CWPE2018主旨發(fā)言：國家氣候中心正研級(jí)高工張秀芝——《中國海上風(fēng)電開發(fā)的風(fēng)、浪氣候條件》

 

　　國家氣候中心正研級(jí)高工張秀芝在主旨發(fā)言環(huán)節(jié)發(fā)表了題為《中國海上風(fēng)電開發(fā)的風(fēng)、浪氣候條件》的演講：

 

　　很高興又有這樣一個(gè)機(jī)會(huì)跟大家聊一聊關(guān)于海上風(fēng)電的風(fēng)資源和風(fēng)和浪的一些氣候條件，海上風(fēng)電其實(shí)是一個(gè)鏈條的問題，首先就是要選一個(gè)好的地方，風(fēng)資源好這是第一。第二你要選這個(gè)地方風(fēng)險(xiǎn)小，你要是說風(fēng)資源好，風(fēng)險(xiǎn)大，那你的投資也會(huì)成問題。另外一個(gè)就是海床條件基礎(chǔ)好，你就會(huì)穩(wěn)定一些。

 

　　第二的就是做好風(fēng)和浪的觀測(cè)，我現(xiàn)在說海上的風(fēng)電，陸上只要測(cè)風(fēng)就OK，海上涉及到水下的問題，風(fēng)、浪、潮流有什么附著物，有很多問題是陸上沒有問題的，如果這些問題考慮不好的話后患無窮。做好了觀測(cè)就是可研，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，有的可研做得很到位，有的就相對(duì)粗一些。最后一個(gè)問題你把機(jī)組選對(duì)了就OK了，就可以做下去。

 

　　另外一個(gè)就是施工的問題，施工的問題我是在做可研的時(shí)候，往往碰到說我們的施工表捱著往下排，實(shí)際上有些事在一個(gè)時(shí)段內(nèi)是不可做的，因?yàn)轱L(fēng)和浪不對(duì)的話規(guī)劃也白規(guī)劃，如果計(jì)劃排的不合理，到時(shí)候船出不了海，這個(gè)錢就花了海了去了，所以這個(gè)差別就在這里。

 

　　最后一個(gè)就是說你做的時(shí)候，真正到了施工期的時(shí)候和運(yùn)維期的時(shí)候，聽天氣預(yù)報(bào)，聽氣候預(yù)報(bào)，氣候預(yù)報(bào)可以預(yù)報(bào)一個(gè)季度的今年的風(fēng)況，它只是一個(gè)大致的趨勢(shì)，說今年的風(fēng)比往年要偏大，天氣預(yù)報(bào)是臨近的1-3天是最好的，1-7天是比較穩(wěn)，7天以后就是這個(gè)出入就比較大，但是對(duì)你安排工期來講還是要聯(lián)合起來的。

 

　　首先我在講的時(shí)候必講這兩張圖，就是大家要搞清楚我們海上的風(fēng)到底是怎么來的，冬季它是一個(gè)在北風(fēng)，在環(huán)渤海可能是偏西北風(fēng)，到東海的時(shí)候差不多偏西風(fēng)，轉(zhuǎn)過來的時(shí)候到南海基本上是偏東北風(fēng)，偏東風(fēng)。夏季風(fēng)的時(shí)候風(fēng)是從南半球過來的，它都是偏南風(fēng)，當(dāng)然各個(gè)海區(qū)偏的不一樣，相對(duì)來講夏季的風(fēng)要小一點(diǎn)。有一種觀點(diǎn)說因?yàn)橛信_(tái)風(fēng)所以夏天怎么樣，實(shí)際上臺(tái)風(fēng)來了最長(zhǎng)可以發(fā)個(gè)五六天的臺(tái)風(fēng)來之前或者臺(tái)風(fēng)過后風(fēng)大的時(shí)候可以利用這個(gè)7天很好的法定，但是一個(gè)月不可能天天來臺(tái)風(fēng)，所以夏季的風(fēng)其實(shí)還是靠穩(wěn)定的夏季風(fēng)，副高邊緣的南半球那樣過來的風(fēng)，這個(gè)大家都明白。

 

