1、ICS 07.060A 47备案号： DB46海 南 省 地 方 标 准DB 46/ T 4692018重大建设项目气 象条件评估资 料处理规范Data processing norms of meteorological conditions assessment for major construction projects2018 - 10 - 23 发布 2018 - 12 - 01 实施海 南 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布DB46/T 4692018I J 司本 标 准 按 照 GB/T1.1-2009给 出 的 规 则 起 草 。 本 标 准 由 海 南 气 候 中 心
2、提 出 。 本 标 准 由 海 南 省 气 象 局 归 口 。 本 标 准 起 草 单 位 ： 海 南 省 气 候 中 心 本 标 准 主 要 起 草 人 ： 张 京 红 、 吴 慧 、 黄 海 静 、 胡 德 强 、 车 秀 芬 、 张 明 沽 DB46/T 46920181 重 大 建 设 项 目 气 象 条 件 评 估 资 料 处 理 规 范1 范围本标准规定 了重大建 设项目气 象条件评 估资料处 理规 范的术语和 定义、 参 证站代表 性判据、 临时观 测 站 的 选 择 、 气 象 资 料 、 气 象 资 料 处 理 的 要 求 。 本 标 准 适 用 于 海 南 省 内 开 展
3、的 重 大 区 域 性 经 济 开 发 项 目 、 气 象 灾 害 易 发 区 建 设 项 目 和 大 型 太 阳 能 、 风能开发利 用项目及 法律、 法 规规定的 其他协议 进行 气象条件评 估时的资 料处理规 范， 其它 建设项目 可 参 照 使 用 。 2 规 范 性 引 用 文 件下列文件对 于本文件 的应用是 必不可少 的。 凡是 注日 期的引用文 件， 仅所 注日期的 版本适用 于本文 件 。 凡 是 不 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 其 最 新 版 本 （ 包 括 所 有 的 修 改 单 ） 适 用 于 本 文 件 。 DL/T5252-2010 火 力 发 电 厂 环
4、境 影 响 评 价 气 象 测 试 技 术 规 定 QX/T 22-2004 地 面 气 候 资 料 30年 整 编 常 规 项 目 及 其 统 计 方 法 QX/T 45-2007 地 面 气 象 观 测 规 范 3 术语和定义下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 文 件 。 3.1参证站 reference stations建 设 项 目 气 象 分 析 计 算 所 参 照 引 用 的 具 有 长 序 列 气 象 数 据 的 气 象 观 测 站 。 3.2参证站距离 the distance between the reference stations建 设 项 目 中 心 区 域
5、与 参 证 站 的 直 线 距 离 。 3.3代表月 typical months代 表 季 节 的 月 份 。 冬 季 、 春 季 、 夏 季 、 秋 季 的 代 表 月 份 分 别 为 1月 、 4月 、 7月 、 10月 。 3.4重现期 r ecurrence periodDB46/T 46920182 大于等于或 小于等于 某一水平 的随机事 件在较长 时期 内重复出现 的平均时 间间隔， 以多少年 一遇表 达 。 4 参 证 站 代 表 性 判 据参证站的选 取应从其 可靠性、 代 表性、 一致性 三方面 综合分析后 确定， 且历史 资料序 列达到30 年以 上 。 根 据 建 设
6、 项 目 周 围 的 地 表 特 征 和 项 目 参 证 站 的 距 离 等 因 素 ， 判 断 参 证 站 的 代 表 性 （ 参 见 表 1） 。 表 1 参 证 站 代 表 性 判 据与 参 证 站 距 离 I（ km） 判 据 要 素 15 515 5 复 杂 地 形 差 较 差 较 好 平 坦 地 形 较 差 较 好 好 注 ： 复 杂 地 形 指 丘 陵 、 山 区 、 沿 海 地 区 或 靠 近 大 面 积 水 体 的 地 方 。 海 拔 高 度 ， 下 垫 面 ， 地 形 地 貌 特 征 ， 盛 行 风 向 5 临 时 观 测 站 的 选 择5.1 测 量 仪 器 的 设 置应
