最小小风风速速 处处出出现现在在 时时 其其余余各各高高度度出出现现于于 时时 最最大大值值出出现现在在 时时 其其余余高高度度出出现现在在 时时 春春季季 、和和 风风速速最最小小值值出出现现在在 时时 和和 出出现现在在 时时 最最大大值值出出现现在在 时时左左右右(出出现现在在 时时)夏夏季季 和和 风风速速最最小小值值出出现现于于 时时 和和 出出现现在在 时时 出出现现在在 时时 于于 时时出出现现最最大大值值(出出现现在在 时时)秋秋季季 和和 风风速速最最小小值值出出现现在在 时时 和和 出出现现在在 时时 出出现现在在 时时 最最大大值值出出现现在在 时时 随随着着高高度度的的增增加加 日日风风速速高高、低低值值滞滞后后现现象象与与大大气气对对地地面面信信息息的的响响应应有有关关 高高度度越越高高大大气气对对地地面面的的信信息息反反映映相相对对越越“迟迟钝钝”响响应应时时间间越越长长 总总体体上上看看 各各季季平平均均风风速速日日变变化化具具有有相相似似分分布布形形态态 均均为为单单峰峰型型 即即早早晨晨风风速速较较小小 时时左左右右达达最最小小值值 随随后后风风速速逐逐渐渐增增大大 至至傍傍晚晚前前后后达达到到最最大大值值 然然后后逐逐渐渐减减弱弱 这这与与国国内内多多数数测测风风塔塔 最最 大大 风风 速速 出出 现现 在在 午午 后后 至至 傍傍 晚晚 的的 结结 论论 相相 一一致致 这这是是由由于于午午后后随随着着太太阳阳辐辐射射的的增增强强 近近地地层层气气温温与与不不同同高高度度大大气气温温度度差差和和气气压压梯梯度度力力逐逐渐渐增增大大 当当温温差差及及气气压压梯梯度度力力达达到到最最大大时时 风风速速差差异异也也达达到到最最大大 日日落落后后 由由于于下下垫垫面面及及周周围围江江面面的的冷冷却却作作用用 温温差差减减小小及及气气压压梯梯度度力力逐逐渐渐减减弱弱 风风速速也也相相应应减减小小 在在 时时左左右右出出现现最最小小值值 不不同同季季节节三三峡峡库库区区局局地地日日风风速速随随高高度度变变化化有有差差异异 如如冬冬季季、春春季季和和秋秋季季 时时 和和 、和和 风风速速较较为为接接近近 从从全全年年来来看看 时时各各高高度度风风速速梯梯度度变变化化较较小小 其其中中 时时相相差差最最小小 尤尤其其是是夏夏季季 时时 高高度度平平均均风风速速大大小小几几乎乎相相同同 这这种种风风速速梯梯度度变变化化与与大大气气层层结结稳稳定定性性有有关关 时时大大气气稳稳定定度度降降低低 大大气气湍湍流流混混合合作作用用加加强强 对对流流运运动动令令上上下下层层能能量量交交换换频频繁繁 上上下下层层 气 象 与 环 境 学 报第 卷的的风风速速趋趋于于一一致致 垂垂直直梯梯度度变变小小 时时后后由由于于近近地地面面层层受受地地表表摩摩擦擦作作用用的的影影响响而而使使风风速速减减弱弱 同同时时大大气气层层图图 年年三三峡峡库库区区睦睦和和测测风风塔塔冬冬季季()、春春季季()、夏夏季季()和和秋秋季季()平平均均风风速速日日变变化化 ()()()()结结稳稳定定 湍湍流流较较弱弱 上上下下层层能能量量不不能能很很好好的的交交换换 出出现现了了上上下下层层风风速速垂垂直直变变率率大大 地地形形对对风风向向的的影影响响 