1958～2012年河西走廊風(fēng)能資源時(shí)空變化特征及影響因素分析*

劉艷艷，張多勇※，張耀宗，王國強(qiáng)

(1.隴東學(xué)院慶陽市荒漠化防治研究中心，甘肅慶陽 745000； 2.隴東學(xué)院歷史與地理學(xué)院，甘肅慶陽 745000；3.西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，甘肅蘭州 730070)

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·資源區(qū)劃·

1958～2012年河西走廊風(fēng)能資源時(shí)空變化特征及影響因素分析*

劉艷艷1， 2，張多勇1， 2※，張耀宗1， 2，王國強(qiáng)3

(1.隴東學(xué)院慶陽市荒漠化防治研究中心，甘肅慶陽 745000； 2.隴東學(xué)院歷史與地理學(xué)院，甘肅慶陽 745000；3.西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，甘肅蘭州 730070)

河西地區(qū)是我國重要的風(fēng)電基地，研究河西地區(qū)風(fēng)速、有效風(fēng)速時(shí)數(shù)、有效風(fēng)能的變化及其影響因素，可為風(fēng)能資源的開發(fā)提供基礎(chǔ)參考。文章基于1958～2012年河西地區(qū)13個(gè)氣象站月、日值平均風(fēng)速，月平均(最低、最高)氣溫?cái)?shù)據(jù)，采用M-K非參數(shù)檢驗(yàn)法、IDW插值法等對(duì)近55年風(fēng)能資源時(shí)空變化特征及影響因素進(jìn)行分析。結(jié)果表明：河西地區(qū)年平均風(fēng)速自西向東遞減(-1.25～-7.04)； 各季風(fēng)速減幅春季>夏季>冬季>秋季，不同站點(diǎn)變化趨勢(shì)差異較大； 各月平均風(fēng)速4月最大(3.5m/s)，除烏鞘嶺、馬鬃山外，各站均呈減小趨勢(shì)； 有效風(fēng)速時(shí)數(shù)分布高海拔地區(qū)>走廊西部>走廊東部>走廊中部，年、季節(jié)有效風(fēng)速時(shí)數(shù)以減少趨勢(shì)為主； 河西地區(qū)多年平均有效風(fēng)能空間分布高海拔地區(qū)>走廊西部>走廊東部>走廊中部，年有效風(fēng)能除烏鞘嶺增加外，其他站點(diǎn)均為減少趨勢(shì)，減幅為走廊西部>走廊東部>走廊中部。河西地區(qū)氣候變暖特別是平均氣溫的顯著升高及大尺度大氣環(huán)流系統(tǒng)的變化是平均風(fēng)速和有效風(fēng)速時(shí)數(shù)減小的主要因素。

河西走廊 平均風(fēng)速 有效風(fēng)能 氣候變化

0 引言

風(fēng)速是表征大氣狀態(tài)的基本氣象要素之一，降水、強(qiáng)對(duì)流、霧、霾等天氣現(xiàn)象都和風(fēng)速的變化密不可分。而近地面風(fēng)速(10 m風(fēng)速)對(duì)工農(nóng)業(yè)、社會(huì)生活等諸多方面均產(chǎn)生影響，特別是世界能源消耗巨大，作為清潔能源，風(fēng)能一直備受關(guān)注，近地面風(fēng)速分析是風(fēng)能評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，因此，對(duì)地面風(fēng)速的深入研究有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。近50年來全球氣溫急劇上升已是不爭(zhēng)的事實(shí)，研究表明工業(yè)發(fā)展及化石燃料的大量使用與溫室效應(yīng)加劇密不可分[2]。2012年中國碳排放居世界第一(9.2081億t CO2)，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中再生能源僅占1.17%，因此中國改善當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)，推廣新能源和清潔能源有極廣的前景[3， 4]。甘肅河西地區(qū)是全國風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，截止2013年甘肅河西地區(qū)風(fēng)能裝機(jī)7.096億W，位居全國第二[5， 6]。