　　我們現(xiàn)在作為我們氣象系統(tǒng)來講，我能拿到的數(shù)據(jù)，我所掌握的還有風(fēng)電界能使用的數(shù)據(jù)，包括測(cè)風(fēng)塔大家都不用說了，搞風(fēng)電的人最熟悉測(cè)風(fēng)塔。海上實(shí)用平臺(tái)我們是南海和北部灣他們也很多數(shù)據(jù)，實(shí)際上如果做風(fēng)電開發(fā)的話，離他們?nèi)绻鄬?duì)近的話，可以想辦法聯(lián)系他們獲取他們的數(shù)據(jù)，他們一個(gè)平臺(tái)上去，從前期的觀測(cè)到平臺(tái)的運(yùn)行都有數(shù)據(jù)，可以做一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的比較好的參考。這個(gè)就是浮標(biāo)，浮標(biāo)是海洋局放的最多，如果你了解一下海洋局，海洋局在你這個(gè)附近有浮標(biāo)的話，可以去用他的資料，這對(duì)海洋局來說是很好的數(shù)據(jù)。氣象局從北到南一共放了38個(gè)浮標(biāo)，但是由于浮標(biāo)的管理很容易出問題，出問題要拉回去，修完了再拉回來，所以他的浮標(biāo)資料就不像我們氣象局來說就是一下去就是連續(xù)不停的。這邊就是他們現(xiàn)在常見的海上打一個(gè)小平臺(tái)放一個(gè)雷達(dá)在上面，現(xiàn)在又出來一個(gè)浮標(biāo)上面放的激光雷達(dá)，這里面就是如果你選擇這樣的觀測(cè)方式，兩個(gè)事要特別注意，第一個(gè)因?yàn)楦?biāo)就是一個(gè)浪的，要搖擺的，你要盯它的這種相當(dāng)于減少搖擺它采取了什么樣的措施，這個(gè)很重要，如果他措施不到位的話，那個(gè)資料是不穩(wěn)定的，這是第一個(gè)。第二個(gè)就是說如果是激光的話，我們現(xiàn)在多半都是激光的，下雨大的時(shí)候數(shù)據(jù)會(huì)不太準(zhǔn)，所以兩個(gè)問題你要盯著。第三個(gè)這個(gè)波浪滑翔器，在上面可以放測(cè)風(fēng)設(shè)備，下面放浪的設(shè)備，這個(gè)就是可以遙控的，相當(dāng)于風(fēng)電場(chǎng)要做短期觀測(cè)的話，你搞一個(gè)，完了以后遙控這么走段面，這都是短期的。最長(zhǎng)期的我們依靠的是船舶，這個(gè)是所有的相傳全球的世界氣象組WMO要求所有在海上航行的大型的商船要觀測(cè)，因?yàn)槟阋ＷC你的安全，不告訴那個(gè)地方的天氣怎么樣，他很難掌握你的狀況。所以這個(gè)是從1887年就開始有數(shù)據(jù)積累下來，但前面來說很少，沒多少船，從1960年以后，海上的船舶資料就多起來了，這是一個(gè)非常重要的來源，我的第一張圖就是靠這張圖做出來的，還上的風(fēng)的分布。

 

　　另外一個(gè)是衛(wèi)星，衛(wèi)星我們國家是從1912年正式上天的能用的海洋局放的海洋2，氣象局放的風(fēng)云2，氣象局只有風(fēng)沒有浪，海洋局是有浪，全球的其他國家美國、歐盟他們放了很多衛(wèi)星上去，它的原理是衛(wèi)星在天上往下打激光束，打下來之后海面是一個(gè)不平的，它靠打下來的信號(hào)反射上去，靠修的海面不平的這種信號(hào)來反演出風(fēng)和浪，大概最早成型的數(shù)據(jù)是1999年開始，后面我的數(shù)據(jù)就是從1999年開始做了一些東西，我在這里說清楚了，后面就是一閃而過給大家看看資料和圖就可以了。

 

　　這就是我剛才說的船，航線上的紅的特別密的是那么多的船肯定是可信的，那么多年那么積累下來的。但是它都不是海平面，都是大概隨著商船的發(fā)展越來越高，越來越大，原來的11年、21年，現(xiàn)在都有30幾米上到觀測(cè)高度了，所以這個(gè)現(xiàn)在要有很多處理方式去處理它。

 