与与测测风风塔塔相相邻邻的的涪涪陵陵气气象象站站和和丰丰都都气气象象站站可可以以较较好好地地代代表表当当地地较较大大区区域域内内的的平平均均风风状状况况 年年涪涪陵陵站站年年平平均均主主导导风风向向为为北北东东北北到到东东北北风风 丰丰都都站站为为西西西西南南到到西西风风(图图 和和图图 )测测风风塔塔风风向向分分布布明明显显不不同同于于当当地地长长期期气气象象站站的的风风向向特特征征 最最图图 年年涪涪陵陵()、丰丰都都()气气象象站站与与睦睦和和测测风风塔塔()高高度度全全年年风风向向玫玫瑰瑰图图 ()()()多多风风向向为为北北和和北北东东北北(图图 )表表现现出出明明显显局局地地气气候候特特点点 该该处处长长江江为为南南南南西西到到东东东东北北走走向向 测测风风塔塔各各高高度度风风向向分分布布在在南南到到西西南南扇扇面面的的频频率率在在 在在北北到到东东北北扇扇面面的的风风向向频频率率为为 即即沿沿长长江江走走向向的的频频率率在在 涪涪陵陵气气象象站站、丰丰都都气气象象站站和和测测风风塔塔年年平平均均主主导导风风向向差差异异较较大大 主主要要受受山山 第 期郭渠等:三峡库区局地风特征分析 地地复复杂杂地地形形的的影影响响 山山地地地地形形对对局局地地风风的的影影响响原原因因较较为为复复杂杂 一一方方面面因因接接受受太太阳阳辐辐射射不不均均匀匀而而导导致致气气流流的的局局地地上上升升和和下下沉沉 另另一一方方面面由由于于地地形形的的起起伏伏而而改改变变了了低低层层气气流流的的方方向向和和速速度度 从从测测风风塔塔所所处处位位置置来来看看 测测风风塔塔位位于于长长江江南南岸岸 测测风风塔塔的的西西方方和和北北方方为为长长江江北北岸岸 东东边边是是丘丘陵陵 由由于于山山体体的的阻阻隔隔 大大尺尺度度的的季季风风现现象象在在三三峡峡库库区区局局地地表表现现并并不不明明显显 而而宽宽广广的的长长江江河河谷谷成成了了气气流流运运行行主主要要通通道道 夏夏季季 长长江江河河谷谷为为高高温温地地带带 在在相相同同高高度度形形成成了了由由江江面面指指向向山山区区的的气气压压梯梯度度 形形成成了了沿沿江江而而上上风风向向(偏偏西西南南风风)冬冬季季 受受秦秦岭岭和和大大巴巴山山阻阻挡挡 冷冷空空气气不不易易侵侵入入三三峡峡库库区区 冷冷空空气气先先南南下下到到东东部部的的江江汉汉平平原原 到到达达江江汉汉平平原原的的冷冷空空气气与与较较暖暖的的三三峡峡河河谷谷形形成成指指向向西西的的气气压压梯梯度度 冷冷空空气气沿沿长长江江河河谷谷倒倒灌灌流流入入 吹吹偏偏东东北北风风 不不同同降降水水、温温度度条条件件下下风风速速垂垂直直变变化化 在在坡坡谷谷起起伏伏、地地形形复复杂杂的的山山区区 风风垂垂直直变变化化不不仅仅受受热热力力影影响响 还还受受不不同同天天气气系系统统、不不同同温温度度条条件件、山山谷谷逆逆温温、植植被被覆覆盖盖、土土壤壤湿湿度度以以及及太太阳阳辐辐射射等等因因素素的的影影响响 以以小小时时降降水水量量()来来划划分分降降水水等等级级:小小雨雨()、中中雨雨()、大大雨雨()根根据据测测风风塔塔临临近近的的睦睦和和区区域域气气象象站站逐逐时时降降水水资资料料 分分析析不不同同降降水水等等级级下下测测风风塔塔风风的的垂垂直直变变化化 研研究究时时段段内内小小雨雨出出现现了了 次次 中中雨雨为为 次次 大大雨雨为为 次次 暴暴雨雨为为 次次 图图 给给出出了了不不同同降降水水等等级级下下风风的的垂垂直直变变化化 