近地层短期风能预测与天气系统的非线性特征分析

天气系统通常指引起天气变化和分布的高压、低压和高压脊、低压槽等具有典型特征的大气现象。天气系统对风的短期变化的影响包含动力方面和热力方面，例如冷锋过境时，风沿锋面由冷气团吹向暖气团，近地层的风速和空气密度增大，风在垂直高度上的变化变得均匀。在各类天气系统中，与近地层短期风能变化联系最为紧密的主要为水平范围在100～103km量级、生命期在103～105s量级的中尺度大气现象，在分析风的短期变化时需要着重考虑具有这一特点的天气系统。

微小区域内风速、风向的变化主要受气压梯度和地形、建筑等障碍物的影响，其中障碍物的影响效应是通过基本气流的流速和流向来进行计算，而局地气压梯度的变化则是由多个不同尺度的天气系统共同影响所决定，即某一地区未来一段时间的风能变化可能受多个天气系统的共同影响。(www.xing528.com)

对于风的短期预测，目前较为常用的方法是依据物理规律实现未来风能演变趋势的客观预测，常用的技术手段是数值天气预报。数值天气预报的特点是采用简化方程、近似模拟真实大气，它对初始条件非常敏感，开展天气系统、天气过程分析有助于提高数值天气预报效果。天气系统的发生、发展和消亡与纬度、海拔高度、季节等因素相关。对于不同的风电富集区域，需要针对该地区的常见天气系统进行详尽分类，分析总结与近地层短期风能预测相关的天气系统非线性特征。这部分工作有助于指导数值天气预报产品在短期功率预测中的应用，例如数值天气预报误差校正和短期功率预测不确定性分析等。