極大風速

極大風速（extreme wind speed）給定時段內的瞬時風速的最大值，是個瞬時值。

基本介紹

• 中文名：極大風速
• 外文名：extreme wind speed
• 定義：給定時段內的瞬時風速的最大值
• 性質：瞬時值
• 機率計算：耿貝爾模型統計分析
• 危害：磚瓦房粉碎性破壞、人員傷亡等

簡介

最大風速是指在給定時段內的10分鐘平均風速的最大值。極大風速是指給定時段內的瞬時風速的最大值。比如挑取一天最大風速就是在這一天內任意的10分鐘平均值的最大者為日最大風速；一天的極大風速就在這一天內瞬時（一般是指1s）風速的最大值。 說的簡單點就是最大風速是個平均值，極大風速是個瞬時值。在指定的同一時段內，極大風速永遠大於等於最大風速，絕大部分情況下極大風速大於最大風速。

機率計算

極大風速是設計大型戶外建築物時需考慮的破壞性氣象因素之一。工程技術人員開展設計前必須調查當地不同高度層上極大風速的出現規律，計算出各再現間隔年的極大風速，如百年一遇的極大風速或千年一遇的極大風速，再確定建築物的防風標準，而後才能開展其他工作。如鐵路橋涵一般考慮承受當地20米高100年一遇極大風的衝擊，架空輸電線要考慮承受當地15年一遇的極大風衝擊，此工作實際上是先推算災害性極大風出現的機率，而後採取預防性措施的過程。

耿貝爾模型統計分析

分析某地不同高度層上極大風速的出現規律、計算各再現間隔年的極大風速，只需分析當地某高度層長時間（30年以上）系列的年極大風速資料，得出耿貝爾分布規律，進而計算出各再現間隔年的極大風速，推導出當地其他高度層的各再現間隔年的極大風速。

步驟：

利用電接風自記資料分析10min最大風速與2min定時最大風速之間的關係，根據分析結果將歷史上2min定時最大風速轉成10min最大風速，得到一長時間系列的年最大風速；

利用極值統計理論(耿貝爾分布函式)分析所選氣象站的最大風速年序列資料，計算各再現間隔年的最大風速；

利用附近自動站積累年極大風與最大風的資料，分析當地最大風與極大風的關係，根據分析結果和各再現間隔年的最大風速計算結果，推導10m高度層各再現間隔年的極大風速；

根據工程設計需要，將10m高度層各再現間隔年的極大風速結果按冪次律公式推導出需要高度層的各再現間隔年的極大風速。

風電場極大風速估算

風電場50年一遇最大和極大風速是決定風電機組極限載荷的關鍵指標，也是風電項目開發中機組選型和經
濟評估的關鍵指標之一。

風電場50年一遇最大風速通常指10 min平均風速，50年一遇極大風速通常指3S平均風速。極大風速是決定風機能否在風電場內安全生存的一項重要指標。根據相關標準要求，風力發電機組的設計壽命應大於20年，極大風速設計標準為50年一遇，即風力發電機組設計的50年一遇生存風速應大於風電場50年一遇極大風速。

人們研究出了一套利用長期氣象站與風電場的相關關係來計算風電場的50年一遇極大風速的做法得到了廣泛的認同。

計算主要分幾個步驟：

(1)採用Gumbel進行頻率計算，利用氣象站多年最大風速資料得出氣象站l0m高50年一遇的最大風速；

(2)利用氣象站與風電場風速的相關關係計算出風電場10 m高50年一遇設計最大風速；

(3)利用測風塔70 m和10 111高度大風切變關係推算輪轂高度處50年一遇設計最大風速；

(4)最後根據陣風係數(一般取1．4)得出輪轂高度處50年一遇設計極大風速並折算到標準空氣密度條件。

案例

江蘇北部遭龍捲風襲擊 極大風速達22.1米/秒

2016年6月23日下午，江蘇北部遭遇極端強對流天氣。淮安漣水縣、鹽城濱海縣遭遇大暴雨，阜寧縣出現冰雹和龍捲風。龍捲風造成有磚瓦房粉碎性破壞，有鋼架扭曲、汽車被捲走，有人員傷亡。目前當地正在組織救援。

極大風速的危害

2016年6月23日下午2點30左右，鹽城阜寧、射陽部分地區出現強雷電、短時降雨、冰雹、雷雨大風等強對流天氣，受鉤狀回波影響，阜寧縣新溝鎮等地出現34.6m/s(12級)大風，射陽海河鎮等地出現27.9 m/s(10級)大風，造成房屋倒塌、人員傷亡、道路受阻、設施農業受損等災害。據初步統計，截止23日22點，已有78人死亡，近500人受傷，近200人重傷，具體災情正在進一步核實中，當地正在組織救援。

2016年9月14日，據福建新聞聯播報導，國家海洋預報台報告：在“莫蘭蒂”擦過台灣南部的過程中，鵝鑾鼻和小琉球的2個浮標分別於今天9時和12時觀測到了17米的浪高（有效波高），為我國近海海浪歷史觀測的最高紀錄。中央氣象台14日18時繼續發布颱風紅色預警。今天上午，今年第14號颱風“莫蘭蒂”測出一分鐘平均風力85米/秒，陣風達到100米/秒以上，遠超京滬高鐵的速度。據預計，“莫蘭蒂”將以每小時20公里左右的速度向西北方向移動，將於15日凌晨在福建惠安到詔安一帶沿海登入。