高原气象

作者：马腾,余晔,董龙翔,赵果,张彤,王雪薇,李江林,赵素平

单位：<sup class=\"mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\">1.</sup> 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程重点实验室，甘肃 兰州 730000","<sup class=\"mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\">2.</sup> 中国科学院大学，北京 100049","<sup class=\"mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\">3.</sup> 中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站，甘肃 平凉 744015","<sup class=\"mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\">4.</sup> 甘肃省陆面过程与灾害天气野外科学观测研究站，甘肃 平凉 744015","<sup class=\"mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\">5.</sup> 中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室，中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室，甘肃 兰州 730020

关键词：多普勒激光雷达,风电场,反演方法,质量控制,风速

基金：国家自然科学基金项目(42375086),国家自然科学基金项目(42305092),国家重点研发计划项目(2018YFB1502801),中国科学院大型仪器功能开发项目(2024g109)

风电场内风廓线的观测对于风机输出功率的预测非常重要。随着风机尺寸的不断增加， 常用的测风塔由于其观测高度有限， 无法得到风电场内完整的风廓线信息。本研究通过对比不同严格程度的数据质量控制和处理方法， 提出了一种基于多普勒激光测风雷达速度方位显示（Velocity Azimuth Display， VAD）扫描方式， 获取边界层内高质量风廓线的质量控制与风速反演结果优化处理流程， 并得到了从近地面到风机叶片影响高度的完整垂直风廓线。与传统的仅用载噪比（Carrier-to-Noise Ratio， CNR）对原始径向风速数据进行质量控制的方法相比， 利用本研究提出的数据质量控制和处理流程可显著提高风速和风向反演的精度， 反演得到的风速与测风塔风速的决定系数从0.826（10 m）和0.926（70 m）提高到0.932和0.958， 偏差从0.500 m?s-1（10 m）和0.063 m?s-1（70 m）减少到0.464 m?s-1和0.034 m?s-1； 优化方法对风向的反演也有很大改进。使用本研究提出的风场反演优化方法， 可以得到激光雷达多普勒波束摆动（Doppler Beam Swinging， DBS）扫描方法探测盲区至风机叶片影响高度的完整边界层风廓线， 可用于风资源评估、 风功率预测以及风电场参数化方案发展等研究。

来源：2025年第4期

《高原气象》期刊编辑部

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