已有研究表明，全球近10年來近地面風(fēng)速呈減弱趨勢(shì)，Mcvicar 等指出近幾十年來南北半球中低緯度大部分地區(qū)風(fēng)速呈減少趨勢(shì)[7]，Pryor等研究指出1973～2005年近30 年美國大多數(shù)地區(qū)風(fēng)速在減弱[8]。從20 世紀(jì)90 年代開始風(fēng)速減小的趨勢(shì)更為明顯，Roderick等指出1975～2004年澳大利亞風(fēng)速呈減小趨勢(shì)[9]。Pirazzoli 等指出1951～2000年意大利的年平均風(fēng)速在20 世紀(jì)70年代之后風(fēng)速開始下降[10]。研究表明近50年來中國地面風(fēng)速整體呈減小趨勢(shì)，中國西南地區(qū)、華北地區(qū)、東北地區(qū)以及西北地區(qū)大部分臺(tái)站平均風(fēng)速均呈下降趨勢(shì)[11-18]。王毅榮、張克新等人研究表明，河西地區(qū)平均風(fēng)速減小，且四季減幅相同[19-20]。文章在前人關(guān)于平均風(fēng)速研究的基礎(chǔ)上，通過不同方法對(duì)風(fēng)能資源豐富，同時(shí)生態(tài)環(huán)境脆弱的河西地區(qū)平均風(fēng)速變化進(jìn)行了研究和驗(yàn)證，并對(duì)前人很少涉及的有效風(fēng)速時(shí)數(shù)和有效風(fēng)能的時(shí)空特征進(jìn)行了細(xì)致研究，以期掌握河西地區(qū)風(fēng)速變化趨勢(shì)，評(píng)估其風(fēng)能資源，為合理有效利用風(fēng)能，防災(zāi)減災(zāi)、改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境提供一定理論指導(dǎo)。

1 資料來源和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

河西地區(qū)位于中國西北地區(qū)，東起烏鞘嶺，西至古玉門關(guān)，南北介于南山(祁連山和阿爾金山)和北山(馬鬃山、合黎山和龍首山)間，長約900km，是西北-東南走向的狹長平地，形如走廊，因位于黃河以西，又稱河西走廊。區(qū)內(nèi)氣候干旱，平均降水量小于50mm，大部分地區(qū)為祁連山北麓沖積構(gòu)成的山前傾斜平原，扇形地上部多由礫石組成，形成砂磧、戈壁、荒灘和草原，地勢(shì)平坦，地域遼闊[19]。

圖1 研究區(qū)地形及氣象站點(diǎn)分布

1.2 數(shù)據(jù)來源

如圖1所示，選取1958～2012年河西地區(qū)13個(gè)氣象站點(diǎn)的月平均風(fēng)速、日平均風(fēng)速、月平均氣溫、月平均最高氣溫和月平均最低氣溫等數(shù)據(jù)，資料來自中國氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(http：//cdc.cma.gov.cn/home.do)。計(jì)算前已對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了缺測(cè)值和異常值檢驗(yàn)。對(duì)個(gè)別日缺測(cè)數(shù)據(jù)用平均值法進(jìn)行插補(bǔ)。其中馬鬃山、烏鞘嶺代表高山站，敦煌、瓜州、玉門鎮(zhèn)、酒泉、鼎新代表走廊西部，高臺(tái)、山丹、張掖代表走廊中部，永昌、武威代表走廊東部。

1.3 研究方法

該研究使用的Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)法對(duì)河西地區(qū)平均風(fēng)速趨勢(shì)進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)用ArcGIS中的反距離加權(quán)插值法(IDW)分析河西地區(qū)年、季平均風(fēng)速的MK值和有效風(fēng)速時(shí)數(shù)累計(jì)的空間變化特征。