由由图图 可可见见 在在无无降降水水时时 风风速速垂垂直直梯梯度度图图 年年三三峡峡库库区区睦睦和和测测风风塔塔不不同同天天气气条条件件下下风风速速垂垂直直变变化化 变变化化最最小小 其其中中 高高度度的的平平均均风风速速为为 为为 相相差差 在在出出现现小小雨雨时时 风风速速增增大大 梯梯度度变变化化大大于于无无降降水水 与与 处处平平均均风风速速分分别别为为 和和 相相差差 大大雨雨的的平平均均风风速速大大于于中中雨雨 但但垂垂直直梯梯度度变变化化小小于于中中雨雨 与与 处处平平均均风风速速分分别别相相差差 和和 垂垂直直梯梯度度变变化化最最大大的的是是暴暴雨雨 风风速速随随高高度度的的增增速速明明显显大大于于无无降降水水、小小雨雨、中中雨雨 和和 大大 雨雨 与与 处处 平平 均均 风风 速速 相相 差差 可可见见 不不同同降降水水等等级级下下风风速速廓廓线线呈呈指指数数分分布布形形式式 不不同同高高度度的的风风速速、风风速速垂垂直直梯梯度度变变化化从从大大到到小小分分别别是是暴暴雨雨、大大雨雨、中中雨雨、小小雨雨和和无无降降水水 根根据据测测风风塔塔临临近近的的睦睦和和气气象象站站逐逐时时降降水水、气气温温资资料料 分分析析无无降降水水和和有有降降水水时时不不同同温温度度下下风风速速垂垂直直变变化化 研研究究时时段段内内无无降降水水条条件件下下气气温温小小于于 、和和 以以上上分分别别出出现现 、次次 有有降降水水条条件件下下气气温温在在 、时时 分分别别出出现现 、和和 次次 图图 给给出出无无降降图图 年年三三峡峡库库区区睦睦和和测测风风塔塔在在无无降降水水()和和有有降降水水()时时不不同同温温度度下下风风速速垂垂直直变变化化 ()()气 象 与 环 境 学 报第 卷水水、有有降降水水时时不不同同温温度度下下风风速速垂垂直直变变化化 不不同同温温度度条条件件下下风风速速梯梯度度变变化化不不同同 在在无无降降水水天天气气、温温度度在在 以以下下时时 高高度度以以下下风风速速随随气气温温的的增增大大而而减减小小 如如 处处气气温温在在 、和和小小于于 时时平平均均风风速速分分别别为为 、在在 和和 高高度度随随气气温温的的增增大大而而增增大大 气气温温在在 以以上上时时 风风速速随随温温度度、高高度度的的增增加加而而增增大大 气气温温在在 和和 以以上上时时 与与 处处平平均均风风速速分分别别相相差差 和和 在在降降水水天天气气 随随着着气气温温的的升升高高 风风速速增增大大 垂垂直直梯梯度度变变化化增增加加 在在 、和和 时时 与与 处处平平均均风风速速分分别别相相差差 、以以小小时时气气温温 同同时时成成立立时时界界定定逆逆温温存存在在 以以逆逆温温出出现现次次数数占占某某一一时时段段总总次次数数的的百百分分比比率率计计算算逆逆温温频频率率 统统计计达达到到逆逆温温条条件件时时各各高高度度风风速速变变化化 睦睦和和测测风风塔塔研研究究时时段段内内逆逆温温出出现现 次次(约约占占 )各各月月都都有有逆逆温温现现象象出出现现且且多多出出现现在在夜夜间间 其其中中 月月最最多多()其其次次是是 月月()月月最最少少()(图图 )这这一一规规律律与与此此前前丘丘陵陵山山区区逆逆温温特特点点 的的研研究究结结果果一一致致 当当逆逆温温现现象象出出现现在在白白天天时时 