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导线覆冰气象参数模型的研究与验证

孙朋杰  
【摘要】:利用西南电力设计院提供的四川省二郎山观冰站2001-2009年8个完整冬季的覆冰资料和同期气象资料,采用了相关分析、回归分析、判别分析等方法,对二郎山地区导线覆冰发生的气象要素、覆冰指标进行分析。取得的成果主要有: (1)从物理概念角度出发,利用流体力学、热力学原理,对导线覆冰增长的微观形成过程进行理论分析,分别建立了雾凇覆冰和雨凇覆冰的冰厚物理概念模型。进而了分析影响导线覆冰的因子。 (2)通过日冰厚增长指标与气象因子的相关分析,发现单日的覆冰增长指标与气象因子的相关并不是很明显。简单利用直接的气象要素达不到建模要求,需要根据概念模型进一步寻找具有相关物理意义的指标。 (3)根据建立的冰厚物理概念模型,冰厚增长量最主要的直接影响因子是液态水含量及其输送量,但此项在常规气象站中并无直接观测,采用两种间接的估算液态水含量的方式:a、水汽含量与液态水含量的线性关系假设下的间接估算。b、能见度与液态水含量的转换关系的间接估算。进而分析液态水输送量与覆冰增长指标的相关。 (4)分析发现无论是单日覆冰增长指标还是单日覆冰效率指标均与相关气象要素并无直接关系。覆冰是一个累积的过程,是气象要素叠加的结果。考虑整个覆冰过程的总冰厚增长量,消除随机因素的影响,寻求过程覆冰增长与气象要素的关系十分必要。 (5)通过两种不同的估算液态水含量的方法,对物理概念模型进行一定的变换。通过统计覆冰过程效率指标,以及与对应的气象指标进行相关分析,分别得到东西、南北以及两方向合并后以气温、气态水含量/能见度、风速、风向等为参数变量的导线覆冰气象模型。 (6)利用Fisher判别分析方法对覆冰开始、结束时间进行判别分析。分别根据覆冰开始、消融阶段不同的气象影响要素,选定主要影响因子,建立了覆冰开始和结束时刻的判别方程。


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