摘要本数据集基于Vortex风能全年产品整理形成包含2021年全球10米、20米、30米、60米、80米、100米、120米、140米共8个高度层的全年平均风功率密度栅格数据。数据以GeoTIFF格式存储空间参考为WGS 84地理坐标系EPSG:4326主要空间分辨率约为0.025°单文件为单波段float32栅格缺失值标记为-999。数据文件按变量、高度和年度命名可用于风能资源背景分析、风资源潜力筛选、能源气候分区和风电规划前期研究。需要注意的是各高度名称表示风功率密度对应的计算高度不表示栅格空间分辨率120米文件的纬度覆盖范围与其他高度不同使用前应结合研究区范围进行一致性检查。关键词Vortex风能资源风功率密度2021年全年多高度GeoTIFF引 言风功率密度是表征风能资源强弱的重要指标通常反映单位扫掠面积上可获得的风能通量。与单纯风速相比风功率密度综合体现了风速立方关系和空气密度影响更适合用于风能资源潜力评价、风电场选址前期筛查以及不同区域风资源差异对比。2021年全年多高度风功率密度数据能够提供该年度全球风能资源的空间背景信息有助于识别不同高度层的风功率密度分布差异、区域高值带和复杂地形或海陆过渡区的资源变化。1 数据采集和处理方法1.1 原始数据来源数据来源依据目录和文件名标识为Vortex风能年度数据变量为全年平均风功率密度时间覆盖为2021年。数值单位按变量属性说明为W/m²正式应用时应以数据发布方原始说明为准。数据集共包含8个GeoTIFF文件覆盖10米、20米、30米、60米、80米、100米、120米、140米高度层。文件名格式为“vortex_wind_power_density_HHHm_annual.tif”其中HHH为三位高度编码例如010m、100m或140m每个文件表示2021年对应高度的全球或近全球全年平均风功率密度空间分布。1.2 数据处理当前目录以英文文件名组织数据保留了数据源、变量、高度层和年度信息。读取结果显示全部文件均为单波段GeoTIFF坐标系均为EPSG:4326数据类型均为float32NoData值均为-999。除120米文件外其余7个高度栅格尺寸均为14400列×7200行覆盖范围约为全球经度-180°至180°、纬度-90°至90°。120米文件栅格尺寸为14400列×5840行覆盖范围约为经度-180°至180°、纬度-61°至85°。该差异可能来自原始产品裁剪、极区缺测或下载文件范围设置本文未对其进行重采样或补边处理仅在说明中标注。若后续需要开展多高度逐像元对比、垂直廓线分析或高度差值统计应先将所有高度重采样并对齐到统一模板。2 数据样本描述本数据集包含2021年全年8个高度层的风功率密度数据。按当前抽样读取结果各高度栅格值的抽样平均值约为150.19—476.25 W/m²其中抽样平均值最低高度为10米最高高度为140米抽样最大值出现在140米高值约为1810.91 W/m²。上述统计基于多窗口抽样快速读取结果用于说明数据量级和高度差异不作为像元级精确统计结论。3 数据质量控制和评估本次说明对数据目录执行了文件完整性、命名一致性和关键栅格元数据检查。检查结果显示8个高度文件齐全命名规则统一全部文件均可被GIS栅格库正常打开坐标系、像元分辨率、数据类型、波段数量和NoData值保持一致。数据一致性检查发现7个文件为14400×7200的完整全球纬度范围1个文件存在覆盖范围差异。差异文件为vortex_wind_power_density_120m_annual.tif。该差异不会影响单高度制图和区域分析但会影响跨高度像元运算因此进行高度间差值、垂直廓线或多高度综合评价时应先统一空间范围、行列数和仿射变换。GeoTIFF元数据未写入变量单位和数据源详细版本号统计期已按文件目录说明补充为2021年全年。为保证可追溯性建议在正式归档时补充原始下载链接、产品版本、单位说明和处理记录在发布衍生产品时应同时保留NoData掩膜和120米空间范围差异说明。4 数据价值本数据集以统一命名方式组织Vortex 2021年全球多高度全年平均风功率密度栅格便于用户按高度快速检索、批量读取和开展空间分析。相较于站点观测资料该数据具有连续空间覆盖优势可支持大范围风资源空间格局识别相较于仅使用风速数据风功率密度更直接对应风能开发潜力和能量通量。该数据可用于风电规划前期筛查、能源气候分区、年度风资源背景分析以及与地形、土地利用、电网或负荷中心等数据的叠加评估。在应用层面该数据可作为区域风能资源普查、风资源可视化、年度能源气候背景分析和多源风能产品交叉验证的基础输入。由于本数据为空间栅格产品实际工程选址仍需结合长期测风资料、地形粗糙度、风机功率曲线、极端风、环境约束和并网条件开展综合论证。参考文献[1] Troen I, Petersen E L. European Wind Atlas[M]. Roskilde: Risø National Laboratory, 1989.[2] Archer C L, Jacobson M Z. Evaluation of global wind power[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2005, 110(D12): D12110.[3] Manwell J F, McGowan J G, Rogers A L. Wind Energy Explained: Theory, Design and Application[M]. 2nd ed. Chichester: Wiley, 2009.[4] International Electrotechnical Commission. IEC 61400-12-1: Wind energy generation systems - Part 12-1: Power performance measurements of electricity producing wind turbines[S]. Geneva: IEC, 2017.