SNHT与PMFT+方法在年平均风速非均一性检验中的应用研究.pdfVIP

SNHT和PMFT方法在年平均风速非均一性检验中的应用研究 何冬燕 安徽省气候中心，合肥，230031 摘要：气候资料是进行气候变化研究的基础；为保障气候研究的准确性，长时间气候序列必须是均一的。然而 受仪器变动、站址迁移、观测手段变化等人为因素的干扰，导致气候序列产生不均一的现象，这往往对气候变 化尤其是区域或局地气候变化检测结果带来明显的歪曲。因此，在使用资料尤其是原始观测资料前，对其进行 均一性检验和订正是非常必要的。作为重要的气候要素之一，风不仅可以反映大气环流的特征，由于其无污染、 可再生的特点，风能也成为我国开发利用气候资源的主要项目。基于气象台站的风速序列考察风速长期变化特 征，必须首先检验风速序列的均一性。本文以来安气象站1989～2008年历年平均风速为例，采用SNHT及PMFT 两种客观均一性检验方法对该风速序列进行了检验，并与依据来安气象站沿革情况和t检验方法得到的均一性结 果进行对比，结果发现：(1)来安气象站1989～2008年年平均风速序列不均一。(2)不同方法检验出的来安气象站 1989～2008年年平均风速序列不均一的间断点不尽相同。依据沿革情况和t检验方法检验出的间断点出现在2003 年；SNHT方法检验出的间断点出现在1992年；PMFT方法检验出的间断点出现在1992及2004年。这些年份前后， 来安气象站均存在风速观测方式改变、测风环境变化等现象，因此检验出的间断点基本合理。(3) 由于各种方法 均有其不足之处，如沿革记录是否准确无误，SNHT使用的参照站是否合理，是否同时存在仪器换型的情况等； 因此对检验出的不同间断点还需要进一步验证其真实性。(4)相对于在我国已经较普遍使用的SNHT方法，PMPT 方法在平均风速的检验中也表现出较多优势：如对进行检验的序列要求较宽松；前期处理较简单；从来安站的 个例看，结果也较为合理。由于本文只采用了一个个例，且所使用的资料时间较短，因此尚不足以判断何种方 法在检验平均风速序列均一性中更优秀，还需要进一步增加个例和样本长度来考量。 关键词：年平均风速，均一性，SNHT 方法，PMFT 方法，t 检验 安徽省气象科研项目 KM201105Z 资助 作者简介：何冬燕，从事气候资源开发利用和气候可行性论证工作，e-mail: hedongyan80@ 1 引言 气候资料是进行气候变化研究的基础；为保障气候研究的准确性，长时间气候序列必须是 均一的。均一性的时间序列被定义为只包含天气和气候变化的序列。然而受仪器变动、站址迁 移、观测手段变化等人为因素的干扰，导致气候序列产生不连续的现象，即气候序列产生不均 一的情况，这往往对气候变化尤其是区域或局地气候变化检测结果带来明显的歪曲。因此，在 使用资料尤其是原始观测资料前，对其进行均一性检验和订正是非常必要的。但受资料质量和 其它相关信息可信度等影响，判断具体气候数据是否均一仍然存在着很大难度；为此国内外许 多气候学家在这方面开展了大量工作，也取得了丰富的成果。 作为重要的气候要素之一，风不仅可以反映大气环流的特征，由于其无污染、可再生的特 点，风能也成为我国开发利用气候资源的主要项目。基于气象台站的风速序列考察风速长期变 化特征，必须首先检验风速序列的均一性。刘小宁[1] [2] [3] 和曹丽娟等 分别用SNHT方法 (Standard Normal Homogeneity Test) 和PMFT方法[4] （惩罚最大F检验方法）对我国部分气象台站年平均风 速资料进行均一性检验并对造成年平均风速序列非均一性的主要原因进行分析，取得了令人满 意的成果。 来安县位于安徽省东部，江淮分水岭的东端；地形以丘陵为主，地势西高东低；风力资源 相对较好。目前安徽省首个风电项目，也是国内第一家内陆低风速风电场——安徽龙源来安风 电场已于该县北部杨郢乡建成并实现并网发电。本文以来安气象站1989～2008年年平均风速序 列为研究对象，分别利用SNHT及PMFT方法对该序列进行均一性检验，考察来安气象站该时段 年平均风速的均一性，比较两种方法的检验结果异同，并基于来安气象站测风沿革情况考察两 种方法的适用性。 2 研究方法 [5] 本文主要用到的方法有：t检