7、 符 合 QX/T 45-2007的 规 定 。 5.2 临 时 观 测 点 的 选 择至少设置一 个临时观 测点。 如 果建设项 目选址条 件复 杂， 应在该 地区内增 设几个临 时气象观 测点进 行 同 步 观 测 。 5.2.1 地 面 观 测 及 低 空 观 测应 符 合 QX/T 45-2007和 中 国 气 象 局 常 规 高 空 气 象 观 测 相 关 规 定 。 5.2.2 双 经 纬 仪 观 测 环 境 的 要 求临 时 观 测 点 应 选 在 地 势 平 坦 ， 视 野 开 阔 ， 四 周 障 碍 物 仰 角 不 超 过 5的 位 置 。 基 线 走 向 应 与 主 导 风
8、 向垂直或接 近垂直， 根据探空 高度的要 求， 基线 长度一 般不应小于5 00m， 两 个临时观 测点可以 互相对视， 且 有 一 点 的 高 度 差 。 5.2.3 单 经 纬 仪 观 测 环 境 的 要 求临时观测点 应选在视 野开阔， 四周障碍 物视仰角 不超 过5的地方 ， 不偏离 当地该季 主导风向 5的 下 风 方 的 位 置 。 5.2.4 低 空 温 度 观 测 环 境 的 要 求临 时 观 测 点 应 远 离 发 射 强 电 磁 波 的 设 备 （ 如 雷 达 、 电 视 塔 等 ） 5km以 上 。 5.3 观测周期观 测 时 次 至 少 应 包 括 北 京 时 间 0
9、2:00、 05:00、 08:00、 11:00、 14:00、 17:00、 20:00、 23:00。 DB46/T 46920183 5.4 地 面 观 测 内 容地 面 大 气 温 度 、 湿 度 、 气 压 、 总 云 量 、 低 云 量 、 10m高 处 的 风 向 风 速 。 5.5 低 空 观 测 内 容逆 温 层 的 底 高 、 顶 高 、 厚 度 、 强 度 以 及 出 现 频 率 、 混 合 层 厚 度 、 风 廓 线 、 温 度 廓 线 。 在复杂地形 条件下， 应探测出 山谷风、 城市环流 等可 能出现的频 率、 时段 和风速阀 值， 并尽 可能观测 出 这 些 局
10、 地 风 所 涉 及 的 空 间 范 围 。 5.6 大 气 浦 流 扩 散 参 数 的 测 量应 符 合 DL/T 5252-2010的 规 定 。 6 气象资料6.1 气象要素应 根 据 工 作 内 容 确 定 收 集 的 气 象 要 素 包 括 但 不 限 于 以 下 内 容 ： a)温 度 ： b)湿 度 ： c)降 水 ： d)风 向 ： e)风 速 ： f)日 照 时 数 ： g)太 阳 辐 射 ： h)蒸 发 。 6.2 天 气 系 统 和 现 象应 根 据 工 作 内 容 确 定 收 集 的 主 要 天 气 系 统 和 现 象 包 括 但 不 限 于 以 下 内 容 ： a)台
11、 风 ： b)暴 雨 ： c)雷 电 ： 6.3 气 象 资 料 要 求应 符 合 下 列 要 求 ： a)由 气 象 主 管 部 门 提 供 或 者 通 过 其 审 查 ： b)能 充 分 代 表 当 地 的 气 候 状 况 ： c)收 集 、 处 理 和 表 达 形 式 应 符 合 相 关 国 家 或 行 业 标 准 。 6.4 建 设 项 目 所 在 地 气 象 数 据 采 集建 设 项 目 所 在 地 气 象 数 据 采 集 应 包 括 但 不 限 于 以 下 内 容 ： a)应在建设 项目所在 地设立一 个或几个 临时气象 观测 站进行短期 气象观测 ， 获取与 参证站进 行对比 分
12、 析 的 气 象 资 料 序 列 ： DB46/T 46920184 b)设立临时 气象观测 站进行观 测的时间 应根据当 地的 季节特征来 确定， 一 般进行一 年连续观 测， 如 缺 乏 连 续 观 测 于 段 ， 则 进 行 春 、 夏 、 秋 、 冬 四 季 代 表 月 的 观 测 ， 至 少 应 在 冬 、 夏 季 的 代 表 月 进 行 短 期 观 测 ， 获 取 不 同 季 节 的 短 期 气 象 观 测 资 料 ： c)低空气象 条件要求 较高的气 象灾害风 险评估项 目， 应在建设项 目所在地 设立一个 或一个以 上临时 低 空 气 象 探 测 点 ， 选 择 代 表 月 进
