Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Источник метеорологической информации, база данных nasa
Одним из важных направлений мониторинга качества окружающей среды является создание глобальной системы наблюдений за изменением состояния суши, океанов и атмосферы. Для формирование такой системы необходимо было организовать эффективное взаимодействие различных систем наблюдений - локальных, дистанционных, наземных и спутниковых. Координацией этого взаимодействия на международном и национальных уровнях занимается Всемирная Метеорологическая организация (ВМО), в которую входят 189 стран и территорий, а также другие международные и национальные ведомства. Среди задач использования результатов регулярного мониторинга атмосферы, ее температурного и ветрового режима, уровня солнечной радиации, влажности, осадков, состояния подстилающей поверхности, оказывающего существенное влияние на физическое состояние атмосферы, на погоду и климат, особое место занимает оценка энергетических ресурсов возобновляемых источников энергии. В большинстве случаев в качестве основной исходной информации для проведения такой оценки выступают данные космического мониторинга. При мониторинге данные космической съемки используются в сочетании с другими источниками информации. Так в случае необходимости, данные космического ветромониторинга могут корректироваться и уточняться по результатам специально организованного наземного ветромониторинга. Космический мониторинг позволяет с достаточной степенью точности получать количественную информацию о вертикальном и горизонтальном профиле метеорологических величин в атмосфере. Измерения могут проводиться над всеми территориями, являющимися объектами мониторинга, включая и малонаселенные, отдаленные и труднодоступные районы, где размещение метеорологических и аэрологических станций с плотностью, необходимой для решения задач развития возобновляемой энергетики, экономически крайне неэффективно. Началом космических наблюдений за состоянием атмосферы, суши и океанов из космоса можно считать запуск в 1960 году американских и советских метеорологических спутников серии "Tiros", "ESSA", "Nimbus", "ITOS", "Метеор". Изначально Соединенные Штаты внесли основной вклад в создание глобальной космической метеорологической системы. Спутниковая метеорологическая система, действующая под эгидой Национального управления по океанам и атмосфере (NOAA) на полярных - "NOAA" и геостационарных - "GOES" орбитах, а также принадлежащая министерству обороны США система DMSP (Оборонный проект спутниковой метеорологии), долгое время были единственными в мировой практике эксплуатационными системами мониторинга окружающей среды[1]. Спутники серии "NOAA" запускаются с 1970 г., серии "GOES" – с 1975 г., системы DMSP – с 1966 г.
Первый геостационарный метеоспутник (GOES-1) был запущен 16 Октября 1975 года и сразу же стал неотъемлемой частью Национального Бюро Погоды. Новое поколение спутников GOES (GOES от I, …M и др.) с помощью установленных на борту инструментов позволяет измерять испущенное Землей и отраженное излучение, зная которое можно легко определить атмосферную температуру, скорости ветров, влажность и плотность облаков. GOES-8 и GOES-9 были первыми представителями этого нового спутникового поколения, которые были запущены, заменив орбиты более старых спутников GOES-6 и GOES-7. Для того чтобы в будущем повысить точность прогнозов погоды, подразделение национальной информационной службы спутниковых данных об окружающей среде США в марте 2016 года запустит на орбиту следующий спутник типа GOES-R. По информации официальных представителей НАСА, спутники GOES постоянно отслеживают около 60% поверхности нашей планеты, предоставляя данные о погоде, прогнозах чрезвычайных ситуаций, наводнений и различных природных катастроф. Спутники и наземная инфраструктура системы предоставляют непрерывный поток данных об окружающей среде таким потребителям, как национальная служба погоды (NWS). В рамках задачи оценки ветроэнергетических ресурсов представляют интерес существующие подходы к определению скорости ветра в разных точках территории Земли и статистических характеристик изменения скоростей ветра. В каталоге ВМО сформулированы особые требования для проведения измерений скорости ветра у поверхностей моря и суши. Требования сформулированы для скорости и направления ветра. Оптимальные погрешности этих величин должны находиться в пределах 0,5-2 м/с, предельные – 3-5 м/с в зависимости от области использования. При аэрологическом зондировании атмосферы скорость ветра должна определяться с погрешностями 1-2 м/с, а направление ветра – с погрешностями 2,5-5 градусов (в зависимости от высоты в атмосфере)
