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在廓线指数的确定中,不同高度来流方向相同的假定很难得以保证。特别是超高层建筑密集的区域,热力与动力作用使风向随高度的变化复杂化。因此,风向的偏转产生的效应必须要给予重视。以高层建筑密集的广州主城区为例,基于激光雷达在4个不同测点获取1 km以下的垂直风塔数据,利用分钟尺度的高频样本,在划分随高度风向组合类型的基础上,分析了风向偏转对廓线指数的影响以及廓线指数α形成的机理。风向偏转的校正对指数廓线的发育在结构、均值以及高度分布上均产生影响,但最明显的优势是提高了廓线指数表达的科学性。测点所处的风场环境和来流经过的下垫面的建筑高度离散度决定了风廓线指数α。 相似文献
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大气边界层高度影响着近地层能量、水分的发展变化，而季风摆动区边界层受夏季风活动 和季风降水影响很大，变化特殊，但其边界层高度的响应特征并不清楚。应用西北地区东部 5 站民 勤、榆中、平凉、银川和延安 2006—2016 年 5～9 月逐日 19 时每隔 10 m 高度高空加密观测资料，以 及民勤 2006—2016 年逐日 07 时探空规定层和特性层资料，结合地面逐日观测资料，对比计算多种 资料找到合适的边界层高度。进一步运用 NCEP、EC 再分析资料，分析夏季风对季风摆动区的影 响，得出边界层高度与夏季风、季风期降水影响的关系。结果表明：基于每隔 10 m 加密压温湿风探 空资料，确定了 9 点平均位温梯度法作为边界层高度的最佳计算方法，该区边界层高度 5～6 月较 高，7～9 月逐渐降低，5～9 月平均高度由非季风影响区的 2 600 m、季风摆动区的 1 800 m 逐渐降低
到季风影响区的 1 500 m 以下。边界层高度与地面相对湿度、地温和风场关系密切，湿度越大、风 速越大，边界层高度越低，相反，近地面地气温差越大，气温越高，吹西北风时，边界层高度越高。 在不受夏季风影响时，边界层高度较高，有夏季影响风时，边界层高度较低。夏季风持续时间越 长，边界层高度越低，当夏季风持续时间为 0 候、1～4 候和≥ 5 候时，边界层高度分别为 2 000 m 左 右、1 600～1 900 m 和 1 300～1 400 m。APO 季风强度指数与季风影响区边界层高度有显著的负相 关，APO 季风强度指数越大，季风影响区边界层高度越低。边界层高度与季风期降水性质、强度关 系较为密切，从大到小为无降水、对流性降水和稳定性降水；随着降水强度增强，边界层高度降低， 边界层高度中非季风影响区较高，季风摆动区次之，季风影响区最低。降水日数越多，边界层高度 越低。夏季风反过来对降低边界层高度，增多增强季风期降水起着积极作用。 相似文献
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为了全面准确地掌握广西跨海大桥的风环境和风特性参数,2012 年在桥位区设立了一座高度为 55 m 的测风塔,安装了梯度风和超声风观测仪器对其近地风场环境进行了连续 1 a 的现场观测,分析大桥桥位区实测的平均风场特征和湍流脉动风场特征,并推算了桥位区设计风速,结果表明：1）桥位区平均风速垂直变化曲线符合幂指数规律,大风状况时的风切变指数为 0.062,平均风速上半年＞下半年,累年平均和秋、冬、春季主导风向较稳定且均为偏北风;2）在台风“启德”过程观测到的风攻角基本不超过规范用于抗风性能检验规定的±3°范围,脉动风湍流表现为均匀平稳的湍流变化过程,三维方向的湍流强度变化趋势基本一致、湍流积分尺度随时间的变化不大,湍流功率谱在惯性副区内基本符合 Kolmogrove 谱-5/3 律;3）大桥桥面高度处的设计风速 50 a 一遇为 39.7 m/s,100 a 一遇为 42.7 m/s。 相似文献
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复杂下垫面导致近地面大气运动具有特殊的动力学和热力学特征,进而影响物质和能量的交换过程。以科尔沁流动沙丘7月份涡度数据为例,分析由于地形引起的风速、旋转角度β的变化,采用二次旋转法（DR）和平面拟合法（PF）对水热通量、数据质量对比分析,结果表明：（1）地形平缓区（180°~330°）垂直风速>0,β在1.677 3°左右;地形陡峭区（330°~180°）垂直风速<0,β在-1.648 6°左右。（2）DR法和PF法对潜热通量影响很大,分别增加17%和减小15%,DR法订正前后水热通量相关性均高于PF法。（3）DR法和PF法订正后的数据分别有89.6%和89.3%通过湍流发展的充分性检验;DR法订正前后摩擦风速相关性高于PF法;能量闭合率分别提高了3.47%和2.78%。（4）整个生长季中,6、8月订正后涡度数据质量有较好的提高。因此,DR法更适用于起伏较大的流动沙丘。研究结果充分考虑地形对涡度数据影响,为科尔沁沙地及具有相似地形的地区涡度数据的合理使用提供参考。 相似文献
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风沙流是大气边界层的典型气固两相流,输沙率对风速的响应滞后时间,被称为风沙流响应时间。通过野外测量发现风沙流响应时间与风速测量高度成正比,通过对瞬时风速进行信号分解并计算近地表输沙率与不同时间尺度风速信号之间的相关性,发现响应时间随风速频率的减小而增加。为进一步得到定量的规律,采用数值模拟的方法分析了周期来流风场中,风沙流响应时间随各种参数(周期\,湍流强度\,来流摩阻风速和测量高度等)的变化规律。模拟结果显示:响应时间与风速变化周期、来流摩阻风速成正比,与湍流强度和边界层高度成反比,输沙强度对跃移层外风速变化的响应时间沿高度先增加后减小。 相似文献
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民国时期广州市建成区主体建筑立体形态的恢复及其特征 总被引：1，自引：0，他引：1