13、 行 短 期 探 测 ， 探 测 时 间 要 求 以 能 获 取 足 够 的 统 计 分 析 样 本 为 原 则 ， 一 般 一 个 代 表 月 应 进 行 15 天 以 上 的 探 测 。 应 符 合 QX/T45-2007 的 规 定 ： d)临时气象 观测所采 用的仪器 应经过相 应的技术 检定 ， 观测采用 的技术方 法参证站 相同， 确 保观测 数 据 的 一 致 性 。 7 气 象 资 料 处 理7.1 气 象 资 料 质 量 控 制气 象 资 料 质 量 控 制 包 括 但 不 限 于 以 下 内 容 ： a)应对临时 观测站的 气象资料 质量进行 审查， 插 补和 订正气象资
14、料序列中 缺漏、 可 疑惑错误 的记录： b)利用参证 站与临时 观测站同 期观测的 气象资料 ， 采 用差值线性 内插法、 时联法、 比值线性 内插法、 分 量 回 归 法 等 方 法 对 临 时 观 测 站 的 气 象 资 料 进 行 延 长 ： c)利 用 气 候 学 方 法 建 立 经 验 模 型 ， 推 算 项 目 所 在 地 的 气 象 要 素 ： d)利 用 数 值 模 式 分 析 模 拟 项 目 所 在 地 气 候 状 况 。 7.2 气 象 要 素 极 值 重 现 期 计 算7.2.1 数 据 来 源 与 收 集应 符 合 QX/T 22-2004 规 定 。7.2.2 推
15、算 数 据 序 列 的 选 取推算所用的 气象资料 应从参证 站建站至 项目评估 时间 为止。 如果 参证的资 料不能代 表建设项 目所在 的实况， 应在 项目所 在地建立 临时气 象 观测站进 行短 期气象观测 ， 以确定 推算气象 要素两地 之间的差 异， 并 用 统 计 方 法 进 行 修 正 。 7.2.3 重现期推算7.2.3.1 极 端 最 高 气 温 推 算7.2.3.1.1 收 集 参 证 站 历 年 极 端 最 高 气 温 资 料 。 7.2.3.1.2 采 用皮尔 森 III 型 或耿贝尔 概率分布 方法 推算不同重 现期极端 最高气温 （推算方 法见附 录 A） 。 7.
16、2.3.2 极 端 最 低 气 温 推 算7.2.3.2.1 收 集 参 证 站 历 年 极 端 最 低 气 温 资 料 。 7.2.3.2.2 采 用皮尔 森 III 型 或耿贝尔 概率分布 方法 推算变换后 的气温序 列 （推算 方法见附 录 A） ， 推 算 结 果 乘 以 -1 即 可 得 到 极 端 最 低 气 温 的 推 算 值 。 7.2.3.3 最 大 风 速 推 算7.2.3.3.1 资 料 的 收 集 可 选 用 下 列 方 法DB46/T 46920185 a)若 参 证 站 有 历 年 自 记 风 观 测 记 录 ， 则 收 集 证 站 历 年 10 分 钟 平 均 最
17、 大 风 速 和 测 风 高 度 ： b)若 参 证 站 有 自 记 风 观 测 记 录 但 有 缺 测 ， 则 收 集 参 证 站 历 年 定 时 观 测 （ 4 次或 3 次）2 分 钟 平 均 最 大 风 速 、 有 记 录 的 10 分 钟 平 均 最 大 风 速 和 测 风 高 度 ： c)若 参 证 站 无 自 记 风 观 测 记 录 ， 只 有 4 次或 3 次 定 时 风 观 测 的 ， 则 收 集 参 证 站 历 年 定 时 观 测 （ 4 次 或 3 次） 2 分钟 平均最大 风速和测 风高度： 收集 与参 证站相邻并 有自记风 记录的气 象站的定 时观测（4 次或 3 次
