【摘要】：海上風(fēng)電場(chǎng)的開發(fā)迫切需要對(duì)海上風(fēng)能資源進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估,傳統(tǒng)評(píng)估方法無(wú)法獲取海上高空間覆蓋密度的風(fēng)場(chǎng)資料,而利用數(shù)值模擬技術(shù)的海上風(fēng)能資源評(píng)估方法,其精度和分辨率都較低。隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展,合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,簡(jiǎn)稱SAR)為近海風(fēng)能資源評(píng)估提供了新的技術(shù)手段。本文對(duì)星載SAR的近岸海洋風(fēng)能遙感技術(shù)進(jìn)行了研究。研究過(guò)程利用2005年～2011年443景ENVISAT ASAR影像反演了浙江沿海長(zhǎng)時(shí)間序列高分辨率、高精度的海面10m高度處風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。基于所得到的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)浙江沿海風(fēng)能資源進(jìn)行了評(píng)估,并對(duì)該海域的風(fēng)能資源的宏觀分布和微觀分布特征進(jìn)行了研究。 為提取浙江沿海高精度風(fēng)速數(shù)據(jù),針對(duì)研究海域,對(duì)影響ENVISAT ASAR風(fēng)場(chǎng)反演的主要因素進(jìn)行了研究,并建立了處理方法。特別是為減少浙江沿海夏季盛行的沿岸上升流對(duì)ASAR風(fēng)場(chǎng)反演的影響,結(jié)合高分辨率數(shù)值模式風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)提出了一種風(fēng)速修正方法,修正了上升流海區(qū)被低估的風(fēng)速,該方法提高了上升流海區(qū)SAR風(fēng)速反演精度。 對(duì)國(guó)際上CMOD4、CMOD5和CMOD-IFR2三種常用的SAR風(fēng)場(chǎng)反演模式以及極化率模型進(jìn)行了深入研究,并根據(jù)與浮標(biāo)測(cè)量風(fēng)速數(shù)據(jù)的比對(duì)結(jié)果,最終選用CMOD4風(fēng)場(chǎng)反演模式來(lái)提取浙江沿海海面風(fēng)場(chǎng)。利用測(cè)風(fēng)塔和氣象浮標(biāo)觀測(cè)的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)ENVISAT ASAR反演風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,與測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)風(fēng)速對(duì)比結(jié)果中均方根誤差為1.42m/s,與氣象浮標(biāo)觀測(cè)風(fēng)速對(duì)比結(jié)果中均方根誤差為0.89m/s。結(jié)果表明,EVISAT ASAR提取的浙江沿海風(fēng)速資料具有較高精度,可作為浙江沿海風(fēng)能資源評(píng)估的高精度、高分辨率風(fēng)速資料。 基于所提取的浙江沿海高分辨率的風(fēng)速數(shù)據(jù)對(duì)浙江沿海風(fēng)能資源進(jìn)行了評(píng)估,并對(duì)該海域的風(fēng)能資源分布特征進(jìn)行了研究,得到以下主要結(jié)論： (1)空間地理分布特征：浙江沿海風(fēng)能資源極為豐富。在浙江沿海海面10m高度處年平均風(fēng)速在5m/s～10m/s的范圍,近岸海域50km范圍內(nèi)年平均風(fēng)能密度達(dá)到100W/m2～300W/m2。在浙江南部海域風(fēng)能資源最為豐富,其年平均風(fēng)能密度最大可達(dá)500W/m2�？傮w來(lái)說(shuō),從近岸到遠(yuǎn)離海岸線的海域風(fēng)能密度整體呈現(xiàn)梯度變化的趨勢(shì),由東向西呈遞減趨勢(shì),浙江沿海島嶼也是其風(fēng)能資源最為豐富地區(qū)之 (2)時(shí)間(季節(jié)變化)分布特征：浙江沿海風(fēng)能資源在季節(jié)變化上呈現(xiàn)為“秋冬季大,春夏季小”。在春夏季節(jié)浙江近岸海域50km內(nèi)的平均風(fēng)能密度在100W/m2～200W/m2的范圍,而在秋冬季節(jié),近岸海域50km范圍內(nèi)的平均風(fēng)能密度達(dá)到200W/m2～300W/m2。 (3)空間垂直分布特征：采用近地面層指數(shù)規(guī)律風(fēng)廓線將ENVISAT ASAR反演得到的海面10m高度的風(fēng)速換算到海面70m高,研究分析得到浙江沿海70m高度的風(fēng)能資源更為豐富,在近岸海域的年平均風(fēng)速達(dá)到6m/s～11m/s,年平均風(fēng)能密度為200W/m2～800W/m2。 (4)本文基于ENVISAT ASAR影像對(duì)浙江沿海風(fēng)能資源評(píng)估結(jié)果與基于浮標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)風(fēng)速的評(píng)估結(jié)果相符較好,Weibull分布參數(shù)尺度因子A相對(duì)誤差為1.59%,形狀參數(shù)k相對(duì)誤差為7.83%,年平均風(fēng)速相對(duì)誤差為4.86%,年平均風(fēng)能密度相對(duì)誤差為2.0%。且比NCEP-NCAR數(shù)值模擬風(fēng)場(chǎng)資料評(píng)估結(jié)果精度較高。本文研究結(jié)果還與傳統(tǒng)方式中對(duì)浙江沿海的風(fēng)能資源評(píng)估結(jié)果相吻合。結(jié)果表明,基于ENVISAT ASAR影像可對(duì)近海海上風(fēng)能資源進(jìn)行空間分辨率評(píng)估,且具有較高精度。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：P714.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 江東,王建華;空間信息技術(shù)支持下的沿海風(fēng)能資源評(píng)價(jià)[J];地理科學(xué)進(jìn)展;2004年06期

2 吳學(xué)光,陳樹勇,戴慧珠;最小誤差逼近算法在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源特性分析中的應(yīng)用[J];電網(wǎng)技術(shù);1998年07期

3 張毅;陳永強(qiáng);朱敏慧;;SAR海面風(fēng)場(chǎng)反演研究[J];電子測(cè)量技術(shù);2007年02期

4 馬龍,陳文波,戴模;ENVISAT的ASAR數(shù)據(jù)產(chǎn)品介紹[J];國(guó)土資源遙感;2005年01期

5 穆海振;徐家良;楊永輝;;數(shù)值模擬在上海海上風(fēng)能資源評(píng)估中的應(yīng)用[J];高原氣象;2008年S1期

6 魯川;;我國(guó)將建400座測(cè)風(fēng)塔詳查風(fēng)能資源[J];華東電力;2008年02期

7 趙世明;姜波;徐輝奮;李守宏;丁杰;;中國(guó)近海海洋風(fēng)能資源開發(fā)利用現(xiàn)狀與前景分析[J];海洋技術(shù);2010年04期

8 ;Coastal upwelling observed by multi-satellite sensors[J];Science in China(Series D:Earth Sciences);2009年07期

9 邢旭煌;朱蓉;翟盤茂;俞衛(wèi);;海南省及其近海風(fēng)能資源的高分辨率數(shù)值模擬[J];熱帶氣象學(xué)報(bào);2009年04期

10 曹欣中;浙江近海上升流季過(guò)程的初步研究[J];水產(chǎn)學(xué)報(bào);1986年01期

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1 樓t林;浙江沿岸上升流遙感觀測(cè)及其與赤潮災(zāi)害關(guān)系研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2010年

2 馮倩;多傳感器衛(wèi)星海面風(fēng)場(chǎng)遙感研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2781821