WikiDer > Профиль ветра журнала

В бревенчатый профиль ветра представляет собой полуэмпирическое соотношение, обычно используемое для описания вертикального распределения горизонтальных средних скоростей ветра в самой нижней части планетарный пограничный слой. Отношения хорошо описаны в литературе.^[1]

В логарифмический профиль скорости ветра обычно ограничивается нижними 100 м атмосферы (т. е. поверхностный слой из пограничный слой атмосферы). Остальная часть атмосферы состоит из оставшейся части планетарного пограничного слоя (примерно до 1000 м) и тропосферы или свободной атмосферы. В свободной атмосфере следует использовать зависимости геострофического ветра.

Определение

Уравнение для оценки средней скорости ветра (${displaystyle u_ {z}}$) на высоте ${displaystyle z}$ (метров) над землей находится:

куда ${displaystyle u _ {*}}$ это скорость трения (РС⁻¹), ${displaystyle kappa}$ это Константа фон Кармана (~0.41), ${displaystyle d}$ - смещение нулевой плоскости (в метрах), ${displaystyle z_ {0}}$ это шероховатость поверхности (в метрах) и ${displaystyle psi}$ это стабильность срок, где ${displaystyle L}$ это Обуховская длина из Теория подобия Монина-Обухова. Под нейтральная стабильность условия, ${displaystyle z / L = 0}$ и ${displaystyle psi}$ выпадает, и уравнение упрощается до

Смещение в нулевой плоскости (${displaystyle d}$) - высота в метрах над землей, при которой достигается нулевая скорость ветра из-за препятствий потоку, таких как деревья или здания. Его можно аппроксимировать как ²/₃ к ³/₄ средней высоты препятствий.^[2] Например, при оценке ветра над пологом леса высотой 30 м смещение в нулевой плоскости можно оценить как d = 20 м.

Длина шероховатости (${displaystyle z_ {0}}$) - это корректирующая мера, учитывающая влияние шероховатости поверхности на поток ветра. То есть значение длины шероховатости зависит от местности. Точное значение является субъективным, и ссылки указывают на диапазон значений, что затрудняет определение окончательных значений. В большинстве случаев ссылки представляют собой табличный формат со значением ${displaystyle z_ {0}}$ даны для определенных описаний местности. Например, для очень ровной местности (снег, пустыня) длина неровностей может находиться в диапазоне от 0,001 до 0,005 м.^[2] Аналогично, для открытой местности (луга) типичный диапазон составляет 0,01-0,05 м.^[2] Для пахотных земель и кустарников / лесов диапазоны составляют 0,1-0,25 м и 0,5-1,0 м соответственно. При оценке ветровых нагрузок на конструкции местность может быть описана как пригородная или густонаселенная, для которых диапазоны обычно составляют 0,1-0,5 м и 1-5 м соответственно.^[2]

Чтобы оценить среднюю скорость ветра на одной высоте (${displaystyle {{z} _ {2}}}$) на основании того, что в другом (${displaystyle {{z} _ {1}}}$) формула изменилась бы,^[2]

куда ${displaystyle u ({{z} _ {1}})}$ это средняя скорость ветра на высоте ${displaystyle {{z} _ {1}}}$.

Пределы

Профиль бревенчатого ветра обычно считается более надежным средством оценки средней скорости ветра, чем закон силы ветра профиля в самых нижних 10–20 м пограничного слоя планеты. На расстоянии от 20 до 100 м оба метода могут дать разумные прогнозы средней скорости ветра в нейтральных атмосферных условиях. На расстоянии от 100 м до верхней границы атмосферного пограничного слоя степенной закон дает более точные прогнозы средней скорости ветра (при условии нейтральных атмосферных условий).^[3]

Обсуждавшееся выше допущение о нейтральной атмосферной стабильности является разумным, когда среднечасовая скорость ветра на высоте 10 м превышает 10 м / с, когда турбулентное перемешивание преобладает над атмосферной нестабильностью.^[3]

Приложения

Бревенчатые ветровые профили генерируются и используются во многих модели рассеивания атмосферного загрязнения.^[4]

Смотрите также

• Закон мощности профиля ветра
• Список моделей атмосферной дисперсии

Рекомендации