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专利号: 2022110158336
申请人: 成都信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种复杂地形下风场的订正方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、根据复杂地形地貌形态特征数据进行地形分类划分,构建地形空间分布,所述地貌形态特征数据包括DEM数据和气象数据,通过所述气象数据包含的风速风向数据和所述DEM数据所包含的海拔高度来计算高度平流和地形散度,并以此进行地形类型分类;

S2、以观测站点为中心建立地形空间分布与风场的风速风向空间拟合多元回归模型框架;

S3、建立典型风场与相应地形特征参数的多元回归模型,形成局地地形‑气象订正方法;根据典型风场与相应地形特征参数建立所述多元回归模型建立方法:对逐个时次的纬向风 和经向风 进行回归拟合建立模型,多元回归模型选取的组合变量因子如下:拟合纬向风 的组合变量因子:

:海拔高度,最基本的地形参数;

:地形散度纬向分量与不同时刻纬向风的积: ,是定量表示不同类型地形特征随时间或纬向风变化的综合因子;

:纬向坡度与不同时刻纬向风的积: ,是定量表示迎风坡、背风坡纬向分量随时间变化的综合因子;

拟合纬向风 的组合变量因子是:

:海拔高度 ,最基本的地形参数;

:地形散度经向分量与不同时刻经向风的积: ,是定量表示不同类型地形特征随时间或经向风变化的综合因子;

:经向坡度与不同时刻经向风的积: ,是定量表示迎风坡、背风坡经向分量随时间变化的综合因子;

每个格点的标准化变量拟合方程的形式为:上式中 是每个格点被拟合量 的标准化变量, 和 是多元回归拟合系数, 和 是上述标准化的变量因子;

S4、利用气象统计方法对多元回归模型提前预测的风速风向进行验证比较分析、优化并形成局地地形‑气象降尺度模型。

2.根据权利要求1所述的一种复杂地形下风场的订正方法,其特征在于,通过所述风速风向和所述海拔高度来计算高度平流和地形散度的方法为:坡度坡向,也称海拔高度梯度,表示为:

其中,为地球半径,为经度,为纬度,为海拔高度,和 为纬向和经向的单位矢量;

坡度大小,即坡度坡向的模,利用纬向坡度和经向坡度表示为:;

其中m为模,hm指坡度坡向的模,hx指x方向的坡度,hy指y方向的坡度;

利用气象学中平流的概念,定义高度平流为风矢量和坡度坡向的矢量积 ,表示为: ;

代表风矢量, 代表高度的梯度,利用气象学中速度散度的概念,定义地形散度为坡度坡向的散度,表示为:其中,纬向风速 和经向风速 为风矢量在 方向和 方向的分量,纬向风速 和经向风速 两者共同表示风矢量;

纬向坡度:

经向坡度:

纬向坡度和经向坡度为坡度坡向在 方向和 方向的分量。

3.根据权利要求2所述的一种复杂地形下风场的订正方法,其特征在于,依据所述高度平流和所述地形散度进行地形分类的方法:平坝:连续的2×2个格点范围、坡度大小值 和 ;

迎风坡和背风坡: 的夹角大于90º、 的值小于0;

背风坡: 的夹角小于90º、 的值大于0;

山脊:是分水区或分水线,位于地形辐散较强的区域,取 ;

山河或山谷:是汇水区或汇水线,位于地形辐合较强的区域区,取 ;

风口:通常也是地形海拔高度场分布的山口或河口鞍形场区域,且满足9点模型,如下四个条件中任一条件的 点:① ②

③ ④

经验参数取 。

4.根据权利要求1所述的一种复杂地形下风场的订正方法,其特征在于,在构建风速风向空间拟合多元回归模型框架过程中,风场的风速风向取7天内、1小时间隔、3‑5公里的区域数值风场格点资料。

5.根据权利要求4所述的一种复杂地形下风场的订正方法,其特征在于,分析风场的风速风向与相应格点的地形特征参数的统计关系。

6.根据权利要求4所述的一种复杂地形下风场的订正方法,其特征在于,根据反距离加权平均插值法拟合的标准化风速风向及实际风速风向的平均值和标准差计算拟合的风速风向。