國際電氣工程先進技術譯叢：風能氣象學

《國際電氣工程先進技術譯叢：風能氣象學》是2014年機械工業出版社出版的圖書，作者是艾梅斯。

基本介紹

• 書名：國際電氣工程先進技術譯叢:風能氣象學
• 作者：艾梅斯
• 譯者：張懷全
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2014年1月1日
• 頁數：152 頁
• 開本：16 開
• ISBN：7111446682 
• 外文名：Wind Energy Meteorology
• 語種：簡體中文

內容簡介

意在介紹陸上和海上風力發電的氣象學邊界層條件，為這一重要的可再生能源形式的規劃和運營提供可靠的氣象學信息，包括風法則的推導和對風輪廓線的描述等；同時論述了複雜地形和海上風場的風況研究，以及夜晚低空急流；還有一章專門講述了大型風電場和效率及其尾流問題。《國際電氣工程先進技術譯叢:風能氣象學》的理論性很強，具有一定的開創性和總結性，參考價值很高。《國際電氣工程先進技術譯叢:風能氣象學》適合對風資源評估的氣象學理論感興趣的讀者，是風資源評估知識體系的重要組成部分。

《風能氣象學》一書從簡單地形開始，拓展到複雜地形以及海上風場，非常系統地論述了風能氣象學這一學科體系，是作者Stefan Emeis（艾梅斯）多年的氣象學研究和風能套用經驗的結晶。

全書共分7章，內容包括：風況、平原地形上的垂直輪廓、複雜地形的風、海洋風、風場物理、展望等。

圖書目錄

譯者序

原書序

變數表

第1章 內容介紹1

1.1本書討論的範圍1

1.2現存文獻的總覽2

1.3風力發電的歷史2

1.4風力發電的潛力3

1.5風力發電的現狀4

1.6本書的結構5

參考文獻6

第2章 風況7

2.1全球循環7

2.2驅動力8

2.2.1靜力方程8

2.2.2風的動量收支方程9

2.3地轉風和梯度風11

2.4熱成風12

2.5邊界層的風13

2.6雷暴陣風和龍捲風14

2.7空氣密度14

參考文獻16

第3章 平原地形上的垂直輪廓17

3.1表面層（Prandtl層）19

3.1.1對數風輪廓21

3.1.2指數風輪廓25

3.1.3對數法則與指數法則對比25

3.1.4大風速下時的垂直風輪廓31

3.2表面層之上的輪廓線法則31

3.2.1艾克曼層方程31

3.2.2艾克曼層內的慣性震盪32

3.2.3艾克曼層內的垂直風輪廓33

3.2.4邊界層內風輪廓線的統一描述33

3.3頻譜37

3.4風輪廓的日變化39

3.4.1威布爾參數的垂直輪廓40

3.4.2低空射流42

3.5內部邊界層46

3.6森林之上的風和湍流輪廓49

3.7城鎮裡的風50

3.7.1城鎮邊界層的特點50

3.7.2風和湍流的垂直輪廓線52

3.7.3城市冠層的空間流現象55

3.8平原地形總結55

參考文獻56

第4章 複雜地形的風60

4.1複雜地形上的邊界層特徵60

4.1.1山風和谷風61

4.1.2重力風64

4.2孤山上的風輪廓64

4.2.1位勢流64

4.2.2位勢流的修正：內層的附加項66

4.2.3位勢流的修正：考慮熱穩定性69

4.2.4山上的威布爾參數69

4.3懸崖上的風輪廓70

4.4頻譜73

4.5日變化73

4.6複雜地形總結73

參考文獻74

第5章 海洋風76

5.1海洋邊界層的特徵76

5.1.1海洋表面粗糙度和拖曳係數77

5.1.2風浪區和與穩定性相關的波浪形成80

5.1.3極端浪高85

5.1.4波齡86

5.1.5水汽垂直輪廓的影響87

5.1.6年波動和日波動88

5.2垂直輪廓88

5.3極端風速91

5.4湍流92

5.4.1湍流強度92

5.4.2風速方差96

5.4.3湍流長度尺度和傾角98

5.4.4陣風事件99

5.5威布爾參數102

5.6海岸效應103

5.6.1海陸風104

5.6.2低空急流105

5.7海洋邊界層總結105

參考文獻106

第6章 風場物理109

6.1風力發電機尾流109

6.2風場平均風速分析模型111

6.3風場尾流分析模型117

6.4分析模型對FINO1穩定性數據的套用119

6.5龍捲風襲擊風場的風險121

6.6風場總結121

參考文獻122

第7章 展望125

7.1風力發電機的尺寸125

7.2海上風電場的大小125

7.3其他風能轉換技術126

7.4評估風條件的新型測量和模型工具126

7.5風資源和氣候變化126

7.6大規模風能提取對天氣和氣候的反饋127

參考文獻128

附錄129

附錄A統計工具129

A.1時間序列分析129

A.2平均風速頻譜和威布爾分布133

A.3極端平均風速和Gumble分布137

A.4極大陣風138

A.5陣風持續時間和陣風內的風加速139

A.6湍流元素的大小140

附錄B邊界層結構和高度的遙感141

B.1聲學檢測方法143

B.1.1回聲接收法143

B.1.2水平風速法143

B.1.3垂直風方差法143

B.1.4加強回聲接收法144

B.2光學探測法145

B.2.1閾值法145

B.2.2梯度法或微分法146

B.2.3理想化背散射法147

B.2.4小波法147

B.2.5方差法148

B.3RASS148

B.3.1兩種不同RASS的結合使用148

B.3.2套用RASS的進一步算法149

B.4套用多個儀器的其他算法149

B.4.1SODAR和剖風儀結合使用149

B.4.2SODAR和雲高計結合使用149

參考文獻150

變數表變數表

作者簡介

作者:(德)艾梅斯 譯者:張懷全

Stefan Emeis是德國南部風能研究聯合會WindFors的成員。從1980年代起，作者就一直是氣象學領域的科學家。雖然“能源氣象學”的名詞並不那么久遠，但能源氣象學領域在20多年前就引起了作者的注意。後來，作者從事了多年的用SODAR儀器分析大氣邊界層聲譜輪廓的工作，這一技術在20世紀90年代引起了風能領域的注意。