　　這個(gè)就是我剛才講的衛(wèi)星，衛(wèi)星它是這樣一圈一圈的轉(zhuǎn)，這是軌道，一條一條的軌道，這個(gè)就是一條軌道下來的風(fēng)的資料，我們處理就是把每一天每一條軌道處理出來，完了以后合到一起來做事情。這是我們做的一個(gè)1999年-2017年，這只有三顆星，其它的星還沒有加進(jìn)來。這三顆星如果是懂點(diǎn)氣象的或者用過這個(gè)數(shù)據(jù)的，這是美國的，后面的是美國和歐盟兩家合起來做的，一共是三顆星，但實(shí)踐不統(tǒng)一。中間只有一年的重疊時(shí)間，我們利用這一年的重疊時(shí)間和所有的中國的國外的浮標(biāo)，把它標(biāo)定到一起合成了三顆星是有差別的，因?yàn)榇钶d的儀器有差別，所以把它標(biāo)在一起。

 

　　所以這張圖大家就看到了，關(guān)注杭州灣那塊主要是島嶼地，那塊我還沒有處理干凈，不可能有這么大。現(xiàn)在大家腦袋都有印象了，肯定是福建最好了，福建兩頭連上去，最不好的是北部灣，所以我把這張圖說下來就是我們無論是主機(jī)廠，無論是開發(fā)商，你都需要知道哪塊的風(fēng)好，還有設(shè)計(jì)院，設(shè)計(jì)院要做好規(guī)劃，規(guī)劃靠什么來？風(fēng)資源是你規(guī)劃的第一步，你看什么地方的風(fēng)好，選好了之后那么你再去把不可建設(shè)的那些因素都踢掉，剩下的才是你可開發(fā)的區(qū)域。

 

　　這是一個(gè)資源，你掌握了資源大概的情況就有了，在一段距離里面到底是5.5還是5.7，自己做觀測(cè)的事，具體是看小數(shù)點(diǎn)的事。另外一個(gè)問題也很重要，一個(gè)是資源好，另外一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)少，這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)少其實(shí)我們海上引起大風(fēng)的天氣系統(tǒng)，臺(tái)風(fēng)是首要的，那兩個(gè)充其量給你搞個(gè)八級(jí)風(fēng)、九級(jí)風(fēng)、十級(jí)風(fēng)了不起，在后面的十級(jí)風(fēng)以上的就是臺(tái)風(fēng)，所以我們的關(guān)注點(diǎn)，我的關(guān)注點(diǎn)全在臺(tái)風(fēng)上，前面10月中旬的我專門講到臺(tái)風(fēng)，這里我就一帶而過。這四個(gè)風(fēng)場(chǎng)毀滅性的，而且都是強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，大家聽到的時(shí)候就要小心對(duì)待，凡是毀滅性的都是它。不是毀滅性的那些都是強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，你個(gè)別的一兩臺(tái)倒其實(shí)大家千萬不要覺得倒風(fēng)機(jī)就怎么樣，不代表你倒了風(fēng)機(jī)那個(gè)風(fēng)機(jī)就不好，我今天講不了那么多，地形你選的不好，那臺(tái)風(fēng)機(jī)的位置不對(duì)你就必倒無疑。大家別覺得誰倒了臺(tái)風(fēng)就怎么著了，不怕你倒了這臺(tái)風(fēng)機(jī)。

 

　　這個(gè)很簡(jiǎn)單的給大家看一下，一個(gè)級(jí)重點(diǎn)，你的風(fēng)場(chǎng)如果選在這里你要小心了，這是臺(tái)風(fēng)以上的我只是告訴你哪個(gè)地方最多，越紅臺(tái)風(fēng)越多，從這兒走的地方越多。我關(guān)鍵是關(guān)注這張圖和這張圖，這是超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，我說了毀滅性的都是出在這里，桑美，這個(gè)就是送走了的那個(gè)臺(tái)風(fēng)，這個(gè)就是2003年和2013年的黃海灣，那邊上來的路就是別的了，就是威馬遜，所以我們每一個(gè)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)來了，你千萬千萬小心。我在這里說的話是什么呢？你如果選的風(fēng)場(chǎng)在這幾個(gè)地方，千萬別不在乎說我能扛過去，有時(shí)候真的抗不過去，風(fēng)強(qiáng)超過50秒米真是扛不住的。但是有一點(diǎn)我要告訴大家，最簡(jiǎn)單的例子，葉片掉到海里去了。我們國家現(xiàn)在很多研究院和大學(xué)都有水槽，你可以去做一個(gè)，多少的你就扛不了，我了解很多大學(xué)都能做這個(gè)浪的實(shí)驗(yàn)。