基于1928年1﹕10 000的地形图,解译土地利用类型,确定建成区边界与建筑用地的空间范围。将建筑用地分为单体建筑、线状道路两侧的骑楼和面状同类建筑区3类。根据史料与现场调查,分别为点、线、面3类建筑的高度赋值,恢复不考虑海拔的建成区主体建筑立体形态。基于所建模型,从平面形态、平均高度、空间格局、宽高比、高度轴、天际线以及形态组合几方面对民国时期建成区立体形态特征进行分析归纳,得出如下结论：１）民国时期广州城市沿珠江发展使得城区轮廓呈狭长的带状;２）城市平均高度仅为6.07 ｍ,建筑物普遍低矮;３）建筑物在平面上为多级的棋盘网组合,而骑楼街构成的宽浅网格,成为当时空间尺度最大的建筑单元组合形态;４）道路宽度与两侧建筑物高度形成的宽高比大,城市具有较好的通透性;５）沿江西路与当时的城市中轴线中山纪念堂―市府合署大楼构成了倒“T”型城市空间高度轴,并在单体建筑高度空间分布与天际线的变化上得到很好的反映;６）城市立体形态主要由盆地、格网、谷地、台地等4种宽浅的单元组成。立体形态深层次上反映了当时生产力技术条件下政府与市场力量的综合作用,以及城市功能区分化在立体形态上的表现,从而也成为该时期华南地区依山傍水城市立体形态的重要标志。 相似文献
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粗糙床面风廓线的转折特征及其物理意义 总被引：4，自引：3，他引：1
为了进一步认识粗糙床面空气动力学粗糙度的物理意义,理解空气动力学粗糙度对动量传递和跃移起动的影响机制,从风洞试验测定的粗糙床面风廓线转折特征入手,分析了粗糙床面的空气动力学性质并提出了内边界层动量传递及近壁区沙粒起动的可能机制。结果表明,细高粗糙元（方向比率在4~20之间）和孔隙粗糙元（孔隙度在0.15~0.75）风廓线呈现4个转折段,对应的湍流垂直分层为近壁区-尾涡层（Z≤0.15H~0.5H）、内边界层-尾涡层过渡层（0.15H≤Z≤0.75H）、内边界层（0.3H~0.75H≤Z≤1.2H~6H）和内边界层与外边界层过渡层等。粗矮粗糙元（粗糙元的方向比率在0.4~1.25之间）风廓线存在几个转折段,对应气流垂直分层为近壁区-尾涡层（Z≤1H~1.5H）和内边界层（1H~1.5H≤Z≤7H~35H）等。细高粗糙元和孔隙粗糙元覆盖21组床面（侧影盖度在0.007~0.50,粗糙元的高度在10~100 mm）的内边界层内空气动力学粗糙度在0.07~30.74 mm之间,比内边界层以上或以下过渡层的空气动力学粗糙度高几个数量级到数倍;内边界层摩阻风速的0.50~1.66 m\5s-1之间,是内边界层以下过渡层的1.5~10倍、内边界层以上过渡层的摩阻风速的1.1~2.8倍。内边界层的空气动力学粗糙度和摩阻风速分别代表了粗糙床面对气流阻力特征和湍流切应力。内边界层以下过渡层湍流切应力与粗糙元之间光滑地表所受切应力关系不大,而近壁层切应力与光滑地表所受切应力直接相关。近壁层猝发过程上抛运动和内边界层湍流猝发过程下扫运动耦合关系是内边界层的一部分动量传递到近壁区并导致沙粒起动的可能机制。 相似文献
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在策勒绿洲一沙漠过渡带选取流动沙地、半流动沙地两个典型下垫面,采集下垫面地表0~1 cm沙样,利用梯度集沙仪收集风风沙流中垂直高度层中1~20 cm的沙通量,利用mastersizer2000分析所收集沙样的粒度。结果表明研究区风沙流挟沙粒度的垂直分布特征为:沙粒平均粒径随高度增加而减小,风沙流中沙粒的平均粒径小于床面沙粒平均粒径。其中粉沙含量随着高度的增加,其相对含量呈现幂函数增加,极细沙和细沙含量随高度的增加呈幂函数规律递减。风沙流中平均粒径(φ)值在3.58~3.81;分选系数集中在0.46~0.55,分选性较好;偏度值变化范围为-0.006~0.1,峰度变化值在0.94~0.96。半流动沙地风沙流中平均粒径小于流动沙地,分选性较好。平均粒径(φ)与分选系数、峰度和偏度均呈正相关,分选系数与偏度、峰态间呈现正相关,峰态与偏态之间呈现正相关。研究区沙粒主要以细沙、极细沙和粉沙为主,分选性较好,沙粒粒径分布符合正态。流动沙地较半流动沙地风蚀程度大,地表沙粒粒径粗。策勒地区地表风沙来源主要为风成沙,沙粒运动方式以跃移质为主,悬移质次之。 相似文献
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利用“沙尘气溶胶辐射模型及气候环境生态效应研究”项目加强观测期在二连浩特气象站进行的温、风、湿探空观测资料及架设在朱日和气象站的气象激光雷达资料,采用综合评定法分析了内蒙古半干旱荒漠草原地区大气边界层的厚度、结构特征和变化规律,同时利用气象激光雷达回波资料及气溶胶消光系数在垂直高度上的分布特征,确定了朱日和地区边界层的高度及日变化特征。结果显示,用探空资料综合评定得到的二连浩特地区大气边界层总体厚度偏大,边界层最大厚度达到2 300 m,稳定边界层高度在300 m左右;1 000 m附近为风向的转变高度,其下全为偏东风,其上全为偏西风,边界层风速切变较大;午后到夜间,近地层有东风急流出现,急流最强可达12 m·s-1,急流高度在300 m;在600 m高度附近出现逆湿,低层逆湿现象夜间比白天显著。气象激光雷达资料显示,朱日和地区春季晴日混合层最大厚度可达2 400 m,出现在16:00左右。 相似文献
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Velocity profile of a sand cloud blowing over a gravel surface 总被引：2，自引：0，他引：2
