贵州导线覆冰的气象模式及应用研究 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《贵州导线覆冰的气象模式及应用研究》对贵州导线覆冰的物理过程、预测预报和风险评估技术进行了系统深入的研究。利用开展导线覆冰自动观测实验获得的详细数据分析，揭乐了贵州导线覆冰过程及其气象条件演变特征，在国际公认的导线覆冰理论模型框架下，引入实时气象条件建立的基于过程判别的导线覆冰气象模式，实现了对真实导线覆冰过程的数值模拟，建立了导线覆冰的精细化预报方法并投人业务应用，初步解决了覆冰厚度定时定点定量精细化预报的难题，可以为电力部门防抗冰害提供更加具有针对性和精细化的服务，具有较大的业务应用价值和广泛的推广应用前景。
　　《贵州导线覆冰的气象模式及应用研究》对相关领域的科技工作者有一定的参考作用。

内页插图

目录

序
前言

第1章 贵州导线覆冰及其研究概况
1．1 贵州导线覆冰概况
1．2 历史覆冰灾害概况
1．3 相关研究概况

第2章 贵州导线覆冰的类型与分布特征
2．1 资料与方法
2．2 贵州导线覆冰的时空分布特征
2．3 贵州导线覆冰的类型分析
2．4 贵州导线覆冰的类型分布特征
2．5 2008年以来贵州导线覆冰灾害情况

第3章 贵州导线覆冰的气象条件与天气成因
3．1 影响导线覆冰的因素
3．2 贵州导线覆冰的气象条件
3．3 贵州电线积冰日气象条件分析
3．4 贵州导线覆冰的天气成因分析
3．5 贵州凝冻天气的大气环流特征

第4章 导线覆冰自动观测实验与覆冰过程分析
4．1 开展自动观测实验的目的
4．2 导线覆冰自动观测系统介绍
4．3 导线覆冰自动观测实验情况
4．4 典型导线覆冰过程数据分析
4．5 覆冰过程不同阶段及其气象条件
4．6 小结

第5章 导线覆冰理论模型与数值模拟
5．1 国内外研究现状
5．2 导线覆冰理论模型基础
5．3 理论模型数值模拟试验
5．4 理论模拟的敏感性试验
5．5 模型参数方案比较

第6章 导线覆冰的气象模式研究
6．1 基本思路和方法
6．2 覆冰过程的气象条件判别
6．3 导线覆冰气象模式理论框架
6．4 模式参数化方案
6．5 空气液态水含量的计算
6．6 雨、雾凇覆冰处理方法
6．7 模式算法与运算流程
6．8 实际覆冰过程数值模拟
6．9 小结

第7章 导线覆冰的精细化预报方法
7．1 国内研究现状
7．2 导线覆冰厚度精细化预报方法
7．3 导线覆冰厚度站点精细化预报产品
7．4 导线覆冰厚度格点精细化预报产品
7．5 导线覆冰精细化预报产品的初步检验
7．6 覆冰精细化预报产品的初步应用情况

第8章 导线覆冰的风险评估与区划
8．1 国内研究现状
8．2 导线覆冰风险评估技术
8．3 覆冰过程最大冰厚计算模型
8．4 站点最大冰厚序列恢复重建
8．5 覆冰厚度精细化区划方法
8．6 覆冰厚度精细化区划成果
参考文献