 

　　這是一張表，最上面的也就是我說德惠滅性的那幾個(gè)，所以也是提醒大家下面幾句話，大家關(guān)注了，也就是從2006年每一個(gè)臺(tái)風(fēng)我都到了現(xiàn)場(chǎng)，從2006年開始超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)75%對(duì)風(fēng)場(chǎng)都造成了危害，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)43%，臺(tái)風(fēng)也會(huì)40%會(huì)給你造成雖然不是毀滅性的，但是里面會(huì)倒個(gè)別的，這都是可以的。

 

　　下面提醒一下海上的風(fēng)險(xiǎn)到底有多大，我前面做的是陸上的，現(xiàn)在怎么做？因?yàn)檫@個(gè)是海上的是一個(gè)圓對(duì)稱的，這個(gè)是靠近陸地是個(gè)非對(duì)稱的，所以我們關(guān)注是靠近陸地的非對(duì)稱的，就用了一個(gè)臺(tái)風(fēng)模型去算，這個(gè)我們可以用數(shù)字模型去算，算出來這就是這張圖我算出來50年一遇的風(fēng)的分布，大家看這張圖，關(guān)注這張圖，這張圖就是這個(gè)地方畫的不是太好，畫圖的學(xué)生沒畫好，這個(gè)應(yīng)該往里補(bǔ)一補(bǔ)，我現(xiàn)在這張圖就得重新做，重新算，也就是說福建的風(fēng)最好，相對(duì)而言它的風(fēng)險(xiǎn)不是說沒有，沒那么大。你看中間就行了，是個(gè)黃顏色的，所以福建是很慶幸的一件事情。但是有一個(gè)問題就是我前面說了，那個(gè)臺(tái)風(fēng)因?yàn)槭沁@樣上去的，朝著廈門過去。今年的瑪麗亞是不登錄臺(tái)灣，直接拐個(gè)彎往下拐，這個(gè)也是很糟糕的，也是會(huì)造成一定的麻煩。

 

　　后面就是講一下浪，這個(gè)就快一點(diǎn)過一下。浪的問題其實(shí)這張圖因?yàn)槲覀冞€正在研究，這張圖是衛(wèi)星資料做的，衛(wèi)星資料到了一定的程度就卡了一定的上限，這就是所謂的平均波高，有限波高，這張圖差不多，不會(huì)有什么大的改變，跟我們做了50年的氣候圖紙是一樣的。其實(shí)作為近海來講，福建這個(gè)地方的浪還是蠻高的，因?yàn)轱L(fēng)大浪大。大家關(guān)注了這張圖50年一遇并不大，跟前面我講了風(fēng)是一樣的，因?yàn)樗鼪]有臺(tái)風(fēng)過去，沒有什么的話，所以它的浪50年一遇不像它的分布是不一樣的，那個(gè)是靠常年的浪是大的，你平均下來它就大了。

 

　　這個(gè)就是看幾個(gè)季節(jié)，我給出這套圖就是供大家安排工期的時(shí)候自然知道，其實(shí)現(xiàn)在做海上的大家都知道了什么季節(jié)該干什么事，這個(gè)就是給你明確看到一下春夏秋冬是一個(gè)什么樣的狀態(tài)，你如果在海上是改不了工期的，不像陸地一樣的，冬天生火烤著也能挖出來那塊地，在海上無論如何也干不了這個(gè)事。工期的安排決定你施工是不是順利，這是真的設(shè)計(jì)院和業(yè)主要?jiǎng)幽X子的。

 

　　這是一個(gè)非常好的條件，顏色越淺它的頻率越小，顏色越深它出現(xiàn)的頻率越高，所以這就是看你什么時(shí)候在什么地方，這種特別好的，1.38米多大的打樁的錘打下去，超過多少米樁就會(huì)偏，一偏就不好了，所以這就看你的時(shí)間，本來是四季都有。

 