Particle dynamic analyzer (PDA) measurement technology was used to study the turbulent characteristics and the variation with height of the mean horizontal (in the downwind direction) and vertical (in the upward direction) particle velocity of a sand cloud blowing over a gravel surface. The results show that the mean horizontal particle velocity of the cloud increases with height, while the mean vertical velocity decreases with height. The variation of the mean horizontal velocity with height is, to some extent, similar to the wind profile that increases logarithmically with height in the turbulent boundary layer. The variation of the mean vertical velocity with height is much more complex than that of the mean horizontal velocity. The increase of the resultant mean velocity with height can be expressed by a modified power function. Particle turbulence in the downwind direction decreases with height, while that in the vertical direction is complex. For fine sands (0.2–0.3 mm and 0.3–0.4 mm), there is a tendency for the particle turbulence to increase with height. In the very near-surface layer (<4 mm), the movement of blown sand particles is very complex due to the rebound of particles on the bed and the interparticle collisions in the air. Wind starts to accelerate particle movement about 4 mm from the surface. The initial rebound on the bed and the interparticle collisions in the air have a profound effect on particle movement below that height, where particle concentration is very high and wind velocity is very low. 相似文献
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Sand velocity in aeolian sand transport was measured using the laser Doppler technique of PDPA (Phase Doppler Particle Analyzer) in a wind tunnel. The sand velocity profile, probability distribution of particle velocity, particle velocity fluctuation and particle turbulence were analyzed in detail. The experimental results verified that the sand horizontal velocity profile can be expressed by a logarithmic function above 0.01 m, while a deviation occurs below 0.01 m. The mean vertical velocity of grains generally ranges from − 0.2 m/s to 0.2 m/s, and is downward at the lower height, upward at the higher height. The probability distributions of the horizontal velocity of ascending and descending particles have a typical peak and are right-skewed at a height of 4 mm in the lower part of saltation layer. The vertical profile of the horizontal RMS velocity fluctuation of particles shows a single peak. The horizontal RMS velocity fluctuation of sand particles is generally larger than the vertical RMS velocity fluctuation. The RMS velocity fluctuations of grains in both horizontal and vertical directions increase with wind velocity. The particle turbulence intensity decreases with height. The present investigation is helpful in understanding the sand movement mechanism in windblown sand transport and also provides a reference for the study of blowing sand velocity. 相似文献
