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摘要
【目的】气候变暖直接影响着全球风速变化及风能资源利用效率，通过分析历史风速变化，准确掌握近些年全球陆表风速的变化规律是气候变化应对、资源高效利用、生态安全管理、社会可持续发展等重要内容。【方法】利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA5-Land的0.1°×0.1°网格再分析风速数据集，采用最小二乘法、Theil-Sen斜率估算、Mann-Kendll趋势检验等方法，研究1950—2021年近72年全球年、季节和月平均风速演变的时空特征和适宜风力发电区的风能密度变化。【结果】(1)1950—2021年间全球陆地表面平均风速整体上以0.020 m/(s·10a)的速率略微递增。(2)全球陆地表面风速变化区域差异显著，其中非洲和南极洲大陆的平均风速变化最为明显。(3)全球陆表风速时间序列变化结果表明，季节变化中以冬季变化趋势最显著，平均为0.033 m/(s·10a)；月平均风速变化较为明显的是12月、1月、6月；全球陆表平均风速年际变化在通过95%显著性检验的区域中，显著增加和显著降低的平均变化速率分别为0.073 m/(s·10a)和-0.066 m/(s·10a)；在通过99%极显著性检验的区域中，极显著增加和极显著降低的平均变化速率分别为0.080 m/(s·10a)和-0.071 m/(s·10a)；南极洲的月平均风速变化速率和范围较大，显著影响全球平均风速变化的评估。(4)全球发电风能密度略微增加，平均增速为3.017 W/(m2·10a)；全年中以1月和12月增加最快，分别达7.086 W/(m2·10a)、6.660 W/(m2·10a)。七大洲中以南极洲和非洲风能密度增加变化最为显著，分别为14.107 W/(m2·10a)、4.652 W/(m2·10a)；亚洲是七大洲中的发电风能密度总体变化唯一呈现降低趋势的大洲；其他四大洲发电风能密度变化相对较小。【结论】全球陆表风速和发电风能密度总体变化不显著，但在非洲和南极洲等的部分区域、以及1月和12月等时期的增加趋势较为显著，需要动态监测和精细分析各地区陆表风速、发电风能密度变化，以准确支撑气候变化应对、资源生态保护和风能高效开发。
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