該文以日平均風(fēng)速≥3m/s作為估算風(fēng)能資源的界限風(fēng)速。有效風(fēng)能的計(jì)算公式為：

W為有效風(fēng)能(KWh)；P為日風(fēng)速代替小時(shí)風(fēng)速的訂正系數(shù)，西北和青藏高原地區(qū)為2.0左右；μ為平均風(fēng)速，由日平均風(fēng)速≥3m/s的累計(jì)風(fēng)速除以相應(yīng)日數(shù)得出；D為風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪直徑(m)；K為風(fēng)能利用系數(shù)，一般取K=0.3；t為時(shí)間(h)，將日平均風(fēng)速≥3m/s的日數(shù)以小時(shí)數(shù)表示[21-22]。

2 結(jié)果與分析

2.1 平均風(fēng)速的變化

近55年河西地區(qū)年平均風(fēng)速2.9m/s，烏鞘嶺站最大(4.9m/s)，其次為馬鬃山站(4.7m/s)，武威站最小(1.8m/s)，空間上表現(xiàn)為走廊西部>走廊東部，高海拔區(qū)>低海拔區(qū)，與王毅榮等人研究河西地區(qū)多年平均風(fēng)速的大小和海拔明顯相關(guān)具有一致性[19]。圖2為河西地區(qū)6個(gè)代表氣象站年平均風(fēng)速變化的曲線圖，表明以瓜州、玉門為代表的走廊西部顯著減小； 以酒泉、張掖為代表的中部地區(qū)減幅較小，且1980s以來呈現(xiàn)微弱增加趨勢(shì)； 而馬鬃山、烏鞘嶺站呈顯著增大趨勢(shì)。該變化與圖3a的M-K值空間分布一致，即年平均風(fēng)速自西向東逐漸遞減，減小最顯著為玉門站(-7.04)，其次是瓜州站(-5.7)，酒泉平均風(fēng)速減幅最小(-1.3)，烏鞘嶺、馬鬃山呈增加趨勢(shì)(分別為2.1、0.07)，馬鬃山未通過顯著性檢驗(yàn)。此結(jié)論與張克新[20]等人研究結(jié)論完全一致。

圖2 河西地區(qū)代表站點(diǎn)的平均風(fēng)速曲線

近55年河西地區(qū)四季平均風(fēng)速分別為3.4m/s、2.9m/s、2.6m/s和2.8m/s。如圖3b、c、d、e所示，河西地區(qū)各季節(jié)平均風(fēng)速呈減小趨勢(shì)，減幅春季(-3.1)>夏季(-2.5)>冬季(-2.3)>秋季(-2.2)，與張克新[20]認(rèn)為河西地區(qū)平均風(fēng)速四季減少趨勢(shì)相同有較大差異。各季節(jié)平均風(fēng)速空間遞減趨勢(shì)均為西部>東部>中部。但各個(gè)站點(diǎn)趨勢(shì)變化差異較大，玉門、安西、高臺(tái)、民勤、山丹四季均減幅較大(M-K值介于-2.8～-7.4)，馬鬃山春、夏季平均風(fēng)速增大，冬季減少，烏鞘嶺春、夏風(fēng)速減少，秋、冬風(fēng)速增加，其年平均風(fēng)速的增加主要來自秋季平均風(fēng)速增加。

河西地區(qū)多年月平均風(fēng)速均大于2.5m/s， 4月最大(3.5m/s)， 9～10月最小(2.5m/s)。各月平均風(fēng)速均呈減少趨勢(shì)(M-K值介于-1.4～-2.7)，其中1月、3月、5月遞減趨勢(shì)最強(qiáng)(MK值-2.3～-2.7)， 7月、12月遞減趨勢(shì)最弱(-1.4～-1.7)，已通過顯著性檢驗(yàn)。烏鞘嶺1～12月平均風(fēng)速均增加，馬鬃山3～10月表現(xiàn)為增加趨勢(shì)， 12至次年1月表現(xiàn)為減少趨勢(shì)。

圖3 河西地區(qū)年、季節(jié)平均風(fēng)速空間變化趨勢(shì)