测测风风塔塔风风速速随随着着高高度度的的增增加加而而增增大大 夜夜间间出出现现逆逆温温现现象象时时 、风风速速随随着着高高度度的的增增加加而而增增大大 而而 则则相相反反(图图 )丘丘陵陵山山区区出出现现逆逆温温现现象象时时的的风风变变化化物物理理机机制制需需进进一一步步研研究究 图图 年年三三峡峡库库区区睦睦和和测测风风塔塔各各月月逆逆温温出出现现频频率率()及及在在逆逆温温条条件件下下风风速速垂垂直直变变化化()()()水水体体效效应应初初步步探探讨讨 测测风风塔塔西西面面为为热热容容量量大大的的水水体体(塔塔距距西西面面的的长长江江约约 )东东面面为为热热容容量量小小的的丘丘陵陵 由由于于白白天天增增温温和和夜夜间间辐辐射射降降温温速速度度不不同同 局局地地热热力力差差异异引引起起的的气气层层斜斜压压性性 将将影影响响局局地地环环流流 图图 给给出出了了睦睦和和测测风风塔塔各各高高度度风风向向频频率率及及其其平平均均风风速速日日变变化化 由由图图 可可以以看看出出 各各高高度度不不同同方方向向的的风风都都存存在在 其其中中偏偏西西风风出出现现频频率率少少 偏偏北北风风频频率率较较多多 风风向向呈呈现现明明显显的的日日变变化化特特征征 夜夜间间基基本本以以 风风为为主主且且风风速速较较小小 时时前前后后偏偏东东北北与与偏偏南南风风频频率率减减少少 偏偏北北风风增增加加 时时左左右右出出现现了了频频率率为为 左左右右的的西西风风 但但维维持持时时间间较较短短 时时左左右右偏偏西西北北风风逐逐渐渐减减少少 此此时时东东风风出出现现频频率率增增加加 同同时时风风速速开开始始增增大大 风风速速在在 时时左左右右达达到到最最大大 值值得得注注意意的的是是 时时前前后后出出现现了了偏偏西西、偏偏东东风风频频率率增增减减现现象象 这这可可能能与与附附近近水水体体效效应应有有一一定定联联系系 时时前前 陆陆地地升升温温速速率率大大于于水水体体 当当陆陆地地温温度度大大于于水水 第 期郭渠等:三峡库区局地风特征分析 图图中中数数字字为为风风速速 单单位位为为 图图中中填填色色为为风风向向频频率率 单单位位为为图图 年年三三峡峡库库区区睦睦和和测测风风塔塔 ()、()、()、()和和 ()风风向向频频率率及及其其平平均均风风速速日日变变化化 ()()()()()体体时时 形形成成了了由由陆陆地地指指向向水水体体的的气气压压梯梯度度 偏偏东东风风频频率率偏偏多多 时时后后陆陆地地降降温温速速率率大大于于水水体体 当当水水体体温温度度大大于于陆陆地地 形形成成了了由由水水体体指指向向陆陆地地的的气气压压梯梯度度 偏偏西西风风频频率率偏偏多多 这这种种风风向向变变化化特特征征还还需需数数值值模模式式模模拟拟验验证证 长长江江流流域域水水体体效效应应已已有有一一些些研研究究 如如吴吴佳佳等等 指指出出 三三峡峡水水库库建建成成蓄蓄水水后后 水水面面拓拓宽宽 风风速速有有所所增增加加 大大坝坝建建成成后后夏夏季季白白天天江江风风增增强强 高高山山地地区区的的辐辐合合强强度度增增强强 夜夜间间由由两两岸岸山山顶顶向向江江心心吹吹的的山山风风增增强强 杨杨伟伟等等 分分析析了了东东洞洞庭庭湖湖湖湖陆陆风风特特征征 认认为为东东洞洞庭庭湖湖存存在在明明显显的的湖湖陆陆风风效效应应 午午后后到到傍傍晚晚存存在在南南北北风风距距平平转转换换 三三峡峡库库区区水水位位上上升升 