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关于近地面与风场的关系20101368042气候2班 王玥彤复杂山地近地层强风特性分析 利用在贵州省西南部复杂山地上获取的近地层梯度风观测资料和三维超声测风仪观测资料,从中筛选出具有该地气候特征的强风样本,利用数量统计和谱分析等方法,计算分析了由于复杂地形影响而导致的局地低层强风的平均和脉动特征。所用仪器：在峡谷两端拟选桥位处,设置了两座(10 m和60 m高度)测风塔,其中10 m塔(B塔)设置了一套机械(杯)式测风仪器,60 m塔(A塔)按照梯度观测方式(观测层次为10、20、30、40、60 m),设置了机械(杯)式测风仪器进行平均风场的梯度观测,数据采样频率为1 Hz;在30 m高度层(大约与桥面高度相当)设置了一台英国Gill公司生产的R3-50型超声风速仪。最大频率是50Hz,但本次观测中采用10Hz,观测三维瞬时风速的采集。观测环境：60 m梯度测风塔(A塔)位于桥位北侧海拔876 m的小山包上,其西北到东南侧为深达300多米的峡谷,峡谷呈西北)东南走向,观测塔东北至东侧有海拔超过900 m的山体,其北侧的山体略低于观测塔所在位置的海拔高度。测风塔周围为几十厘米高的低矮稀疏灌木;10 m塔(B塔)位于桥位南侧海拔864 m的小山上,测风塔周围也为低矮稀疏灌木。所用参照站：晴隆县气象站研究方法：在得到了观测数据之后，先进行错误的订正等，然后利用公式对风速进行提取，等数据处理步骤，并加以分析，最终得到结果结论。结论：平均风场主要表现在受当地主要特征地形西北--东南走向的深切峡谷影响,其全年的主导风向和最大风速出现的方向几乎完全转为沿峡谷走向,即使在符合中性大气层结条件下,风的垂直廓线也完全不满足幂指数分布,风攻角远远大于规范推荐的值,并且不同风向的强风攻角因地形影响其差异可达20°;强风条件下脉动风场的主要特征是:不同风向强风的湍流强度有所不同,在纵、横和垂直方向的湍流强度比值与现行设计规范给出的三维湍流强度比值有明显差异,其中垂直方向的湍流强度显著偏大是突出特征;湍流积分尺度偏大,其中纵向值偏大20%-60%,横向值在某些风向上可偏大3倍以上,垂直方向则普遍较平坦地形偏大一个量级左右;在桥梁结构较为敏感的频域范围内,各风向的湍流谱密度值有显著差异,其中不同风向在纵向上最大差值可达8倍,横向和垂直向可相差6倍,但无论哪个方向的湍流谱密度值均比台风中心要小1-2个量级。 近地层风场特征研究平均风速：在夏季6,7,8三个月中，各个不同高度的风速都呈现周期性变化，具有明显的日变化特征，底层平均风速在白天达到最大值，夜晚变小；高层风速在夜晚达到最大值，白天变小；中层高度32米左右存在转换高度，最接近地面的一层因为地面摩擦使得风最小。最大风速及风向：6月份，近地层8,60,80M对应最大风速都为西西北方向，其他高度的最大风速对应西北风向，最大风速出现在47M高度处，达到29.4m/s。7月份，近地层底层最大风速对应的风向为西北方向往上转为正北或北西北方向最大风速出现在70M高度处，达到24.8m/s。8月份，近地层除了70M高度上为正北方向外，各层最大风速对应的风向为西北方向，最大风速出现在80M处，达到26.2M/S.综上，夏季最大风速对应的风向最多是北西北方向，其次是西北方向再次是西西北，最少为正北方向。低空切变：由七月份的低空切变强度日变化曲线，可知，风切变有明显日变化，白天风速切变比夜晚小这是由于白天近地层的上下层之间由于湍流交换比夜间剧烈上下层风速差小决定的。近地层中最靠近地面的一层风切变最大。研究方法：基于对铁塔近地层风场的观测资料，采用统计分析方法，以夏季为例，对铁塔近地层平均风速，最大风速，平均风向等等做了研究分析。结论是：近地层平均风速具有明显的日变化特征：底层白天最大，夜晚最小；上层夜晚大，白天小，中间存在一个日变化较小的转化层，约在32米高度。近地层平均风速廓线，底层风速均随高度的增高而增大，且夜晚比白天增大的快；上层风速夜晚随高度的增高而增大，而白天上下层查遍趋于减小。夏季个月近地层最大风速对应风向最多为北西北方向，瞬时最大风速出现在6月，达到29.4m/s。近地层风切变有明显的日变化特征，白天风速切变比较夜晚小，最靠近地面一层的风切变最大城市边界层湍流统计特征内容：通过对2008年2月1日-28日天津气象塔观测数据分析，得到在不稳定层结条件下湍流速度方差是否遵循莫宁---奥布克霍夫相似规律，并且研究天津城市复杂下垫面特征对风速的影响。研究方法：气象塔共设15层观测平台，距离地面的高度分别为5，10，20，30，40，60，80，100，120，140，160，180，200，220和250ｍ，各层平台均安装风速风向仪和温度仪，每20ｓ采样1次，取其平均值作为该高度的观测值。超声风温仪采用美国campb