2.2 有效風(fēng)速時(shí)數(shù)的變化

該文以日平均風(fēng)速≥3m/s的累計(jì)風(fēng)速小時(shí)數(shù)為有效風(fēng)速時(shí)數(shù)。河西地區(qū)多年平均有效風(fēng)速時(shí)數(shù)：高海拔地區(qū)>走廊西部>走廊東部>走廊中部，代表站點(diǎn)烏鞘嶺(7424h)、馬鬃山(6923h)，玉門(5211h)、瓜州(3667h)，民勤(3048h)、張掖(1568h)。

圖4a為年有效風(fēng)速時(shí)數(shù)的MK值分布圖，表明年有效風(fēng)速時(shí)數(shù)除烏鞘嶺(2.07)、馬鬃山(3.46)呈增加趨勢(shì)外，其他站點(diǎn)均為減小趨勢(shì)(MK值介于-2.4～-7.1)，減幅最大為走廊西部的玉門(-7.1)、瓜州(-6.4)地區(qū)，走廊中部酒泉(-3.1)、鼎新(-2.4)減幅最小。河西地區(qū)四季有效風(fēng)速時(shí)數(shù)春季>夏季>冬季>秋季，如圖4b、c、d、e，各季節(jié)有效風(fēng)速時(shí)數(shù)變化空間趨勢(shì)具有一致性，基本表現(xiàn)為高海拔區(qū)>低海拔區(qū)，綠洲區(qū)>戈壁區(qū)。各季節(jié)有效風(fēng)速時(shí)數(shù)除馬鬃山、烏鞘嶺增大外，其他各站點(diǎn)均呈減小趨勢(shì)，減幅冬季(-3.4)>秋季(-3.2)>夏季(-2.9)>春季(-2.8)。空間變化趨勢(shì)走廊西部玉門、瓜州減幅最大(M-K值介于-5.0～-7.6)，其次為高臺(tái)、武威、張掖、山丹、民勤(M-K值介于-3.3～-5.0)等綠洲區(qū)。

2.3 有效風(fēng)能的變化

近55年河西地區(qū)多年平均有效風(fēng)能空間分布趨勢(shì)與多年平均有效風(fēng)速時(shí)數(shù)分布趨勢(shì)一致，表現(xiàn)為高海拔地區(qū)>走廊西部>走廊東部>走廊中部，代表站點(diǎn)烏鞘嶺(543097 kWh)、馬鬃山(421150 kWh)，玉門(270969 kWh)、瓜州(219528 kWh)，民勤(108685 kWh)、張掖(21320 kWh)。四季有效風(fēng)能分布與年有效風(fēng)能分布具有很好一致性。

河西地區(qū)年有效風(fēng)能的MK值結(jié)果顯示，除烏鞘嶺(1.8)呈增加趨勢(shì)外，其他站點(diǎn)均為減少趨勢(shì)(M-K值介于-1.3～-7.0)，減幅的空間趨勢(shì)為走廊西部>走廊東部>走廊中部，代表站點(diǎn)走廊西部的玉門(-7.0)、瓜州(-6.1)地區(qū)，走廊東部的民勤(-6.4)、武威(-6.0)，走廊中部張掖(-5.1)、山丹(-5.6)。減幅最小為北部的馬鬃山(-1.3)、鼎新(-2.9)。河西地區(qū)四季有效風(fēng)能均為減少趨勢(shì)，減幅冬季(-3.9)>春季(-3.8)>秋季(-3.6)>夏季(-3.5)，各季節(jié)有效風(fēng)能遞減趨勢(shì)的空間分布具有一致性，走廊西部玉門、瓜州減幅最大(M-K值介于-5.2～-7.2)，馬鬃山、鼎新減幅最小(M-K值介于-0.7～-3.3)。

圖4 河西地區(qū)年、季節(jié)有效風(fēng)速時(shí)數(shù)空間變化趨勢(shì)

2.4 風(fēng)速變化影響因素分析

1958～2012年河西地區(qū)平均風(fēng)速總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這與全國風(fēng)速及西北地區(qū)風(fēng)速變化表現(xiàn)為減小趨勢(shì)的研究結(jié)果一致[13， 18]。究其原因，主要影響因素有以下幾方面。