水水面面增增大大 下下垫垫面面粗粗糙糙度度减减小小 局局地地风风速速将将发发生生变变化化 为为了了分分析析三三峡峡库库区区水水位位变变化化对对风风速速的的影影响响 以以夏夏季季水水位位显显著著变变化化、天天气气条条件件基基本本相相同同为为条条件件 筛筛选选个个例例进进行行分分析析 经经筛筛选选 仅仅 年年一一例例符符合合条条件件 年年 月月 日日三三峡峡水水位位在在 左左右右 处处于于全全年年的的最最低低水水位位 月月 日日洪洪峰峰抵抵达达 因因拦拦蓄蓄洪洪水水 三三峡峡库库区区上上游游水水位位持持续续上上升升 日日水水位位在在 之之后后水水位位迅迅速速回回落落 于于 月月 日日水水位位降降至至 (图图 )选选择择 年年 月月 日日和和 月月 日日为为低低水水位位时时段段 月月 日日为为高高水水位位时时段段 高高、低低水水位位时时段段内内睦睦和和区区域域气气象象站站、涪涪陵陵区区气气象象站站无无降降水水天天气气现现象象出出现现 对对比比分分析析高高、低低水水位位时时段段在在天天气气条条件件基基本本相相同同下下三三峡峡库库区区局局地地风风垂垂直直变变化化特特征征(图图 )高高、低低水水位位时时图图 年年三三峡峡库库区区上上游游水水位位日日变变化化 图图 三三峡峡库库区区睦睦和和测测风风塔塔在在天天气气条条件件基基本本相相同同下下夜夜间间高高、低低水水位位()和和白白天天高高、低低水水位位()风风速速垂垂直直变变化化 ()()气 象 与 环 境 学 报第 卷风风速速随随高高度度增增加加而而增增大大 但但在在白白天天与与晚晚上上有有差差异异 白白天天低低水水位位的的风风速速大大于于高高水水位位 夜夜间间高高水水位位风风速速大大于于低低水水位位 结结论论与与讨讨论论 ()年年测测风风塔塔各各高高度度平平均均风风速速呈呈减减弱弱趋趋势势 四四季季平平均均风风速速春春季季最最大大 冬冬季季最最小小 风风速速年年内内差差异异明明显显 月月最最大大 月月最最小小 风风速速的的日日变变化化呈呈单单峰峰型型分分布布 时时左左右右达达最最小小值值 时时左左右右达达到到最最大大值值 年年、季季平平均均风风速速随随距距地地面面高高度度增增加加而而增增大大 垂垂直直变变化化差差异异在在 时时最最小小 其其中中夏夏季季 时时 高高度度平平均均风风速速基基本本相相同同 ()各各高高度度不不同同方方向向的的风风均均存存在在 夜夜间间以以北北东东北北风风为为主主且且风风速速较较小小 白白天天偏偏东东北北风风频频率率减减少少 偏偏西西北北风风增增加加 全全年年各各高高度度最最多多风风向向为为北北和和北北东东北北 各各高高度度风风向向与与长长江江南南西西南南到到东东东东北北走走向向相相同同的的频频率率为为 风风向向呈呈现现出出显显明明的的地地形形效效应应特特征征 ()不不同同高高度度风风速速随随降降水水量量的的增增大大而而增增大大 风风速速垂垂直直梯梯度度变变化化从从小小到到大大分分别别是是无无降降水水、小小雨雨、中中雨雨、大大雨雨和和暴暴雨雨 其其中中暴暴雨雨天天气气风风速速垂垂直直差差异异最最为为明明显显 在在降降水水天天气气 随随着着气气温温的的升升高高 风风速速增增大大 垂垂直直梯梯度度变变化化增增加加 当当夜夜间间出出现现逆逆温温现现象象时时 测测风风塔塔 高高度度的的风风速速小小于于 其其余余各各层层风风速速随随着着高高度度的的增增加加而而增增大大 