18、 ， 必 须 与 参 证 站 一 致 ） 2 分 钟 平 均 最 大 风 速 、 10 分 钟 平 均 最 大 风 速 和 测 风 高 度 ： d)近地层风 向风速受 局部地形 条件影响 很大， 使 用参 证站风向风 速资料时 ， 应详细 考察证站 所在地 与 建 设 项 目 所 在 地 地 理 条 件 差 异 ， 以 确 定 资 料 的 代 表 性 ， 当 代 表 性 较 差 时 ， 应 进 行 短 期 气 象 观 测 ， 利 用 统 计 方 法 修 正 项 目 所 在 地 的 风 向 风 速 。 7.2.3.3.2 风 速 的 高 度 订 正风 速 资 料 用 高 度 换 算 公 式 订
19、正 到 10m标 准 高 度 ， 换 算 公 式 见 式 （ 2） ： ln zV z0 （ 2） V1 ln z1 z0式 中 ： V一 标 准 高 度 Z（ Z=10m） 的 风 速 ： V1一 实 际 高 度 Z1上 的 风 速 ： Z1一 离 地 面 的 实 际 高 度 ： Z0一 地 面 促 粗 糙 度 长 度 。 7.2.3.3.3 定 时 风 速 的 订 正a)若 参 证 站 有 历 年 自 记 风 观 测 记 录 ， 则 无 需 订 正 ： b)若参证站 有自记风 观测记录 但有缺测 ， 则将经 过高 度订正的参 证站定时 风与自记 风资料建 立回归 方 程 ， 然 后 用 回
20、 归 方 程 将 缺 测 的 自 记 风 记 录 订 正 为 10 分 钟 平 均 最 大 风 速 ： c)若参证站 无自记风 记录， 则 将经过高 度订正的 相邻 有自记风记 录的气象 站定时风 与自记风 资料建 立 回 归 方 程 ， 方 程 须 通 过 a=0.05 信 度 检 验 ， 否 则 应 另 选 气 象 站 ， 然 后 用 回 归 方 程 将 参 证 站 定 时 观 测 的 风 速 订 正 为 10 分 钟 平 均 最 大 风 速 。 7.2.3.3.4 最 大 风 速 推 算采 用 皮 尔 森 III型 或 耿 贝 尔 概 率 分 布 方 法 推 算 不 同 重 现 期 最
21、大 风 速 （ 推 算 方 法 参 见 附 录 A） 。 7.2.3.4 最 大 降 水 推 算a)收集参证 站历年的 日、 月、 年的最大 降水量资 料， 分别推算日 最大降水 量、 月量 最大降水 量和年 最 大 降 水 量 ： b)采 用 皮 尔 森 III 型 或 耿 贝 尔 概 率 分 布 方 法 推 算 不 同 重 现 期 最 大 降 水 量 。 DB46/T 46920186 2附 录 A（ 资 料 性 附 录 ） 气 候 极 值 推 算 方 法A.1 皮尔森 III 型分布（简称 P-III 概率分布） 皮 尔 逊 皿 型 曲 线 在 包 括 水 文 气 象 等 领 域 的 研
22、 究 中 被 广 为 引 用 。 皮 尔 逊 皿 型 曲 线 的 概 率 密 度 函 数皮尔逊皿型 曲线是一 条一端有 限一端无 限的不对 称单 峰、 正偏曲 线， 数学 上常称伽 玛分布 ， 其概 率 密 度 函 数 为 ：a a 1 飞 x a 0 f 飞 x 飞 a 飞 x a 0 e式中： 飞 a 为 a 的伽玛函数： a 、 、 a0 分 别 为 皮 尔 逊 皿 型 分 布 的 形 状 尺 度 和 位 置 未 知 参 数 ，a 0 , 0。 显然， 三个 参数确定 以后， 该 密度函数 随之可以 确定。 可以推论， 这三个参 数与总体 三个参数 x 、Cv 、 Cs 具 有 如 下
23、关 系 ：a 4C s 2x C v C sa 0 x 1 人2 C v C s 1 1 n 2 1 n 2Cv 飞 xi x 飞 Ki 1x x n i1 n i11 n 3 1 n 3C s n 3 飞 xi x i1n Cv 3 飞 K i 1i 1其中：DB46/T 46920187 Cv ： 变 差 系 数 ， 比 较 两 个 不 同 均 值 系 列 的 离 散 程 度 时 ， 采 用 均 方 差 与 均 值 之 比 值 ， 用 于 衡 量 系DB46/T 46920188 xp是列相对离散 程度。 Cv 越大， 随机变量 x 的分布 越分散， 概率分布曲 线的左侧 抬高， 右侧 降