2.4.1 氣候變暖

風(fēng)是氣壓梯度造成的氣體流動(dòng)，因此風(fēng)速減小與氣候變暖有一定關(guān)系。大量研究表明，近幾十年我國和亞歐大陸氣溫上升對(duì)我國風(fēng)速減小產(chǎn)生很大影響，我國北方地區(qū)相對(duì)于南海地區(qū)較大幅度變暖與我國的季風(fēng)減弱有關(guān)[23， 24]。如表1所示，近55年河西地區(qū)年、四季平均氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫均顯著升高，最低氣溫升幅最大。河西地區(qū)年平均風(fēng)速、年有效風(fēng)速時(shí)數(shù)均與年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫顯著負(fù)相關(guān)，且都通過了0.01的顯著性檢驗(yàn)。季節(jié)平均風(fēng)速與春季、夏季平均氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫均顯著負(fù)相關(guān)，與秋季氣溫變化相關(guān)性較弱，與冬季氣溫變化的負(fù)相關(guān)未通過顯著性檢驗(yàn)。季節(jié)年有效風(fēng)速時(shí)數(shù)與春季、夏季、秋季平均氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫均顯著負(fù)相關(guān)，但與冬季氣溫變化的負(fù)相關(guān)未通過顯著性檢驗(yàn)。總體來看，河西地區(qū)氣候變暖特別是平均氣溫的顯著升高一定程度造成平均風(fēng)速及有效風(fēng)速時(shí)數(shù)減小。

表1 河西地區(qū)氣溫變化幅度(℃/10a)與風(fēng)速的相關(guān)性

2.4.2 大氣環(huán)流變化

在全球氣候變暖的大背景下，大氣環(huán)流的變化是我國平均風(fēng)速減小的主要原因。大量研究表明，近50年東亞冬季風(fēng)、夏季風(fēng)減弱與中國北方地區(qū)年、季節(jié)平均風(fēng)速減弱相關(guān)[23， 25， 26]。根據(jù)多位學(xué)者定義的東亞冬季風(fēng)和夏季風(fēng)的變化趨勢(shì)得出，近50年東亞冬季風(fēng)和夏季風(fēng)呈減弱趨勢(shì)，亞洲緯向環(huán)流呈增強(qiáng)趨勢(shì)，徑向環(huán)流呈減弱趨勢(shì)，也說明了冬季風(fēng)和夏季風(fēng)的減弱，致使我國冬季和夏季風(fēng)速呈減小趨勢(shì)[27]，近年東亞冬季風(fēng)和夏季風(fēng)的減弱剛好揭示了中國北方地區(qū)年與季節(jié)平均風(fēng)速減弱的物理內(nèi)涵[28]。

AO是冬半年北半球中高緯度地區(qū)大氣環(huán)流尺度最大、最重要的模態(tài)，對(duì)冬、春季北半球近地面許多氣候要素都有顯著影響[29-30]，AO的變化是冬季風(fēng)變化的重要原因之一，AO變化為氣候變化提供大背景，使得東亞大氣環(huán)流進(jìn)行調(diào)整，影響東亞冬季風(fēng)進(jìn)而影響我國地面風(fēng)速[28]。中國北方地區(qū)是冷空氣入侵我國的前沿區(qū)域，北極渦面積、強(qiáng)度、大小直接影響到侵入我國冷空氣的強(qiáng)弱、多寡，近50年中國北方地區(qū)極渦強(qiáng)度指數(shù)減小，面積指數(shù)減小，風(fēng)速減小，有效風(fēng)速日數(shù)減少[28]。近50年中國北方地區(qū)西太平洋副高面積指數(shù)增大，強(qiáng)度指數(shù)增大，西藏高原氣壓指數(shù)增大，風(fēng)速減小，有效風(fēng)速日數(shù)減少[31]。以上事實(shí)表明大尺度大氣環(huán)流系統(tǒng)的變化也是導(dǎo)致我國河西地區(qū)平均風(fēng)速及有效風(fēng)速減小的主要因素。