在在天天气气条条件件基基本本相相同同时时 白白天天低低水水位位的的风风速速大大于于高高水水位位 夜夜间间低低水水位位风风速速小小于于高高水水位位 ()本本文文仅仅使使用用一一个个个个例例分分析析三三峡峡库库区区不不同同水水位位时时风风速速的的变变化化特特征征 其其结结果果可可能能存存在在不不确确定定性性 三三峡峡库库区区水水位位变变化化对对局局地地气气候候影影响响是是一一个个复复杂杂、长长期期气气候候调调节节过过程程 加加之之风风的的局局地地性性非非常常强强 地地形形对对风风场场的的影影响响较较大大 现现有有观观测测资资料料长长度度较较短短 气气候候效效应应有有一一定定的的不不确确定定性性 三三峡峡库库区区水水位位变变化化的的局局地地气气候候效效应应有有待待于于进进一一步步的的加加密密站站点点强强化化观观测测和和数数值值模模拟拟研研究究 最最好好是是观观测测与与数数值值模模拟拟相相结结合合 用用长长时时间间的的观观测测数数据据检检验验和和订订正正模模拟拟结结果果 以以数数值值模模拟拟弥弥补补观观测测资资料料的的不不足足 参参考考文文献献 王王瑾瑾 张张镭镭 王王腾腾蛟蛟 等等.兰兰州州附附近近山山谷谷典典型型日日环环流流特特征征对对比比分分析析 .干干旱旱气气象象 ():.贾贾春春晖晖 窦窦晶晶晶晶 苗苗世世光光 等等.延延庆庆张张家家口口地地区区复复杂杂地地形形冬冬季季山山谷谷风风特特征征分分析析 .气气象象学学报报 ():.王王林林 陈陈正正洪洪 代代娟娟 等等.气气象象因因子子与与地地理理因因子子对对长长江江三三峡峡库库区区雾雾的的影影响响 .长长江江流流域域资资源源与与环环境境 ():.张张雪雪婷婷 陈陈正正洪洪 孙孙朋朋杰杰 等等.湖湖北北侧侧长长江江三三峡峡河河谷谷地地形形对对风风速速的的影影响响 .长长江江流流域域资资源源与与环环境境 ():.():.():.():.田田刚刚 袁袁杰杰 罗罗剑剑琴琴 等等.模模式式在在三三峡峡工工程程大大风风预预报报中中的的应应用用及及检检验验分分析析 .暴暴雨雨灾灾害害 ():.李李艳艳 高高阳阳华华 陈陈鲜鲜艳艳 等等.三三峡峡下下垫垫面面变变化化对对区区域域气气候候效效应应的的影影响响研研究究 .南南京京大大学学学学报报(自自然然科科学学版版)():.穆穆清清晨晨 王王咏咏薇薇 邵邵凯凯 等等.山山地地复复杂杂条条件件下下三三种种边边界界层层参参数数化化方方案案对对近近地地层层风风模模拟拟精精度度初初步步评评估估分分析析 .资资源源科科学学 ():.姜姜平平 刘刘晓晓冉冉 康康俊俊 等等.基基于于超超越越概概率率的的重重庆庆市市住住宅宅区区风风环环境境品品质质定定量量评评估估 .气气象象与与环环境境学学报报 ():.王王凯凯 梁梁红红 严严岩岩.基基于于 模模拟拟的的不不同同地地形形格格局局风风场场规规律律及及其其风风感感规规划划对对策策 .生生态态学学报报 ():.许许晖晖 张张亮亮.基基于于实实测测风风场场和和 的的城城市市建建筑筑风风能能资资源源模模拟拟评评估估 .气气象象与与环环境境学学报报 ():.薛薛筝筝筝筝 高高英英育育 郭郭建建侠侠 等等.探探测测环环境境变变化化对对密密云云气气象象站站地地面面风风观观测测的的影影响响 .气气象象 ():.王王洁洁 郭郭鹏鹏 何何晓晓凤凤 等等.基基于于测测风风塔塔观观测测资资料料的的近近地地层层风风速速平平面面订订正正 .