在目前日益增多的风能开发利用中，湍流仍然是一个困扰人们的科学和技术难题。由于大气湍流能谱中存在谱隙，风速变量在时间尺度上可以分为两部分，每个部分在风能利用中都会产生不同的问题。在数小时及更长的时间尺度上，风速的变化和天气系统的过境以及日变化有关。在这些时间尺度上，风的可预测性对于将大量风电能量并入电网以便更合理地组织其它发电厂对电网供电非常重要。在一个小时到几秒钟的尺度上，风速变化对应着所谓的大气湍流，它对单个的风机的性能和设计、输入电网的电能品质以及用户都会有显著的影响。 因此，对风的本质进行深入细致地研究，能够为风能的有效开发和利用提供坚实的科学基础。本文关注的对象是大气湍流，为了对其本质进行深入细致地研究，我们以小尺度风速增量作为切入点，这是因为：其一、自从Kolmogorov关于湍流级窜的奠基性工作发表以来，人们认识到，湍流场的速度增量是认识湍流本质，特别是其间歇性本质的一个重要物理量，对此做了大量的实验和理论工作。其二、从风能应用角度考虑，小尺度上风速的剧烈变化就是阵风，而了解阵风事件准确的统计规律，将有助于风能开发中的风险评估和风机载荷的设计。

研究表明，对于实验室湍流，小尺度速度增量的概率密度函数(PDF)通常满足指数分布，而大尺度的PDF满足高斯分布。与实验室湍流不同，人们对大气湍流风速增量PDF的形式迄今没有达成共识。有些研究者发现风速梯度的PDF具有指数型长尾分布的特征，并且与边界层稳定度无关。另外有些研究者发现大气边界层风速增量的PDF与实验室湍流的表现完全相似。当然还有研究者发现，在平均风速的方向上，以平均风速作为条件的分布函数才与实验室湍流相似。与上述研究者的结论不同，我们分析了北京325m气象塔和广东省气象局提供的0601号台风“珍珠”的湍流风速资料，发现边界层风速增量的概率密度函数满足一种标度无关律。在数学上，严格满足这种标度无关律的分布是稳定分布。这种分布是非高斯型的长尾分布，通常用特征参数和缩放参数来描述。然而稳定分布的方差发散，这意味着风场的平均动能发散，显然与实际不符。此外，研究发现风速分布的尾分布与稳定分布明显不同。种种现象表明，用稳定分布来描述风速增量的分布过于理想。为了克服方差发散的困难，本文引入了Koponen提出的截断稳定分布。这种分布方差有限，并且能近似满足分布的标度无关律。研究发现，这种分布能较好地拟合各种天气条件下边界层风速增量的分布。

我们的研究结论以"Probability Density Functions of Velocity Increments in the Atmospheric Boundary Layer"为题，发表于Boundary-Layer Meteorology，DOI：10.1007/s10546-009-9441-z

2010-1-25：今日上传了两个附件：附件一即是上面提到的发表在Boundary-Layer Meteorology上的文章，附件二是我们参加“第一届(2008)全国大气边界层物理和大气化学学术研讨会暨LAPC2009年年会”的ＰＰＴ(有修改)，题目为“大气边界层风速增量的概率密度函数”，欢迎大家下载！

(勘误：附件一文中第四图(Ｆｉｇ．４)图标有误，“Ｃ－１”应为“Ｃ

”，此外附录中(Appendix B：Truncated Stable Distribution )的特征函数idelta u这一项应该在大括号外，特此更正，由此造成的不便，博主深表歉意！)

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