论文摘要
我国沿海地区每年都会遭受台风和寒潮大风的影响。台风和寒潮大风常带来严重的灾害,但有时也会提供丰富的风资源和水资源,因此,在预防大风灾害的同时也要考虑如何利用大风带来的丰富风资源。本文利用中国沿海11个省、市、自治区的91座测风塔2009.6.1-2010.5.31一年由常规测风仪观测的风速、风向资料的统计结果,分析了中国沿海风的基本特性。然而常规仪器只能获得水平方向的信息,而像风攻角、垂直湍流强度、湍流谱等参数只有三维超声风温仪资料才能满足其计算需要,因此本文基于沿海四座测风塔超声风温仪测风资料,对在我国沿海登陆的2009年4个台风个例:莫拉克、莫拉菲、巨爵、苏迪罗和2010年3个台风个例:莫兰蒂、凡亚比、鲇鱼和2010年3月福建省一次寒潮过程大风风特性进行了分析。主要结论如下:（1）超声测风数据中会有各种误差,因此原始数据预处理至关重要。本文通过剔除无效数据和野点、其它异常数据处理、坐标旋转和趋势项去除四个步骤对数据进行了预处理,以保证数据的准确性。其中野点剔除步骤有:构造新的时间序列剔除孤立野点,标准差和平均值比较法剔除孤立野点以外的野点。这样既保留了台风和寒潮大风数据又保证了数据可靠性,再比较了台风和寒潮条件下常规资料和超声资料,两种资料结果接近,说明超声资料预处理结果较好。（2）基于沿海测风塔风资料对年平均风速、湍流强度、风切变指数的分析表明中国沿海风资源丰富且有利于风资源的开发。（3）台风影响期间在较短的时间内风速和风向有明显的变化,风速随着测站离台风越远或台风强度的减弱而减小,测站离台风越近风速的这种变化越剧烈,风向在台风右（左）侧顺（逆）时针旋转,风速的变化愈剧烈风向的变化也愈剧烈。最大的风攻角通常出现在水平风速较小的时段,且其变化剧烈。湍流强度在台风影响初期有明显的增加,在台风登陆前随着风速的增加湍流强度减小,登陆后与风速的变化一致或没有明显的变化,其中不同的台风个例表现出不同的特征。阵风因子和湍流强度变化较一致。多数个例分析表明在台风大风影响期间主要为生命史较短:时间尺度大约为10s的涡旋,而台风影响前后以生命史较长的涡旋为主,空间尺度由风速和时间尺度共同决定,风速大时空间尺度也偏大。台风大风时段湍流谱在惯性副区满足各向同性且服从-5/3的斜率。（4）分析了一次寒潮过程,本次寒潮过程中风速明显增加,而风向没有明显的变化,寒潮过程中湍流强度表现出横向>纵向>垂向或纵向和横向大小相当。阵风因子和湍流强度变化基本一致。寒潮影响期间主要为生命史较短的大尺度涡旋,脉动风速谱在惯性副区服从各向同性,且满足-5/3的斜率。