Критериями выбора источника метеорологической информации, необходимой для решения задач оценки ветроэнергетического потенциала на территории Российской Федерации, являются: большой объем статистических данных; достаточно высокая точность измерений; возможность осуществления измерений в узловых точках регулярной территориальной сетки с малым шагом; наличие свободного доступа к информации и другие критерии. Этим критериям, в первую очередь, могут удовлетворять базы данных, сформированные с применением дистанционных методов измерения. На сегодняшний день разработано большое количество баз данных, различных как по составу, так и по объему предоставляемой метеорологической информации, полученной с использованием дистанционных методов зондирования атмосферы с искусственных спутников Земли и орбитальных космических станций, ракет, высотных самолетов, а также наземных информационно-измерительных систем, использующих радио-, лазерное и другие виды излучений. Одной из современных баз данных, доступных для свободного пользования, является БД Национального агентства по аэронавтике и исследованию космического пространства США «NASA Surface meteorology and Solar Energy» (NASA SSE), сформированная на основе многолетних спутниковых наблюдений и математического моделирования. База данных NASA SSE содержит следующий перечень статистических характеристик ветра: – средние, минимальные и максимальные скорости ветра на высоте 50 м над поверхностью земли, м/с; – повторяемость скоростей ветра по градациям на высоте 50 м над поверхностью земли, %; – средние скорости ветра на высоте 50 м над поверхностью земли для восьми 3-х часовых интервалов времени в течение суток, м/с; – средние направления ветра на высоте 50 м над поверхностью земли, градусы; – средние направления ветра на высоте 50 м над поверхностью земли для восьми 3-х часовых интервалов времени в течение суток, градусы; – средние скорости ветра на высоте 10 м над поверхностью земли для территории типа «аэропорт», м/с; – процентное различие скоростей ветра на высотах 10 м и 50 м над поверхностью земли для различных типов подстилающей поверхности, %; – средние скорости ветра на высотах 50, 100, 150 и 300 м над поверхностью земли для различных типов подстилающей поверхности, м/с; – калькулятор средних скоростей ветра на высотах от 10 до 300 м над поверхностью земли для различных типов подстилающей поверхности, м/с. Для создания раздела «Ветер» БД NASA SSE использовалась модель ассимиляции NASA/GMAO GEOS версия 1 (GEOS-1), с помощью которой на основе данных спутниковых наблюдений за десятилетний период 01.07.1983 – 30.06.1993 для сетки 2о×2,5о, покрывающей весь земной шар, и усредненного типа растительности были рассчитаны статистические характеристики ветра на высоте 50 м над поверхностью земли. Полученные результаты затем интерполировались на сетку 1о×1о (64800 ячеек). Значения скорости ветра на других высотах i -й ячейки территориальной сетки определялись для соответствующих типов подстилающей поверхности с учетом принятого степенного закона:
где – скорость ветра на высоте над поверхностью земли; – скорость ветра на высоте hi 50 =50 м над поверхностью земли; αi – коэффициент шероховатости поверхности в i -й ячейке сетки. В БД NASA SSE выделено 17 типов растительности/поверхности, для которых заданы значения коэффициентов шероховатости с дифференциацией по месяцам года. При использовании БД NASA SSE следует понимать, что пространственное разрешение 1о×1о не позволяет с достаточной степенью надежности предсказать ветровой режим в каждой конкретной точке ячейки, поскольку при наличии зон с разными типами рельефа и/или растительности характер распределения скорости ветра может сильно варьироваться даже на небольшом участке местности. Именно в связи с заметно выраженной территориальной изменчивостью ветрового режима, наиболее ярко проявляющейся на малых высотах, при попытке сравнить статистические характеристики ветра, полученные на МС и приведенные в БД NASA SSE, наблюдается противоречивая картина (Карта 1)[2]: с одной стороны, в ряде случаев данные наземных и спутниковых наблюдений совпадают достаточно удовлетворительно, с другой – имеют место значительные расхождения. Подобные несостыковки в значениях ни в коем случае не нужно интерпретировать как неточность представленной информации в БД NASA SSE, поскольку соотнесению подлежат две несопоставимые в пространственном аспекте величины, и делать какие-либо выводы по ее применимости на основе такого анализа не стоит. НАСАвская информация вполне пригодна для предварительной оценки и сравнения ветроэнергетических потенциалов различных территорий, подготовки предпроектных обоснований инвестирования средств в системы энергоснабжения с использованием энергии ветра (в том числе с применением методов оптимизации), по итогам которых принимается решение о целесообразности проведения более детальных предпроектных и проектных исследований. В этих случаях уточнение скоростных характеристик ветра производится на базе многолетних данные ближайших метеорологических и аэрологических станций, если они имеются, или результатам специально проводимого ветромониторинга. Таким образом, ценность БД NASA SSE как источника информации определяется тем, что она предоставляет набор базовых статистических характеристик ветра и других метеорологических показателей для сетки 1о×1о, достаточный для определения параметров всех функций распределения вероятностей скоростей ветра, необходимых для оценки рассмотренных выше видов ветроэнергетического потенциала на территории России. То есть появляется возможность провести анализ распределения ветроэнергетических ресурсов с плотным пространственным шагом по всей территории Российской Федерации в заданном интервале высот от поверхности земли и для различных типов подстилающей поверхности. Следовательно, решение об использовании БД NASA SSE в рамках рассматриваемой задачи является вполне обоснованным.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-22; просмотров: 251; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.15.25.32 (0.01 с.) |