近地面风场实测数据因来源广泛且经济易得而被广泛应用于风工程领域理论研究与工程实践,如高层建筑抗风设计、风力发电场选址及风能评估等。近些年,随着沿海及海上活动的日益增多,离岸岛屿地表风速实测数据也获得广泛关注和应用。然而,上述数据通常受到岛屿地形及来流海面粗糙度随风速变化等因素的影响,直接使用这些数据而不加相应修正可能会给后续应用带来很大误差。因此,有必要对地表风速实测数据进行修正,将实测值转化为标准高度(如10米)、标准地貌(粗糙度对应0.03米)、标准平均时距(10分钟)对应的标准值。当前,地表风速实测数据的理论修正方法一般只适用于来流平坦的地貌状况;对离岸岛屿近地面风速数据标准化方面的研究也大多只考虑了地形效应的影响。基于上述情况,本研究对岛屿地形及来流海面粗糙度随风速变化等因素联合作用下离岸岛屿近地面风速实测数据的标准化进行系统研究,提出了一种有效消除上述影响的标准化方法,并采用所提方法,对离岸岛屿实测数据进行应用化研究,采用不同统计模型方法评估了研究点极值风气候特征及风能特征。本研究借助大气边界层风洞实验室中的地形模型,并使用风洞中可升降的粗糙元对随风速变化的海浪进行模拟,通过几组不同的来流情况下的风洞实验,综合研究地形与海面粗糙度对来流的耦合效应,并获取地形修正因子与海面粗糙度修正因子。进一步地,对气象站点的实测数据进行考虑地形与海面粗糙度情况下的标准化修正。在风洞中得到与海面粗糙度相耦合的地形修正因子后,并与前人得到的单一地形修正因子进行对比,前人的研究结果均包含在本研究的结果范围内,本研究中修正因子的置信度得到了验证。基于本文所提出的标准化方法,对离岸岛屿近地面风速实测数据进行考虑地形与海面粗糙度双重影响下的修正,并使用此数据研究区域极值风气候特征以及风能评估。本文首先对五十年重现期下的以台风为主导的极值风进行应用分析,使用本研究提出的修正地形与海面粗糙度双重影响的方法对横澜岛气象站记录的长达61年的风速数据进行修正,并使用矩法、Gumbel法、Excess over Threshold法、Lieblein BLUE法和XIMIS法作为极值I型分布的参数估计方法,分别对标准化前后的风速数据进行极值风分析。将本研究中修正地形与海面粗糙度双重影响的结果,与前人仅考虑地形影响但使用同样方法计算得到的极值风结果进行对比,后者偏大约2m/s左右。进一步地,本文对远海风电场选址前的海上风能评估中所需的实测风速数据按照本文提出的标准化方法进行修正,并使用统计法和Weibull法分别对修正前后的典型年与长年风速数据进行风能评估。结果表明,标准化前后的风速数据得到的区域极值风存在较大差异,修正后的风速数据得到的风能密度较修正前更为集中、有效风速频率增加。结合当前高层建筑发展趋势、现有风荷载规范发展现状以及可再生新能源的应用前景,本研究提出的受地形与海面粗糙度双重影响下风速数据的标准化方法具有重要的理论实践意义和创新性。