風能氣象學引論

目錄
第1章　引言　1
第2章　風能氣象學基礎(chǔ)　4
2.1　風形成的成因　4
2.2　大氣的垂直結(jié)構(gòu)　6
2.3　大氣變量和作用力　9
2.3.1　大氣變量　9
2.3.2　大氣控制力　10
2.3.3　力的平衡和地轉(zhuǎn)風　12
2.4　尺度與大氣運動的分類　15
2.5　大尺度天氣系統(tǒng)　16
2.5.1　中緯度氣旋（低壓系統(tǒng)）　17
2.5.2　反氣旋（高壓系統(tǒng)）　19
2.5.3　颶風　20
2.5.4　季風　21
2.5.5　氣候態(tài)環(huán)流　22
2.6　小結(jié)　25
練習　27
第3章　氣象觀測的原理與方法　28
3.1　觀測的意義　28
3.2　觀測目標　32
3.3　觀測理論與數(shù)據(jù)處理　33
3.4　實際觀測　39
3.4.1　觀測　39
3.4.2　杯狀風速計　42
3.4.3　風向標　44
3.4.4　聲波風速儀　45
3.4.5　熱線風速計　47
3.4.6　皮托管　47
3.4.7　溫度計　48
3.4.8　氣壓計　49
3.4.9　遙感　50
3.4.10　云高儀　56
3.4.11　探空氣球或無線電探空儀　56
3.4.12　星載觀測儀器　57
3.5　小結(jié)　59
練習　60
第4章　邊界層風廓線　61
4.1　一種簡單的對數(shù)風廓線的推導方法　61
4.2　對數(shù)風廓線的應用　63
4.3　冪指數(shù)分布規(guī)律　65
4.4　平均時間和其他相關(guān)性　67
4.5　兩類“知名”的風廓線　68
4.6　零平面位移　70
4.7　內(nèi)邊界層　71
4.8　穩(wěn)定度　74
4.9　莫寧-奧布霍夫相似理論　78
4.10　高度偏差　81
4.11　與地轉(zhuǎn)拖曳定律的聯(lián)系　82
4.12　地形、障礙物和熱對流對風廓線的影響　83
4.13　風向風廓線　84
4.14　小結(jié)　84
練習　85
第5章　局地氣流　87
5.1　局地效應　87
5.2　地形強迫　88
5.2.1　分析模式　90
5.2.2　簡單地形條件下的附著氣流　92
5.2.3　復雜地形下的氣流分離　94
5.2.4　復雜地形下的流場模式　95
5.3　粗糙度　97
5.4　障礙物　99
5.5　熱力環(huán)流　101
5.5.1　海陸風　101
5.5.2　山谷風　103
5.6　穩(wěn)定度的影響　105
5.7　小結(jié)　105
練習　106
第6章　大氣湍流　107
6.1　湍流成因　109
6.2　雷諾分解和平均　109
6.3　譜　111
6.3.1　譜與傅里葉分析　111
6.3.2　標準圖譜　115
6.4　湍流觀測　117
6.5　湍流載荷　119
6.6　極端大風　120
6.7　小結(jié)　121
練習　121
第7章　尾流　122
7.1　渦輪機間的尾流　123
7.1.1　Jensen模式　124
7.1.2　Ainslie模式　127
7.1.3　相似理論　129
7.1.4　功率損耗　131
7.1.5　尾流模式總結(jié)　132
7.2　風電場　134
7.3　復雜問題　134
7.3.1　尾流觀測　134
7.3.2　海陸尾流　136
7.3.3　超大型風電場的發(fā)展現(xiàn)狀　137
7.3.4　風電場間的相互作用　137
7.4　小結(jié)　138
練習　138
第8章　數(shù)值模擬　140
8.1　模擬及意義　140
8.2　模式輸入　140
8.3　模擬　142
8.3.1　數(shù)值天氣預報模式　144
8.3.2　次網(wǎng)格過程　148
8.4　模式輸出　148
8.5　誤差　149
8.6　什么是“好”模式　150
8.7　混沌　151
8.8　小結(jié)　153
練習　153
第9章　結(jié)論　154
參考文獻　157
附錄　備忘錄　163