气象百科

粗糙高度

2023-04-06

简介

在风速廓线上, 平均风速为零的高度(Z0)。它是研究风速廓线时, 给地面粗糙度概念赋予的一种数量化的含义。由于地面起伏不平或地物影响, 在风速廓线上, 平均风速为零的位置, 不在高度为零的地面上, 而在离地面某一高度Z0的地方。Z0以下不存在平均风速,只有乱流脉动。广义地说,Z0又可称为粗糙长度。

在非常平滑的表面, 粗糙高度Z0接近于零;开阔水面或雪面上Z0为0.02~0.05厘米;无植被的平滑地面上,Z0不到1厘米:浅草地上,介于1~5厘米;作物高度增大,Z0也增加。在植物地上,风速廓线的测量结果表明,Z0近于植株高度的1/7或1/8。

1969年G.G.斯泽依济等人概括了大量的研究成果,得出低矮作物的Z0和作物高度h的经验关系为:

log Z0=0.9971ogh-0.883

Z0一般地随风速增加而减少。这是因为作物的茎秆随风弯曲而使高度降低,“密度”加大的结果。

在中性条件下,2米高度上风速为5米/秒时,几种自然表面上Z0的代表值如下:

地面种类 Z0(厘米)
很平坦的泥面、冰面 0.0011
厘米高的草地 0.110
厘米高稀疏草地 0.710
厘米高茂密草地 2.350
厘米高稀疏草地 550
厘米高茂密草地 9

在农田中,粗糙高度Z0的物理意义,是用它来描述作物群体从在其上空运动的空气中吸收动量的能力。它不仅决定于地面的粗糙程度,而且随大气稳定度(见大气静力稳定度)不同的变化。在大气稳定的情况下,Z0的值比中性条件下的要大,而在不稳定的状况下,Z0的值比中性条件下的要小。

英文

roughness heightcucao gaodu