Limitations and breakdown of Monin–Obukhov similarity theory for wind profile extrapolation under stable stratification
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The intent of this study is to investigate the limitations of the Monin–Obukhov similarity theory (MOST) for wind profile extrapolation—particularly its breakdown in stable stratification—and to explore several modifications intended to circumvent aspects of this breakdown. Using 10years of 10min averaged data from the 213m Cabauw meteorological tower in the Netherlands, we first demonstrate the sensitivity of the logarithmic wind speed model to highly uncertain estimates of the roughness length, z0, and the associated limitations of applying the model in horizontally inhomogeneous conditions. We then demonstrate that these limitations can be mitigated by avoiding the use of z0 in the logarithmic wind speed model. Rather, by using a lower boundary above z0 (e.g. 10m) and a ‘bulk’ Obukhov length measured between two near‐surface altitudes, substantial improvements in wind speed extrapolation accuracy are found. Next, we demonstrate the limitations in applying the logarithmic wind speed model above the surface layer (SL), specifically the divergence of different forms of the MOST stability function, the role of the Coriolis force and the decoupling of surface winds from those aloft. Finally, we explore similarity‐based modifications to the logarithmic wind speed model that are intended to improve its accuracy above the SL, but we find that such modifications cannot circumvent the limitations described earlier. Given that modern hub heights and altitudes swept out by a wind turbine blade extend well beyond the range of applicability of MOST under conditions of stable stratification, new extrapolation models are required that are more applicable at these altitudes. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,019 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».