影响水上光伏电站的水域气候特征有哪些？

       受土地资源紧缺等因素的影响，水上光伏方兴未艾，水上与陆地在小气候（因下垫面性质不同所造成的小范围内的气候）特征上有什么区别？本文从气温、降水量、风速、湿度、日照时数、雷暴等会对光伏电站产生影响的气候特征进行分析。


      
下垫面的物理性质是形成区域气候三大主要因子之一。水域在热力特性、辐射平衡、热力平衡和表面粗糙度等诸多方面与陆地不同，形成了特殊的水域气候。

       1、气温——水域气温比陆地低

       由于水域比热比陆地大得多，因此当水陆接受到相同的太阳热量时，水体的气温变化必将小于陆地，而且太阳辐射可透入较深的水层，水体的乱流混合作用较强，使得水体吸收到的太阳辐射相对均匀地分布于上下各层次。这就大大缓和了气温的日变化和年变化，使得冬季水体暖于陆地，而夏季凉于陆地。当然水体对气温的影响，因水体的大小、深浅不同而不同，南北方也有差异。下表以洞庭湖和沅江为例。

       一般湖面比陆面气温低0.6~1.8℃，极端最低差比较大，在5℃以上，极端最高差在1.1℃以上。

       还得说明一点，我们没有真正湖面的观测，是用湖附近气象站的资料，若在湖面上观测肯定气温比陆地差异大，估计最高气温低2℃以上。湖边最高气温在40℃左右，湖面可能才38℃，另外，水面气温在25℃以下的时间比陆面要长。

       2、降水量——水域降水量比陆地少

       因水、陆下垫面热力差异，使气温层结稳定度水域大于陆地，因此水面降水量要小于陆地，夏天水面凉，层结稳定，抑雨作用最强，降水量少最为明显。如洞庭湖年降水量1302.4毫米，比陆地1469.1毫米少了166.7毫米，鄱阳湖年降水量1494.3毫米，比陆地少了30.2毫米。另外，降水日数也比陆地少10天左右。

       新安江水库1959年建成，有人专门进行了降水量的研究，库区降水量减少100毫米，水库中心可能减少150毫米以上。

       3、风速——水域风速较陆地大

       由于水体表面粗糙度小于陆地，无疑摩擦力小于陆地，因此水面风速比陆地大。洞庭湖水域多年平均风速2.9m/s，陆上2.6m/s，相差0.3m/s，大风日数17.1天，陆地8.8天，相差8.3天，最大风速湖面与陆面相差不大。

       4、相对湿度——随季节变化

       水域相对湿度与陆地比较，冬夏相反，冬季大陆气温低，空气饱和、水汽压小，而蒸发水源仍较充分，因而相对湿度高。夏季大陆气温高于水面，因此，空气远没有低凉水面来得潮湿，水域相对湿度较陆地高。由于湖、陆温差只有1~2℃，所以相对湿度差异也很小，如洞庭湖年平均相对湿度仅相差1%（即湖面比陆面大1%），最大夏季也只相差3%。

       5、日照时数——水域日照时数比陆地多

       水体由于降水量较陆地少，所以总云量较陆地少，一般总云量少1~2%，夏季少7%左右，所以日照时数较多，平均日照百分率增加3%，夏季增加9%，这样在夏季平均每天水面比陆地增加日数约30分钟到1个小时。

       6、雷暴——水域雷暴日数较陆地少

       水域较陆地空气稳定，因而雷暴日数较陆地少，一般少2~3天左右。

       从上面的分析可以得出结论，水域和陆面受下垫面不同的影响，在气候上存在一定的差异，但差异不是特别明显，温度低、日照时数可使得光伏电站在相同条件下，水上发电量高于陆地，而在设计时应考虑风速大等建设条件。

文章作者：朱瑞兆 焦姣