Low-level jets (LLJs) are local wind speed maximums in the atmospheric boundary layer. In the Baltic Sea, LLJs are frequently occurring in spring and summer. It is an important phenomena to consider for wind energy parks, and changes in turbulence during the jets can effect the efficiency of said parks. In this study, the effect that offshore LLJs have on turbulence intensity (TI) is analysed and the goal is tounderstand if TI significantly changes as the jets form, and if the changes aredifferent above and below the core. The theory of shear sheltering predicts that turbulence decreases below the core of a LLJ, and it has been experimentally tested previously with various results. However, turbulence characteristics above the core ofa LLJ has not been studied before. LiDAR measurements of wind speed and TI profiles, up to 300 m, from the island of Östergarnsholm in the Baltic Sea are used. The measurements are from the period 2016-2020 and are limited to a sector with unobstructed line-of-sight to the ocean. Complete LLJ-events, which includes non-LLJ profiles before and after the actual jets, are analysed. The LLJs are found to appear in low TI conditions related to stable stratification. Mean TI increases with 38 - 47% above the core as the jets appear, and then returns to approximately the initial values after the jets disappear. Below the core, mean TI instead decreases with 14 - 19% during the jets, which is compatible with the theory of shear sheltering. For future studies it is recommend to choose a location with larger unobstructed line-of-sight to the ocean, further optimise the LLJ-finding algorithm and also analyse other turbulent quantities. / Vindmaxima på låg höj (LLJ, för eng. Low-level jets) är lokala vindhastighetsmaximum i det atmosfäriska gränsskiktet. I Östersjön är LLJs vanliga, framförallt på våren och sommaren. Det är ett viktigt fenomen att beakta för vindkraftsparker, och turbulensförändringar i samband med LLJs kan påverka effektiviteten av vindkraftverk. I denna studie analyseras effekten som LLJs över havet har på turbulensintensiteten (TI) och målet är att förstå om TI förändras närströmmarna bildas, och om förändringarna är olika ovan och under kärnan. En teori förutspår att turbulens minskar under kärnan i en LLJ, s.k. skjuvningsblockering (eng. Shear sheltering), och den har testats tidigare med varierande resultat. Turbulens ovanför kärnan i en LLJ har dock inte studerats tidigare. LiDAR-mätningar av vindhastighets och TI-profiler, upp till 300 m, vid ön Östergarnsholm i Östersjön används. Mätningarna är från perioden 2016-2020 och är begränsade till en sektor med fri siktlinje mot havet. Kompletta LLJ-event, vilket inkluderar icke-LLJ-profiler före och efter själva strömmen, analyseras. Resultatet visar att LLJs förekommer vid låga TI-förhållanden relaterade till stabil skiktning. Medel TI ökar med 38 - 47% överkärnan när strömmarna dyker upp och återgår sedan till ungefär de ursprungligavärdena efter att strömmarna försvunnit. Under kärnan minskar medel TI istället med 14 - 19% i samband med strömmarna, vilket är förenligt med skjuvningsblockerings-teorin. För framtida studier är det rekommenderat att välja en plats med större fri siktlinje till havet, ytterligare optimera identifikationen av kompletta LLJ-event och även analysera andra variabler för att karakterisera turbulensen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-445702 |
| Date | January 2021 |
| Creators | August, Thomasson |
| Publisher | Uppsala universitet, Luft-, vatten- och landskapslära |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Självständigt arbete vid Institutionen för geovetenskaper ; 2021:15 |
Page generated in 0.0028 seconds