前言/序言

　　导线覆冰是低温阴雨天气条件下由于雨凇、雾凇凝附或湿雪冻结在输电线路上造成导线表面包裹覆冰的现象。输电线路覆冰后会大大增加其重量荷载和风荷载，降低其机械和电气性能，当导线覆冰超过线路最大荷载时会导致电线断裂、倒杆倒塔，造成电力设施损毁、电力输送中断，严重时甚至会导致电网瘫痪，电力部门称之为冰灾。而不均匀覆冰和脱冰过程中又会产生导线舞动和跳跃，造成线路闪络和设备损坏。因此，导线覆冰是严重危害电网安全运行的一种气象灾害。
　　我国电线覆冰灾害主要发生在南方，冬季北方平原地区由于气温很低、空气干燥，很少出现液态降水，而干燥的雪花难以附着冻结在导线上，因此北方平原地区很少出现覆冰灾害。而南方山区冬季潮湿多雾，气温常在冰点附近以下，持续的阴雨天气往往造成严重的电线覆冰，故南方的冰害远重于北方。我国南方地区尤其是西南山区是导线覆冰灾害的多发区，覆冰多为雨、雾凇天气导致，其增长快、密度大、附着力强，故成灾特别严重。2008年1-2月我国南方遭受了历史罕见的大范围持续低温雨雪冰冻灾害，极其严重的电力线路覆冰导致电网大面积瘫痪，造成上千亿元的重大经济损失并严重威胁人民群众的生命财产安全和生产生活。由于特殊的地理位置、地形环境和气候条件的综合影响，贵州每年冬季都会遭受不同程度的覆冰灾害，在2008年南方特大冰灾中是受灾最为严重的省份，可以说是南方覆冰的典型代表。贵州同时又是我国西电东送的重要源地和主要通道。在2008年南方特大冰灾期间，贵州境内输电线路覆冰厚度普遍达50mm以上，最厚达200mm，导致贵州电网大面积损毁，大部分地区电力供应中断，最严重时供电量只有正常时的30%，西电东送由425万kW转为倒送50万kW。因此，在当前全球气候变化导致极端气象灾害趋多趋强的严峻形势下，深入开展导线覆冰灾害研究具有重要的现实意义。
　　导线覆冰是在一定气象条件下发生的复杂的物理过程，由于野外实时观测的困难，电力部门一般通过线路覆冰调查确定覆冰状况，但由于相当数量的重冰区处于无人区，缺乏相关的覆冰数据与气象资料，使电力线路设计冰厚定量不准，导致冰害事故频发。由于导线覆冰过程的详细观测资料十分稀缺，长期以来研究难以深入到覆冰过程内部，难以揭示覆冰过程及气象条件连续演变的物理特征，因此难以建立有效的覆冰预报方法。以往电力部门多限于针对具体输电线路覆冰情况的调查分析，缺乏与气象资料在时空上的配合研究；而气象部门大多限于对导致覆冰的天气条件和气候背景分析，缺乏对覆冰机理及其预报方法的研究。在南方山区，电力输送主干线穿越的地形复杂、局地气象条件变化很大，导线覆冰出现的情况十分复杂，以往仅根据大范围的天气形势进行导线覆冰的趋势预报远远不能满足电力部门的实际需求，迫切需要提供时空精细化的导线覆冰量预报以及对覆冰灾害风险的评估，从而指导电网运行过程中采取及时、有效的防冰抗冰措施，并实现电网路径与线路设计的优化。根据行业应用和气象服务的迫切需求，中国气象局批准立项了国家公益性行业科研专项经费项目“导线覆冰的精细化预报和风险评估技术”（GYHY201006033）。该项目由贵州省山地环境气候研究所牵头，联合中国科学院电工研究所、南京信息工程大学、成都信息工程大学及有关电力部门，通过开展导线覆冰自动观测实验成功获取了大量连续覆冰过程相关数据，突破了长期以来制约覆冰研究的资料瓶颈；在此基础上对贵州导线覆冰的形成机理及其物理过程进行了深入研究。在项目研究过程中，项目组克服了各种困难，在贵州重冰区进行了三年的导线覆冰过程自动观测实验，经过大量的数据分析、理论研究和数值试验，项目组在导线覆冰自动观测实验、覆冰机理与物理过程分析、覆冰理论模型与参数化方法、覆冰气象模式与精细化预报方法、覆冰风险评估和精细化区划方面取得了一系列新的研究成果。特别是在观测实验和理论模拟基础上研究建立了基于过程识别的导线覆冰气象模式，该模式建立在较为完备的覆冰物理机理基础之上，结合了覆冰过程的气象条件判别方法和模型算法控制，不仅能够模拟覆冰的增长，而且能够模拟覆冰的减弱、消融结束全过程的演变情况，实现了对真实覆冰过程变化的模拟。模式主要以常规气象要素为输入，能够输出全过程覆冰重量、覆冰厚度及覆冰密度变化的计算结果，具有较大的业务应用价值。
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