2.4.3 其他影響因素

研究表明，影響平均風(fēng)速的因素還有：最大風(fēng)速變化，張克新等人[16]研究表明河西地區(qū)平均風(fēng)速減小是因?yàn)?級(jí)或5級(jí)以上大風(fēng)發(fā)生頻次減少造成的； 由于中國近幾十年來城市化進(jìn)程不斷加快，城市化規(guī)模不斷增大，城市建筑物聚集，高低大小不等，風(fēng)流動(dòng)時(shí)增加了阻力[10]，全國城市氣象臺(tái)站風(fēng)速減小要比鄉(xiāng)鎮(zhèn)明顯[26]，這與河西地區(qū)平均風(fēng)速、有效風(fēng)速減幅東部大于中部有很好的一致性； 局部地形差異影響[31]，如馬鬃山、烏鞘嶺站年、季平均風(fēng)速及有效風(fēng)速主要呈現(xiàn)為增加趨勢(shì)。

3 結(jié)論與討論

(1)近55年河西地區(qū)年平均風(fēng)速自西向東遞減，各季節(jié)平均風(fēng)速也呈減小趨勢(shì)，減幅春季>夏季>冬季>秋季，各季節(jié)平均風(fēng)速空間遞減趨勢(shì)均為西部>東部>中部，但各個(gè)站點(diǎn)趨勢(shì)變化差異較大。各月平風(fēng)速4月最大， 9～10月最小，月值變化除烏鞘嶺、馬鬃山外，均呈減小趨勢(shì)。

(2)河西地區(qū)多年平均有效風(fēng)速時(shí)數(shù)：高海拔地區(qū)>走廊西部>走廊東部>走廊中部，年有效風(fēng)速時(shí)數(shù)除烏鞘嶺、馬鬃山站增加外，其他站點(diǎn)均減小，減幅為走廊西部>走廊中部。四季有效風(fēng)速時(shí)數(shù)春季>夏季>冬季>秋季，除馬鬃山、烏鞘嶺增大外，其他各站點(diǎn)均呈減小趨勢(shì)，減幅冬季>秋季>夏季>春季。走廊西部玉門、瓜州減幅最大。

(3)河西地區(qū)多年平均有效風(fēng)能空間分布高海拔地區(qū)>走廊西部>走廊東部>走廊中部，與多年平均有效風(fēng)速時(shí)數(shù)分布趨勢(shì)一致，四季有效風(fēng)能分布與年有效風(fēng)能分布具有很好一致性。年有效風(fēng)能除烏鞘嶺站呈增加趨勢(shì)外，其他站點(diǎn)均為減少趨勢(shì)，減幅的空間趨勢(shì)為走廊西部>走廊東部>走廊中部。

(4)河西地區(qū)氣候變暖特別是平均氣溫的顯著升高及大尺度大氣環(huán)流系統(tǒng)的變化是平均風(fēng)速和有效風(fēng)速時(shí)數(shù)減小的主要因素。此外5級(jí)或5級(jí)以上大風(fēng)發(fā)生頻次減少、城市化、局部地形差異等因素也對(duì)河西地區(qū)風(fēng)速減小有一定貢獻(xiàn)。

(5)河西地區(qū)平均風(fēng)速、有效風(fēng)速時(shí)數(shù)、有效風(fēng)能均呈減少趨勢(shì)，尤其是瓜州和玉門，而這兩個(gè)地方恰好是河西地區(qū)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)裝機(jī)容量較大的地區(qū)，風(fēng)速的減小勢(shì)必會(huì)對(duì)風(fēng)能利用產(chǎn)生重大影響，在未來的研究中要加強(qiáng)對(duì)來風(fēng)速變化的預(yù)測(cè)和風(fēng)能資源評(píng)估工作。