24、低： 反之， 左 侧 下 降 ， 右 侧 上 抬 。Cs ： 偏 态 系 数 ， 反 映 密 度 曲 线 的 对 称 特 征 ， 衡 量 系 列 在 均 值 的 两 侧 分 布 对 称 或 不 对 称 （ 偏 态 ） 程度的系数。 对 于正偏， Cs 0 (P皿曲线 )。 当其他参 数不 变时， Cs 值越大， 则概 率曲线的 凹度越大 ， 两 端 都 在 正 态 直 线 以 上 ， 中 间 部 分 向 下 。 皮 尔 逊 皿 型 概 率 曲 线 及 其 绘 制计 算 中 ， 一 般 需 要 求 出 指 定 概 率 P 所 相 应 的 随 机 变 量 取 值 xp ,也 就 是 通 过 对 密
25、 度 曲 线 进 行 积 分 ，即a a 1 飞 x a 0 p p 飞 x x 飞 a 飞 x a 0 e dxp求出等于及 大于 xp 的累积概率 P 值。 直 接由上式 计算 P 值非常麻烦， 实际做法 是通过变 量转换， 变 换 成 下 面 的 积 分 形 式p 飞 p f 飞 C s d px x式 中 被 积 函 数 只 含 有 一 个 待 定 参 数 Cs ， 其 它 两 个 参 数 x 、 Cv 都包含在 中。 xCv标 准 化 变 量 ， 称 为 离 均 系 数 。 的均值为 0， 标 准 差 为 1。 因 此 ， 只 需 要 假 定 一 个 Cs 值，便可从上 式 通 过
26、积 分 求 出 p 与 之 间 的 关 系 。 对 于 若 干 个 给 定 的 Cs 值 ， p 和 p 的 对 应 数 值 表 ， 己 先 后 由 美 国 福 斯 特 和 前 苏 联 雷 布 京 制 作 出 来 ， 皮 尔 逊 皿 型 概 率 曲 线 的 离 均 系 数 p 值表。由 就可以求出相应概率 p 的 x 值：x x飞 1 CvA.2 耿贝尔分布（第 I 型极值分布）极 值 I型 （ Gumbe1， 即 耿 贝 尔 分 布 ） 分 布 函 数DB46/T 46920189 i2F (x) exp飞 exp飞 a飞 x u 飞 a 0, u 公式中 a 为 分 布 的 尺 度 参 数
27、 ， u 为 分 布 的 位 置 参 数 重现期为 R（ 概 率 为 1/R） 时 ：1 丁 R X R u ln a 人 R 1 它 的 参 数 估 计 有 三 种 方 法 ：矩法矩 法 估 计 在 数 学 计 算 上 最 为 简 单 。一阶矩 （数学期 望） ： E ( x) 其中： y 0.57722y u a2 冗二 阶 矩 （ 方 差 ） : 6a 2由此得到：a 1.28255u E(x) 0.57722a耿贝尔法 耿 贝 尔 法 是 一 种 直 接 与 经 验 概 率 相 结 合 的 参 数 估 计 方 法 。假 定 数 据 有 序 序 列 ： x1 x2 A xn则 经 验 分
28、 布 函 数 为 ：F * 飞 x in 1 i 1,2,A, n取如下序 列 ： yi 1n飞 1n(F*飞 xi ) i 1,2,A, n可得：飞 y a ( x )u E 飞 x E ( y)aDB46/T 469201810 a 极 大 似 然 法 在统计学理 论上， 极大似然 法估计 是一种较 优的参数 估计方法 。 极值I 型分布函 数的概 率密度函 数为：f 飞 x F 飞 x aexp a飞 x u exp飞 a飞 x u 当观测资料 x1, x2 ,A, xn 给 定 时 ， 作 极 大 似 然 函 数 并 取 对 数 ， 得 ：n n1nl n1na a 飞 xi u ex
29、p 飞 a飞 xi u i 1 i 1将 a、u 看 作 变 量 将 上 式 分 别 对 a、u 求 导 并 令 其 为 零 ， 得 ：nn exp 飞 au exp 飞 ax i i1参数 a、 u 可 用 主 代 法 求 解 。 1 1n x exp 飞 au xi exp 飞 ax i 人 i 1DB46/T 469201810 参 考 文 献1高 绍 风 ， 陈 万 隆 ， 朱 超 群 等 应 用 气 候 学 北 京 ： 气 象 出 版 社 ， 2001. 2王 春 乙 海 南 气 候 北 京 ： 气 象 出 版 社 ， 2014. 3孙 卫 国 气 候 资 源 学 北 京 ： 气 象 出 版 社 ， 2008. 4中 国 气 象 局 常 规 高 空 气 象 观 测 业 务 规 范 北 京 ： 气 象 出 版 社 ， 2010.
