无独有偶，时隔8年后的2016年2月25日，丹麦的 Bel Air Aiviation 航空公司在一次飞行任务中，从飞机舷窗又拍摄到了四张类似的尾流照片，只是照片的主体变为了 Horn Rev 2 风电场。


乍一看，这些照片和08年的并没有很大差别，实际却并非如此。这次海面上弥漫着一层冷水平流雾，并且由于稳定的分层，尾流雾气近似一个表面光滑的细长圆锥。风速接近于机组的额定风速（13 m/s），因此大多数机组以额定工况运行。海面上的薄雾气团向上运动形成了近尾流雾气，在尾流的下部和左侧达到露点温度 (空气在一定压力下，当其温度降低到饱和时，开始凝结成露水的温度)，在风轮后方形成了锥形的尾流雾气。


此外，从这次的照片中还发现了一个新现象。在照片上部的服务船附近可以看到，雾气在远端的风电场尾流区域逐渐消失了，这是因为高空的暖空气与海面混合而产生的干燥效应。虽然从照片中很难勾勒出雾气在水平方向上消失的轮廓，但整个过程似乎持续了很长时间。气象研究与预报(Weather Research & Forecasting, WRF）软件的结果也表明，在风电场下游超过100公里的地方以及对岸的陆地上也都存在这种干燥效应。


借助 (Large Eddy Simulation, LES) 方法可以描述尾流混合的过程，通过在机组上游平面连续释放示踪粒子，观察具体的流动细节。为了清楚起见，这里仅显示尾流区内的粒子。显然，由于受到风力机旋转和湍流的影响，大量粒子进入尾流区，风力机顺时针旋转导致尾流逆时针旋转，因此，从后方看，粒子集中在尾流的左下侧。


一些LES数值模式并不能求解温度场，但是，通过为每个粒子指定初始温度和混合比例，可以将其粗略地表示为空气混合物。通过一系列的仿真计算，结果显示，露点似乎均匀地分布在近尾流的左下部分，前方的近饱和空气在尾流的作用下发生冷凝变为雾气。


相同与不同

难以置信，机缘巧合之下得到的两组照片却对应的是两种不同的场景：小风与大风、热水平流雾与冷水平流雾、不稳定大气和稳定大气 ... ...


两组风电场尾流照片代表的并不是两种相反的情况，相反，它们之间还存在一些相似之处：

1）机组上风向的近海面有一层未受干扰的薄雾；

2）由于风力机的旋转，在轮毂高度出现了雾气；

3）高空有一个允许足够阳光通过的云层，完美地勾勒出了尾流雾气的轮廓和阴影。


如果说还有什么是相同的话，那一定是Charltte本人，她分别解释清楚了两组照片背后的原因。


参考文献

[1] Emeis, S., 2000: Meteorologie in Stichworten. Hirt’s Stichwortbücher, Gebrüder Borntraeger Stuttgart. XIV+199 S. ISBN 3-443-03108-0. 

[2] Hasager, C.B.; Rasmussen, L.; et al. Wind Farm Wake: The Horns Rev Photo Case. Energies 2013, 6, 696-716. 

[3] Hasager, C.B.; Nygaard, N.G.; et al. Wind Farm Wake: The 2016 Horns Rev Photo Case. Energies 2017, 10, 317.


注：全文基于参考文献进行二次创作，为提升可读性牺牲了一定的严谨性，如有错误，欢迎指正


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