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风向对半固定沙垄表面风速影响——以古尔班通古特沙漠为例 总被引：1，自引：0，他引：1
利用DETI可移动测风系统对古尔班通古特沙漠半固定沙垄表面风速进行实地观测,获取了主要风季不同风向条件下沙垄表面7个典型部位距离地表20 cm、40 cm、60 cm、100 cm和200 cm 5个高度的风速系列数据,系统研究风向对半固定沙垄表面坡面风速及风速廓线的影响。结果表明,迎风坡的气流加速和背风坡的风速降低现象在实际观测中得到证实,但受风向的影响甚大。垄顶风速放大率随入射角的增大呈指数关系递增,而背风坡风速占垄顶风速的比率则随入射角的增大呈线性关系递减。大角度入射气流速度变化主要受控于沙垄形态,小角度入射气流速度变化主要受控于地表植被状况。无论气流以何种角度入射,距沙垄表面20 cm高度气流的加速均较其他高度缓和。沙垄底部和坡中下部的风速廓线变化趋势基本一致,且呈较好的对数拟合关系;两坡中上部和垄顶部的对数拟合方程相关系数偏小;受回旋涡流的影响,风速廓线在背风坡上部有明显偏折,初步断定涡流中心在距地表40 cm左右的高度。 相似文献
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Numerical modelling of flow structures over idealized transverse aeolian dunes of varying geometry 总被引：2，自引：0，他引：2
A Computational Fluid Dynamics (CFD) model (PHOENICS™ 3.5) previously validated for wind tunnel measurements is used to simulate the streamwise and vertical velocity flow fields over idealized transverse dunes of varying height (h) and stoss slope basal length (L). The model accurately reproduced patterns of: flow deceleration at the dune toe; stoss flow acceleration; vertical lift in the crest region; lee-side flow separation, re-attachment and reversal; and flow recovery distance. Results indicate that the flow field over transverse dunes is particularly sensitive to changes in dune height, with an increase in height resulting in flow deceleration at the toe, streamwise acceleration and vertical lift at the crest, and an increase in the extent of, and strength of reversed flows within, the lee-side separation cell. In general, the length of the separation zone varied from 3 to 15 h from the crest and increased over taller, steeper dunes. Similarly, the flow recovery distance ranged from 45 to >75 h and was more sensitive to changes in dune height. For the range of dune shapes investigated in this study, the differing effects of height and stoss slope length raise questions regarding the applicability of dune aspect ratio as a parameter for explaining airflow over transverse dunes. Evidence is also provided to support existing research on: streamline curvature and the maintenance of sand transport in the toe region; vertical lift in the crest region and its effect on grainfall delivery; relations between the turbulent shear layer and downward forcing of flow re-attachment; and extended flow recovery distances beyond the separation cell. Field validation is required to test these findings in natural settings. Future applications of the model will characterize turbulence and shear stress fields, examine the effects of more complex isolated dune forms and investigate flow over multiple dunes. 相似文献
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