广东海陵岛风能资源高分辨率数值模拟研究

　　WRF 模式采用三重嵌套网格，水平分辨率分别为27km、9km、3km，网格点设置分别为101×67，67×49，67×49（模拟范围如图1 所示）。地表类型/ 植被，土壤类型，土壤温度等采用美国地质测量局USGS 发布的30″全球数据场，当分辨率为27km、9km 时采用USGS 地形数据，分辨率为3km时采用美国航天飞机于2000 年用雷达测图技术得到srtm3 数据，分辨率为3″。 其中srtm3 地形数据是通过对网上下载的源数据进行一定处理，得到WRF 模式前处理模块WPS 可读的文件格式。模拟过程中采用计算范围内所有的地面和探空气象资料通过格点逼近的方式保证WRF 的模拟结果符合原背景场。微物理方案采用Ferrier 方案，长波辐射采用rrtm方案，短波辐射采用Dudhia 方案，陆面过程采用Noah 陆面模式，边界层采用Mellor-Yamada-Janjic 方案。
　　CALMET 模式水平分辨率为200m， 格点数为126×100，地形数据采用srtm3 数据。模拟区地形高度分布如图2 所示。整套模拟系统均在国家气候中心的刀片服务器上运行。

表1 海陵岛各测风塔信息

　　3 实验资料选取
　　2003 ～ 2004 年广东省气候中心在广东阳江海陵岛开展了风能观测实验，布设了8 座测风塔，除有一座测风塔高度是10m 以外，另外7 座测风塔高度分别为40m 和60m（图2），7 座测风塔信息如表1。可以看出，1 号和2 号测风塔位于海陵岛西南端201m 高的山体接近顶部的位置，1 号塔周围地势较2 号塔开阔；3 号塔位于海陵岛西北239m 高山体的顶部，周围地势开阔；4 号和5 号塔的海拔高度较低，接近海面，周围开阔平坦；6 号塔位于海陵岛西部山体北侧的山腰上；7 号塔位于海陵岛西部山体南侧的山坳里。总体来看，3 号、4 号和5 号塔对海陵岛地区风能资源特性的代表性较好，7 号塔的代表性最差。
　　本文采用2003 年10 月、2004 年1 月、4 月、7 月的测风塔观测资料与风能资源模拟结果进行对比分析。根据距离模拟区域最近的阳江气象站的地面常规观测资料，在本文开展风能资源数值模拟实验的4 个月内，无大的降水量过程出现，也没有台风等灾害性天气过程的出现，2003 年10 月、2004 年1 月、4 月、7 月阳江气象站10m 高度的月平均风速分别为2.16 m/s、5.08 m/s、3.75 m/s 和4.85m/s，其中2004 年7 月最大风速为11m/s，仅出现一次。