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风能资源测量与评估概述(PPT 77页)


三、风的形成
3、大气环流 在地球上由于地球表面受热不均,引起大气层中空气压力不均衡,因
此形成地面与高空的大气环流。这种环流在地球自转偏向力的作用下,形 成了赤道到纬度30°N环流圈(哈德来环流)、纬度30°~60°N环流圈和 纬度60°~90°N环流圈,这便是著名的“三圈环流” 。
三、风的形成
1)纬度30°N环流圈 在赤道附近,空气受热膨胀上升,造成赤道上空气压升高,空气向极
高纬度地区,太阳高度角小,日照时间短,太阳辐射强度小,地面和 大气接受热量少,温度低。
2、地转偏向力 地球自转使空气运动发生偏向
力,这种力称为“地转偏向力”。 在赤道附近,地转偏向力为零,随 着纬度的增加而增大,在极地达到 最大。
在这种力的作用下, 北半球气流向右偏转, 南半球气流向左偏转。
三、风的形成
3、空气的密度随海拔的升高而减小。
虽然海拔高出风比较大,但是由于空气密度小,风能量并不大。
二、风的特点
2)平流层 从对流层顶到约50km的大气层为平
流层。在平流层下层,即30—35knl以下, 温度随高度降低变化较小,气温趋于稳定, 所以又称同温层。在30—35km以上,温度 随高度升高而升高。
主要内容
1 风的形成 2 风的特征及测量 3 风资源测量与评估
任务1 风的形成
1 新能源介绍 2 风的特点 3 风的形成
一、新能源介绍
常规能源—— 指技术成熟且已被大规模利用的能源,如煤炭、石油、天然气以
及大中型水电 都被看作常规能源。
新 能 源—— 指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。
相对于传统能源,新能源具有污染少、储量大,前景广阔的特点。
从80km到约500km称为热层。这一 层温度随高度增加而迅速增加,层内温 度很高,昼夜变化很大,热层下部尚有 少量的水分存在,因此偶尔会出现银白 并微带青色的夜光云。
5)逃逸层 热层以上的大气层称为逃逸层。
逃逸层空气极为稀薄,其密度几乎与 太空密度相同,故又常称为外大气层。 由于空气受地心引力极小,气体及微 粒可以从这层飞出地球致力场进入太 空。逃逸层是地球大气的最外层。逃 逸层的温度随高度增加而略有增加。
三、风的形成
4、季风环流 在一个大范围地区内,它的盛行风向或气压系统有明显的季节变化,
这种在1年内随着季节不同,有规律转变风向的风,称为“季风”。季风 盛行地区的气候又称季风气候。
图1-3 海陆热力差异引起季风示意图 a)冬季 b)夏季
三、风的形成
冬季,陆地比海洋冷,大陆气压高于海洋,气压梯度力自大陆指向海 洋,风从大陆吹向海洋;
地方向流动。 以北半球为例,由于赤道附近地转偏向力很小,空气基本受气压梯度
力影响,因此赤道上空的空气由南向北流动。随着纬度的增加,地转偏向 力逐渐加大,空气运动向右偏转。在纬度30°附近,偏角到达90°,地转 偏向力与气压梯度力相当,空气运动方向与纬圈平行,所以在纬度30°附 近上空,赤道来的气流受到阻塞而聚积,气流下沉,形成这一地区地面气 压升高,就是所谓的“副热带高压”。
二、风的特点
风的形成
大气的流动像水流一样,从压 力高处向压力低处流动,气压差越 大,风也就越大。太阳能正是形成 大气压差的原因。由于地球自转轴 与太阳的共转轴存在66.5°的夹角, 因此对地球上的不同地点,太阳照 射的角度是不同的,而且对同一地 点1年中这个角度也是变化的。地 球上某处所接受的太阳辐射能与该 地点太阳照射角的正弦成正比。
新能源
风能 太阳能 核能 生物质能 地热能 海洋能 氢能
一、新能源介绍 风能利用
二、风的特点
风的特点
1、风的变化性和不稳定性。
由于气候、时间及地理环境的影响,风的大小及方向都在瞬时变化着。 风的不稳定性,使我们对风能利用是将会有很多问题需要解决。
2、风力大小随海拔的升高而增大。
其根本原因是,随着海拔的升高地球表面与空气摩擦阻力的影响越来 越小。
三、风的形成
三、风的形成
三、风的形成
1、气压梯度力 由于高低纬度之间的温度差异,造成了南北向之间的气压梯度,由于
气压梯度引起的力就叫气压梯度力。在气压梯度力的作用下,使空气 做水平运动,并沿垂直于等压线的方向由高压向低压吹。
在赤道和低纬度地区,太阳高度角大,日照时间长,太阳辐射强度大, 地面和大气接受热量多,温度较高;
特点:一是空气没有对流运动;二 是空气比下层稀薄得多,水汽、尘埃的含 量甚微,很少出现天气现象;三是在高约 15—35km范围内,有厚约20km的—层臭 氧层,因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线 的能力,故使平流层的温度升高。
二、风的特点
二、风的特点
3)中间层 从平流层顶到80km高度称为中间层。
这一层空气更为稀薄,温度随高度增加 而降低。 4)热层
三、风的形成
2)纬度30°~60°N环流圈 副热带高压下沉气流的另一支从副热带高压向北流动的气流,在地转
偏向力的作用下,北半球吹西风,且风速较大,这就是所谓的西Байду номын сангаас带。在 60°N附近处,西风带遇到了由极地向南流来的冷空气,被迫沿冷空气上 面爬升,在60°N地面出现一个副极地低压带。
三、风的形成
2)纬度30°~60°N环流圈 副极地低压带的上升气流,到了高空又分成两股,一股向南,一股向
三、风的形成
1)纬度30°N环流圈 副热带高压下沉气流分为两支,一支从副热带高压向南流动,指向赤
道。在地转偏向力的作用下,北半球吹东北风,风速稳定且不大,约3~4 级,这是所谓的信风,所以在南北纬30°之间的地带称为信风带。这一支 气流补充了赤道上升气流,构成了一个闭合的环流圈,称此为哈德来环流, 也叫做正环流圈。此环流圈南面上升,北面下沉。
北。向南的一股气流在副热带地区下沉,构成一个中纬度闭合圈,正好与 哈德来环流流向相反,此环流圈北面上升、南面下沉,所以叫反环流圈, 也称费雷尔环流圈;
三、风的形成
3)纬度60°~90°N环流圈 副极地低压带的上升气流的向北气流,从上升到达极地后冷却下沉,
形成极地高压带,这股气流补偿了地面流向副极地带的气流,而且形成了 一个闭合圈,此环流圈南面上升、北面下沉与哈德来环流流向类似的环流 圈,因此也叫正环流。在北半球,此气流由北向南,受地转偏向力的作用, 吹偏东风,在60°~90°之间,形成了极地东风带。
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