　　我們現(xiàn)在正在準(zhǔn)備做的一件事就是準(zhǔn)備做到汛（音），做到汛以后大家參考價(jià)值就更大了，所以所有風(fēng)和狼都準(zhǔn)備做到汛就更有用。這個(gè)就屬于大了。浪很大的這種時(shí)候肯定什么也干不了，這種區(qū)域顏色很深的話那你就很難做事情的。

 

　　基本上我想說的事差不多說完了，這一個(gè)是提醒只有兩張片子，就是說現(xiàn)在很嚴(yán)重的一個(gè)問題，按道理來講現(xiàn)在大家都在講，特別是今年那個(gè)會(huì)上好幾個(gè)報(bào)告都在講一體化設(shè)計(jì)，你是機(jī)組到最后50年一遇的時(shí)候，最大的載荷計(jì)算是聯(lián)系計(jì)算，你沒有觀測(cè)怎么聯(lián)合，知道這個(gè)海區(qū)怎么去聯(lián)合？所以就是我前面一開場(chǎng)的時(shí)候說的那句話，觀測(cè)時(shí)風(fēng)和浪要同時(shí)向，這個(gè)時(shí)候風(fēng)和浪都有數(shù)據(jù)才可以聯(lián)合，沒數(shù)據(jù)拍腦袋拍不好的。

 

　　我給大家看的這三張圖是今年的瑪麗亞，很榮幸我拿到了三個(gè)浮標(biāo)站的有風(fēng)有浪，那個(gè)標(biāo)志我就不寫了。最明顯的這邊這張圖就看到XX的是風(fēng)向，最上面的那個(gè)是風(fēng)速，大家關(guān)注的一個(gè)問題就是我們做載荷最后一體化計(jì)算的時(shí)候是五十年一遇的風(fēng)，五十年一遇的浪，還有五十年一遇的潮位疊加到一起的，如果沒有大風(fēng)的時(shí)候你看那個(gè)浪和風(fēng)差不多，風(fēng)不大的時(shí)候只有五六秒米，你看看到十秒米以上，特別是到了二三十秒米以上，那個(gè)風(fēng)和浪就不是一個(gè)關(guān)系了。這里我想說一個(gè)事，就是說這一張圖是最南邊的，在海峽的南口有一個(gè)浮標(biāo)，這個(gè)浮標(biāo)是離臺(tái)風(fēng)中心很遠(yuǎn)，你看它的浪就比較平穩(wěn)。你看那個(gè)浪，這不是一個(gè)概念的，最大的一個(gè)浪到16米，這個(gè)才有多少？這個(gè)才2.5米，所以這種關(guān)系和你平常寒潮來了不是一回事。所以我再提醒一句，重視風(fēng)和浪的同步觀測(cè)，而且我提醒設(shè)計(jì)院你做可研的時(shí)候，如果你這里沒碰到一個(gè)臺(tái)風(fēng)，千方百計(jì)想辦法去搜集別的資料來，對(duì)海上來講風(fēng)和浪的有效關(guān)系不僅僅是這一個(gè)海區(qū)，當(dāng)然如果你靠海邊很近，那里有特殊的海灣，特殊的那種不影響那是不一樣的，如果是稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)的話，這種關(guān)系還是應(yīng)該盡量的多多搜集。

 

　　后面這個(gè)不講了，這個(gè)問題就關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)的臺(tái)風(fēng)專項(xiàng)，因?yàn)樵陲L(fēng)能雜志上有一個(gè)相當(dāng)于知識(shí)講座的東西，我寫過那個(gè)東西，基本上大致內(nèi)容在里面。而且隨著我對(duì)臺(tái)風(fēng)的認(rèn)識(shí)，主要是我對(duì)工程的認(rèn)識(shí)，有些設(shè)計(jì)院，有些氣象局做臺(tái)風(fēng)專項(xiàng)的時(shí)候我會(huì)不斷地提建議，所以這個(gè)臺(tái)風(fēng)專項(xiàng)做得越來越全，越來越好，我相信我們隨著認(rèn)識(shí)的加深還會(huì)越來越改進(jìn)，這一塊就不講了，如果想講的話我是想到廣州去講去，那里更是有臺(tái)風(fēng)的事，臺(tái)風(fēng)更得做到位，不做到位事就更大了，投資不得了，做小了就不安全。謝謝大家！

 

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