由于數(shù)據(jù)來源有限，該研究僅對(duì)河西地區(qū)平均風(fēng)速、有效風(fēng)速時(shí)數(shù)、有效風(fēng)能時(shí)空變化特征進(jìn)行了分析，然而，在風(fēng)能資源豐富而生態(tài)環(huán)境脆弱的河西地區(qū)，風(fēng)速變化對(duì)風(fēng)能開發(fā)利用的影響研究、對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響研究，及其變化引發(fā)的大風(fēng)事件、沙塵暴事件、干熱風(fēng)等極端自然災(zāi)害分析，將是此后研究的重點(diǎn)問題。

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SPATIAL CHARACTERISTICS AND INFLUENCING FACTORS OF WIND ENERGY RESOURCES IN HEXI CORRIDOR FROM 1958 TO 2012*

Liu Yanyan1， 2，Zhang Duoyong1， 2※，Zhang Yaozong1， 2，Wang Guoqiang3

(1.Qingyang Desertification Prevention Research Center，Qingyang， Gansu 745000，China；2.College of History and Geography Longdong University，Qingyang， Gansu 745000，China；3.College of Geography and Environmental Sciences，Northwest Normal University，Lanzhou， Gansu 730070，China)

Low-carbon and green development has become an important way for China′s economic development strategy.The wind power as a clean energy plays an important role in the change of energy structure, low-carbon development and green development.Hexi Corridor is the wind energy resource-rich region, and also the ecological fragile area.Therefore, assessing its wind resources and rationally using wind energy has great significance for disaster prevention and improve the local ecological environment. The paper analyzed the spatial characteristics and influencing factors of wind energy resources using the methods of Mann-Kendall Non-parametric test and Inverse Distance Weighted interpolation, based on the monthly and daily value average wind speed data of the 13 stations in Hexi Corridor from 1958 to 2012.The annual average wind speed obviously decreased from west to east(-7.04-1.25); Seasonal average wind speed decreasing width showed spring (-3.1)> summer (-2.5)> winter (-2.3)> autumn (-2.2), and the spatial decreasing trend showed West> east> Central; The maximum monthly average wind speed in April(3.5m/s) showed a decreasing trend except the Wushaoling and Mazongshan weather Stations.The hours distribution trends of the effective wind speed showed high altitude area> western corridor > Eastern Corridor> Central Corridor. The annual effective wind speed hours and seasonal effective wind speed hours all decreased. The decreasing width of seasonal effective wind speed hours was winter (-3.4)> autumn (-3.2)> summer (-2.9)> spring (-2.8).The spatial distribution of the annual effective wind energy was high altitude area> western corridor > Eastern Corridor> Central Corridor in Hexi area. The decreasing width of annual effective wind energy was western corridor >eastern corridor> central corridor. The major factors for the decrease of the average wind speed and the effective wind speed hours were local warming and change of the large-scale atmospheric circulation system. The average wind speed, the number of effective wind speed, and effective wind energy all showed decreasing trends in Hexi Corridor that had significant negative impact on the use of wind energy. It concluded that it should strengthen the prediction of wind speed and wind energy resource assessment.

Hexi Corridor; average wind speed; effective wind energy; climate change

10.7621/cjarrp.1005-9121.20161032

2015-10-12

劉艷艷(1982—)，女，甘肅天水人，講師。研究方向：區(qū)域環(huán)境與資源開發(fā)。

※通訊作者：張多勇(1966—)，男，甘肅華池人，教授。研究方向：沙漠化防治。Email：bbbjjj2@163.com

*資助項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金“清代同治以來黃土高原馬蓮河流域荒漠化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防治研究”(31460090)； 國家社科基金“西夏監(jiān)軍司古城遺址考察及其防御體系研究”(13BZS084)； 甘肅省科技支撐項(xiàng)目“慶陽市北三縣黃土溝壑區(qū)清代以來荒漠化進(jìn)程與防治措施研究”； 隴東學(xué)院青年科技創(chuàng)新項(xiàng)目“以絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)為契機(jī)的陜甘寧革命老區(qū)振興發(fā)展研究——以隴東地區(qū)為例”(XYSK1501)

TK81; F323.21

A

1005-9121[2016]10-0188-08