Page 214 - 《高原气象》2023年第1期

第 42 卷 第 1 期 高 原 气 象 Vol. 42 No. 1
2023 年 2 月 PLATEAU METEOROLOGY February， 2023

马绎皓， 毛睿， 杨阳，等， 2023. ERA5 再分析资料对甘肃省近地面风速气候特征及变化趋势再现能力的评估［J］. 高原气象，
42（1）： 210-220. MA Yihao， MAO Rui， YANG Yang，et al， 2023. Evaluation of the ERA5 Reanalysis Data on the Near-Surface
Wind Speed Climate Characteristics and Change Trend Reproduction Ability in Gansu Province［J］. Plateau Meteorology， 42（1）：
210-220. DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2022. 00030.

ERA5再分析资料对甘肃省近地面风速气候特征

及变化趋势再现能力的评估

马绎皓 1， 2 ， 毛 睿 ， 杨 阳 ， 马 莉 ， 苟 尚 2
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2
（1. 北京师范大学地理科学学部， 北京 100875；
2. 兰州中心气象台， 甘肃 兰州 730020；
3. 北京师范大学国家安全与应急管理学院， 北京 100875；
4. 中国气象局兰州干旱气象研究所， 甘肃 兰州 730020）

摘要： 为了探究 ERA5再分析资料对甘肃省近地层风速的再现能力， 利用甘肃省 1981 -2020年 80个国家
级气象台站的地面风速资料， 分析了近 40 年间甘肃省风速变化情况， 并比较了第五套欧洲中期天气预
报中心再分析资料（ERA5）与观测资料变化趋势的异同， 讨论了其对甘肃省地面风速的再现能力。结果
表明， 甘肃省四季平均地面风速自西向东逐渐减小， 地面风速最大季节均为春季， 不同地区风速偏小季
节有所差异； 近 40年地面风速的变化整体上趋于平稳， 但各站点春季风速以显著下降趋势为主， 其余三
个季节以上升趋势居多； 在 20 世纪 90 年代初以前四季平均风速均呈现减小趋势， 春季变化趋势最强，
秋季变化趋势最弱， 之后转为平稳变化或上升趋势， 冬、 夏两季风速上升趋势较强。ERA5 再分析资料
对甘肃省风速月际变化和主要季节特征的再现能力较好， 但对各季节平均风速值和风速长期变化趋势
的再现能力较差， 仅在风速下降时期有较好的再现能力， 并且 ERA5风速资料也不具备再现甘肃省各季
节风速长期趋势的能力； ERA5 再分析资料不能直接用于估算甘肃省的风能密度， 但对其进行线性偏差
订正后， 在风能密度的多年平均值方面有较好的再现能力。
关键词： 甘肃； ERA5； 风速变化； 再现能力
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文章编号： 1000-0534（2023）01-0210-11 中图分类号： P425.4 4 文献标识码： A
DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2022. 00030

1 引言 随着全球气候变暖， 我国西北地区风速在一定
程度呈减小趋势。有学者研究发现， 在过去的几十
风能是重要的可再生资源， 对其利用在能源结
年当中， 西北地区风速下降明显， 在 1969 -2015 年
构调整和减少污染过程中具有极其重要的作用（陈
期间以 0. 16 m·s ·（10a） 的速率减小， 并且具有
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练， 2013； 王倩倩等， 2020； 李艳等， 2015； 熊敏
诠， 2015）。近年来， 我国对风能资源的开发利用 “冬、 春季大、 夏、 秋季小”的季节性特点（张瑾，
2013）。黄小燕等（2011）研究发现西北地区西部风
增长迅速。甘肃省的风能资源储量在全国名列前
茅， 特别是河西走廊更被称为“世界风库”， 在风能 速的减小速率要高于东部， 而造成这种区域性变化
资源开发方面有重要地位（郭小雷， 2015； 张振国， 的主要原因来自于甘肃河西走廊近年来风速的显
2004）。因此研究甘肃省风速的变化情况对风能资 著下降。穆红文等（2016）指出河西走廊区域内气
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源的开发利用有着至关重要的作用。 象站平均风速下降 1. 5~3. 0 m·s ， 部分站点最大风

收稿日期： 2021⁃12⁃22； 定稿日期： 2022⁃03⁃24
资助项目： 国家重点研究与发展项目 （2020YFA0608201）； 国家自然科学基金项目 （41730639）； 甘肃省青年科技基金项目（20JR10RA451）
作者简介： 马绎皓（1992 -）， 男， 甘肃平凉人， 工程师， 主要从事灾害科学研究. E-mail： myh220421@163.com
通信作者： 毛睿（1980 -）， 男， 甘肃兰州人， 教授， 主要从事气候变化及其影响研究. E-mail： MR@bnu.edu.cn