[讨论] 夏天风速的功率谱特征：海洋、陆地（我国）

   下文属于风电功率预测，不是纯粹的气象学。                                     

   风速预测的结果好坏，首先是由风速的变化性质决定的；第二才是模型的类型与结构、参数的优化等。了解不同地点风速的变化性质，是提高风速和风电功率预测效果 forecasting performance（如准确率 accuracy、可靠性 reliability）的基础性工作，属于源头和底层的东西。

一、 1957年 Isaac Van der Hoven 的经典风速功率谱（美国纽约长岛 Long Island）

（1） 1957年 Isaac Van der Hoven 的经典风速功率谱，原图。

https://journals.ametsoc.org/view/journals/atsc/14/2/1520-0469_1957_014_0160_psohws_2_0_co_2.xml

（2）1957年 Isaac Van der Hoven 的经典风速功率谱，常见的被引用形状。

   这个海洋风速功率谱里，“日循环”并不明显；~110 h（4.5 day）周期很明显；其次是一个~11 h（0.5 day）的半天周期。

   布鲁克海文国家实验室（BNL）位于美国纽约长岛（Long Island）。现在的地理位置是位于 46 号县道威廉弗洛伊德公园大道，长岛高速公路 68 号出口以北 1.5 英里（William Floyd Parkway, County Road 46, 1.5 miles north of Exit 68 of the Long Island Expressway）。

（3）Brookhaven National Laboratory, BNL 地图。

https://www.researchgate.net/publication/255631670_Peconic_River_Habitat_Assessment_and_Fish_Biomass_Prediction/figures?lo=1

https://www.researchgate.net/profile/Marcia-Meixler/publication/255631670/figure/fig1/AS:669372410519563@1536602227889/Brookhaven-National-Laboratory-Upton-NY-Adapted-from-Brookhaven-National-Laboratory_W640.jpg

（4）Brookhaven National Laboratory, BNL 地图。

http://www.techinsider.io/last-particle-collider-united-states-rhic-brookhaven-2015-8

（5）Getting to Brookhaven, Brookhaven National Laboratory.

https://tse1-mm.cn.bing.net/th/id/R-C.4894a16247932b6ff5e4dff15017ce63?rik=UU8WVNCx%2fxkEBw&riu=http%3a%2f%2fstatic5.businessinsider.com%2fimage%2f55cccfeadd0895f5048b4657-1200%2frhic-is-part-of-brookhaven-national-laboratory-bnl-which-sits-in-the-middle-of-the-pine-barrens-on-central-long-island.jpg&ehk=%2b%2fZHVkJrglg0I1STllg1G9%2buKIo0cXEmBwijIj50BOY%3d&risl=&pid=ImgRaw&r=0

（6）美国 纽约长岛 Brookhaven National Laboratory，海洋。

https://www.bnl.gov/maps/

   该地点在海边，是沿海风速；不是典型的陆地风速。 

二、美国得克萨斯州 Bushland 的风速功率谱

（7）Bushland 的风速功率谱，doi:10.1260/0309524001495404 .

doi:10.1260/0309524001495404

   这个陆地风速功率谱里，“日循环”（~24 h、~12 h等）占明显的主导地位。

   美国得克萨斯州（Texas）地点 Bushland 的经度：-102.0978，纬度：35.2664。从下图可见，基本上属于陆地气候。

（8）Wind Speed Power Spectrum Analysis for Bushland, Texas.

三、我国夏季，海洋、陆地风速功率谱

   下面我国夏季风速图片里，风速时间序列数据的时间分辨率都是1h。

（9）海洋。

（10）陆地。

   对照2×2个功率谱可见：

   （1）海洋风速，没有明显的“日循环”，但有明显的~4.5 day周期，以及半天周期（~12h）。

   （2）陆地风速，有明显的“日循环”，以及半天周期（~12h）。

   这些性质，应该与大气下垫面 underlying surface 的不同性质有关。

   陆地和海洋的不同，从其上面的气温变化距平 anomaly 也可以看出来：

（11）Climate Change, https://thebull.com.au/climate-change-the-new-normal/

绿色：陆地气温；深蓝色：全球（陆地-海洋）气温变化的距平。

参考资料：

[1] Isaac Van der Hoven. Power spectrum of horizontal wind speed in the frequency range from 0.0007 to 900 cycles per hour [J].  Journal of Meteorology, 1957, 14(2): 160-164.

https://journals.ametsoc.org/view/journals/atsc/14/2/1520-0469_1957_014_0160_psohws_2_0_co_2.xml

[2] BNL | About Brookhaven National Laboratory

https://www.bnl.gov/about/

[3]  Getting to Brookhaven, Brookhaven National Laboratory

https://www.bnl.gov/maps/

[4] Eric D. Eggleston. Wind Speed Power Spectrum Analysis for Bushland, Texas, USA [R]. in "Oak Ridge, Tenn. : distributed by the Office of Scientific and Technical Information, U.S. Dept. of Energy, 1996": pp. 429-437.

doi:10.1260/0309524001495404

https://www.osti.gov/biblio/447479-QYXEol/webviewable/

https://searchworks.stanford.edu/view/11260588

相关链接：

[1] 2022-01-06，[资料] 阅读叶大均先生 1981 年《风能及其利用》有感

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1319815.html

[2] 2021-12-10，[资料] 《天气预报的三次跃进》学习笔记

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1316021.html

[3] 2017-07-14，中国风能资源专业观测网测风塔分布

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1066289.html

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