气气象象与与环环境境学学报报 ():.傅傅抱抱璞璞.我我国国不不同同自自然然条条件件下下的的水水域域气气候候效效应应 .地地理理学学报报 ():.傅傅抱抱璞璞.山山地地气气候候 .北北京京:科科学学出出版版社社 .彭彭珍珍.北北京京 气气象象塔塔观观测测资资料料的的统统计计分分析析 .北北京京:中中国国科科学学院院研研究究生生院院(大大气气物物理理研研究究所所).中中国国气气象象局局.地地面面气气象象观观测测规规范范 .北北京京:气气象象出出版版社社 :.程程炳炳岩岩 李李永永华华 唐唐红红玉玉.重重庆庆市市气气候候业业务务技技术术手手册册 .北北京京:气气象象出出版版社社 :.张张志志斌斌 杨杨莹莹 张张小小平平 等等.我我国国西西南南地地区区风风速速变变化化及及其其影影响响因因素素 .生生态态学学报报 ():.丁丁一一汇汇.中中国国气气候候 .北北京京:科科学学出出版版社社 :.朱朱蓉蓉 王王阳阳 向向洋洋 等等.中中国国风风能能资资源源气气候候特特征征和和开开发发潜潜力力研研究究 .太太阳阳能能学学报报 ():.中中国国气气象象局局.全全国国风风能能资资源源详详查查和和评评价价报报告告 .北北 第 期郭渠等:三峡库区局地风特征分析 京京:气气象象出出版版 :.毕毕雪雪岩岩 刘刘烽烽 陈陈辉辉 等等.北北京京地地区区大大气气稳稳定定度度垂垂直直分分布布特特征征 .热热带带气气象象学学报报 ():.汪汪宏宏宇宇 龚龚强强 杨杨洪洪斌斌.基基于于测测风风塔塔数数据据的的最最大大风风速速与与极极大大风风速速关关系系研研究究 .气气象象与与环环境境科科学学 ():.李李晓晓霞霞 黄黄涛涛 王王兴兴 等等.兰兰州州新新区区近近地地层层风风场场时时空空特特征征分分析析 .高高原原气气象象 ():.李李健健 秦秦翔翔 孙孙维维君君 等等.祁祁连连山山老老虎虎沟沟 号号冰冰川川近近地地层层微微气气象象特特征征分分析析 .高高原原气气象象 ():.辛辛跳跳儿儿 贺贺千千山山 魏魏海海茹茹 等等.上上海海世世博博园园上上空空边边界界层层风风垂垂直直变变化化观观测测研研究究 .高高原原气气象象 ():.宋宋丽丽莉莉 吴吴战战平平 秦秦鹏鹏 等等.复复杂杂山山地地近近地地层层强强风风特特性性分分析析 .气气象象学学报报 ():.陈陈树树成成 李李晓晓波波 崔崔明明 等等.不不同同天天气气条条件件下下微微波波辐辐射射计计和和风风廓廓线线雷雷达达探探测测数数据据误误差差特特征征分分析析 .气气象象与与环环境境学学报报 ():.田田越越 苗苗峻峻峰峰.中中国国地地区区山山谷谷风风研研究究进进展展 .气气象象科科技技 ():.彭彭芳芳 吴吴古古会会 杜杜小小玲玲.贵贵州州省省汛汛期期短短时时降降水水时时空空特特征征分分析析 .气气象象 ():.刘刘敏敏 孙孙杰杰 杨杨宏宏青青 等等.湖湖北北省省不不同同地地形形条条件件下下风风随随高高度度变变化化研研究究 .气气象象 ():.吴吴佳佳 高高学学杰杰 张张冬冬峰峰 等等.三三峡峡水水库库气气候候效效应应及及 年年夏夏季季川川渝渝高高温温干干旱旱事事件件的的区区域域气气候候模模拟拟 .热热带带气气象象学学报报 ():.杨杨伟伟 刘刘擎擎 王王威威 等等.东东洞洞庭庭湖湖湖湖陆陆风风特特征征分分析析 .气气象象科科技技进进展展 ():.(.):().().: