Анотація до роботи:

Джамал Абубакар Авад Абад. Оцінка вітрових ресурсів Аравійського півострова і можливість їх використання в цілях вітроенергетики. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук. - Спеціальність 11.00.09 - метеорологія, кліматологія, агрометеорологія. – Одеський державний екологічний університет, Одеса, 2006.

Оцінка вітрових ресурсів Аравійського півострова досліджується з залученням полів вітру об'єктивного аналізу Британської метеослужби. Аналіз отриманих середньомісячних полів характеристик вітру біля поверхні землі показав, що отримані розподіли добре відповідають фізико-географічним особливостям півострова та циркуляційним особливостям сезонів.

Була проведена оцінка вітрових умов на рівні вітроколеса шляхом відновлення вертикального профілю вітру в приземному шарі до рівнів 50 і 100 м за допомогою теорії подібності Моніна-Обухова. На підставі статистичного аналізу показано, що найкраще узгодження повторюваності фактичних і розрахованих швидкостей вітру на рівні 50 м була отримана при використанні вітру на рівнях не менше 10 м і врахуванням температурної стратифікації – в приземному шарі 50 - 2 м. Отримані поля середніх значень та вірогідності швидкостей вітру на висоті 50 м показують, що режимні характеристики вітру на цьому рівні вже дозволяють використовувати енергію вітру.

Ключові слова: поля вітру, дані об’єктивного аналізу, профіль вітру, статистичні характеристики.

У дисертаційній роботі виконані оцінки просторового розподілу характеристик вітру у поверхні Землі і на рівні вітроколеса, що дозволило проаналізувати просторово-часові зміни швидкостей вітру і зробити певні висновки про вітрові ресурси на території Аравійського півострова. В результаті проведеного дослідження нами були отримані наступні висновки:

1. За даними ОА для полів вітру на рівні 10 м якнайменші значення (1 – 2 м/с) були отримані в гірських масивах південного заходу півострова на території Йємену та Саудівської Аравії, а також на сході Омана. Тільки над пустелею Руб ель Халі практично круглий рік розташовані зони підвищених швидкостей вітру (4 - 5 м/с). Найбільші швидкості були відзначені в Аравійському морі, поблизу о.Сокотра – близько 13 м/с в період літнього мусону. В той же час над всіма акваторіями швидкості вітру виявляються вище на 1-3 м/с, ніж над прилеглими частинами суші.

2. Порівняння середньомісячних полів швидкості вітру за 00 і 12 ГСЧ показало, що в денні строки швидкості вітру над сушею вище на 1-2м/с, а в гірських районах на 3-4 м/с. Найбільші річні амплітуди середньомісячних швидкостей 10-11 м/с отримані над Аравійським морем, а над сушею - 2-3 м/с.

3. Над всім Аравійським півостровом вірогідність слабких вітрів (менше 5 м/с) може досягати 60%, а в гірських областях - 95 %. Найбільша вірогідність для швидкостей більше 7 м/с отримані над Аравійським морем в період літнього мусону, зокрема для о.Сокотра близько 100 %.

4. Територія Аравійського півострова за виконаними нами оцінками полів об'єктивного аналізу вітру для рівня 10 м може вважатися непридатною для розвитку вітроенергетики, за винятком прибережних і острівних зон.

5. Запропонований метод розрахунку профілів швидкості вітру в приземному шарі, заснований на теорії подібності Моніна – Обухова, показав задовільну згоду з даними спостережень. Краща згода з даними вимірювань на рівнях 50 і 100 м була отримана при використанні швидкості вітру не нижче 10 м і обліку температурної стратифікації у всьому приземному шарі. Використання логарифмічного або степеневого закону призводить до заниження розрахованих швидкостей вітру. Вплив величини параметра шорсткості на розраховані швидкості на рівні вітроколеса має другорядне значення.

6. Практично над всією територією півострова швидкості вітру на рівні 50 м зросли в порівнянні з тими, що були отримані для рівня 10 м. Зростання швидкостей з висотою вночі склало 3-4 м/с, а вдень 1-2 м/с. Різниці швидкостей між двома рівнями 50 і 10 м обумовлені впливом температурної стратифікації: вони зростають вночі через зменшення турбулентності, а вдень зменшуються, оскільки турбулізація призводить до вирівнювання швидкості з висотою. Тому основна надбавка швидкостей на рівні вітроколеса виходить вночі, вдень вона убуває, а при сильних вітрах співпадає з тою, що отримана за допомогою логарифмічного закону.

7. Основні зони посилення швидкостей вітру (в середньому до 6-7 м/с) над Аравійським півостровом розташовуються в предгірних районах двічі: на більш низовинних ділянках суші в пустелі Руб ель Халі і високих плоскогірях області Асир. В самих гірських масивах отримані мінімальні швидкості 4-5 м/с. Найбільші середньомісячні швидкості були помічені над Сокотрой – близько 18 м/с - в період літнього мусону.

8. В результаті перерахунку швидкості вітру на рівень 50 м на ньому відбулося зменшення вірогідності слабких вітрів менше 5 м/с: в одних районах в 2.5-3 рази весь рік, в інших - в окремі сезони, взимку, весною або влітку, а в третіх - в межах 20-30 % також весь рік. Особливо несприятливим для використовування енергії вітру є жовтень місяць, коли в багатьох центральних районах вірогідності швидкості вітру менше 5 м/с зростають до 60 %, а в гірських районах Йємену – навіть до 90 %.

9. Вірогідність швидкостей вітру більше 10 м/с найбільш велика (більше половини випадків) в районі о.Сокотра, а на більшій частині Аравійського півострова їх вірогідності все ж таки менше 5 %. Таким чином виходить, що найчастішими вітрами над пустелею Руб ель Халі, областю Асир і північно-східною частиною півострова є вітри в діапазоні 6-9 м/с, і ця область розташовується на схід від центрального і південно-західного гірського масивів, як би опоясуючи їх.

Проведений вище аналіз середніх і максимальних швидкостей на рівні 50 м, розрахованих за допомогою теорії Моніна-Обухова, указує на цілком відчутні “надбавки” швидкостей, достатні для можливого використання вітроенергетичних установок.

Публікації автора:

1. Тарнопольский А.Г., Джамал Абубакар Авад Абад. Восстановление вертикальних профилей метеорологических величин в приземном слое атмосферы // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. -2002. - Вип. 46. - С.3 - 12.

2. Джамал Абубакар Авад Абад. Физико-географические особенности и метеорологический режим Аравийского полуострова // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. -2003. - Вип.47. - С. 63 - 70.

3. Казаков А.Л., Джамал Абубакар Авад Абад Восстановление вертикального профиля ветра в целях ветроэнергетики // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. -2004. - Вип.48. - С. 103 - 111.

4. Джамал Абубакар Авад Абад. Статистический анализ восстановленных скоростей ветра // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. -2004. - Вип.49. - С. 180 - 189.

5. Джамал Абубакар Авад Абад. Восстановление вертикальных профилей метеорологических величин в приземном слое атмосферы. –Тези доповідей ІІІ наукової конференції молодих вчених Одеського державного екологічного університету. Одеса: ТЭС. - 2003. – С.87-90.

Анотації

Джамал Абубакар Авад Абад. Оцінка вітрових ресурсів Аравійського півострова і можливість їх використання в цілях вітроенергетики. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук. - Спеціальність 11.00.09 - метеорологія, кліматологія, агрометеорологія. – Одеський державний екологічний університет, Одеса, 2006.

Оцінка вітрових ресурсів Аравійського півострова досліджується з залученням полів вітру об'єктивного аналізу Британської метеослужби. Аналіз отриманих середньомісячних полів характеристик вітру біля поверхні землі показав, що отримані розподіли добре відповідають фізико-географічним особливостям півострова та циркуляційним особливостям сезонів.

Була проведена оцінка вітрових умов на рівні вітроколеса шляхом відновлення вертикального профілю вітру в приземному шарі до рівнів 50 і 100 м за допомогою теорії подібності Моніна-Обухова. На підставі статистичного аналізу показано, що найкраще узгодження повторюваності фактичних і розрахованих швидкостей вітру на рівні 50 м була отримана при використанні вітру на рівнях не менше 10 м і врахуванням температурної стратифікації – в приземному шарі 50 - 2 м. Отримані поля середніх значень та вірогідності швидкостей вітру на висоті 50 м показують, що режимні характеристики вітру на цьому рівні вже дозволяють використовувати енергію вітру.

Ключові слова: поля вітру, дані об’єктивного аналізу, профіль вітру, статистичні характеристики.

Джамал Абубакар Авад Абад. Оценка ветровых ресурсов Аравийского полуострова и возможность их использования в целях ветроэнергетики. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук. - Специальность 11.00.09 - метеорология, климатология, агрометеорология. – Одесский государственный экологический университет, Одесса, 2006.

Для оценки ветровых ресурсов Аравийского полуострова исследуется многолетний ветровой режим этого малоизученного в климатическом отношении региона мира путем привлечения полей ветра из данных объективного анализа Британской метеослужбы.

Анализ полей господствующих ветров (с повторяемостью более 30%) над Аравийским полуостровом и окружающими акваториями выявил их сезонную изменчивость. Зимой две ветви как бы обтекают Аравийский п-ов и его горную часть, сливаясь над Абиссинией. Летом Аравийский полуостров, в силу значительного прогрева, становится зоной конвергенции ветров. Муссоны наиболее отчетливо выражены над Аденским заливом и Аравийским морем. В горных массивах, на востоке Омана и юго-западе полуострова, господствующие ветры отражают горно-долинную циркуляцию: днем в горы, а ночью – с гор.

Над всеми акваториями – Персидским заливом, Аравийским морем, Аденским заливом, Красным морем – скорости ветра оказываются выше на 1-3 м/с, чем над прилегающими частями суши. Наименьшие значения (1 – 2 м/с) получены в горных массивах юго-запада полуострова на территории Йемена и Саудовской Аравии, а также на востоке Омана. Только над пустыней Руб эль Хали практически круглый год отмечаются зоны повышенных скоростей ветра (4 - 5 м/с). Наибольшие скорости отмечены в Аравийском море, вблизи о.Сокотра – около 13 м/с в период летнего муссона.

Анализ полученных среднемесячных полей характеристик ветра показал, что полученные распределения хорошо согласуются с физико-географическими особенностями полуострова, циркуляционными особенностям сезонов, что свидетельствует о том, что использование данных объективного анализа позволяет получать достоверную информацию о ветре в приземном слое на территории полуострова.

Над всем Аравийским полуостровом вероятность слабых ветров может достигать 60%, а в горных областях - 95 %. Таким образом на остальные диапазоны скоростей по всей территории остается не более 10% случаев. Отсюда следует, что территория Аравийского полуострова по выполненным нами оценкам полей объективного анализа ветра для уровня 10 м не может считаться пригодной для развития ветроэнергетики, за исключением прибрежных и островных зон.

Поэтому была проведена оценка ветровых условий на уровне ветроколеса с применением метода, основанного на теории подобия Монина-Обухова. Предварительно было проведен статистический анализ результатов сравнения рассчитанных повторяемостей ветра с фактическими. Было показано, что наилучшее согласие повторяемости фактических и рассчитанных скоростей ветра на уровне 50 м получено при использовании ветра на уровнях не менее 10 м и учетом температурной стратифицированной – перепадом температур на высотах 50 и 2 м.

Представленные поля рассчитанных скоростей на уровне 50 м указывают на возрастание скоростей на всей территории полуострова по сравнению с теми, что отмечались для уровня 10 м. Рост скоростей с высотой в ночные часы составил 3-4 м/с, а днем 1-2 м/с.

Основные зоны максимумов среднемесячных скоростей ветра 6-7 м/с располагаются над сушей в виде двух отчетливых зон на более низменных участках суши в пустыне Руб эль Хали и высоких плоскогорьях области Асир. В самих горных массивах отмечаются минимальные скорости 4-5м/с. Наибольшие среднемесячные скорости получены над Сокотрой – около 18 м/с - в период летнего муссона.

На уровне 50 м получен также рост максимальных скоростей. Особо отметим рост максимальных значений над горными районами до 12.5 – 15м/с. Число дней со штилем также сократилось по всей территории полуострова. Причем это стало особенно заметно в ночной срок, когда число штилей сократилось до 2-5 случаев за весь период анализа. В результате пересчета скорости ветра на уровень 50 м на нем произошло уменьшение вероятности слабых ветров. В одних районах в 2.5-3 раза весь год, в других - в отдельные сезоны, зимой, весной или летом, а в третьих - в пределах 20-30 %.

Проведенный выше анализ средних и максимальных скоростей на уровне 50 м, рассчитанных с помощью теории Монина-Обухова, указывает на вполне ощутимые “прибавки” скоростей, достаточные для возможного использования ветроэнергетических установок.

Ключевые слова: поля ветра, данные объективного анализа, профиль ветра, статистические характеристики.