城市气象学课件：06_1城市风场_.ppt

In the lowest layers there is mass convergence into the city with D values of -1×10-4 sec-l, reaching values up to -1.7×10-4 sec-l Calculations of vertical motion yielded mean values of w = 0.07 m sec-l to maximally 0.3 m sec-l. The afternoon values showed convergence into the city in about 60 percent of all observations, with the greatest disturbance shown in the early afternoon at the time of the maximum temperature 5、热岛环流 一般认为，当天气尺度的风速较小时，边界层大气由于城市热岛的存在，可以在城市中心形成一个低压中心并产生指向城市的气压梯度力，在低层造成向内的辐合流场和上升气流。在几百米的高度上，空气又以相反的方向从城市向郊外流出并下沉，形成一缓慢地热岛环流。 热岛环流示意图 热岛环流观测和模拟实例 观测示意图 The observations in December 1984 lasted from 17th to 28th. The measurements of wind and temperature fields were taken every 2 h. 0600时观测风廓线 下层辐合气流 0600时观测温度廓线 热岛效应 0600时观测温度场 1200时观测温度场 冷岛效应 0700时SO2浓度场 白天冷岛强度 人为热排放 0600时模拟温度场 观测 模拟 0600时模拟流场 1200时模拟温度场 观测 模拟 该文结论 弱风条件下： 夜间产生城市热岛，由人为热引起 夜间，在城市下风郊区产生反向气流，城市底层为辐合气流，即“热岛环流” 白天，由于大气污染、逆温等原因，产生“城市冷岛”。 三维数值模式可以模拟城市边界层一些重要特征，如热岛、冷岛、环流等。 The end of Part one Ch6 The Urban Wind Field The changes brought about by urbanization in the local atmospheric boundary layer have a notable effect on the low-level wind. This is caused by the heat island and the change in surface roughness. 内 容 一、城市发展对盛行风速的影响 二、风场垂直结构 三、城市冠层内流场的局地差异 一、城市发展对盛行风速的影响  1、随着城市化的不断发展，城市平均风速有降低的趋势。其原因可概括为： 城市建筑导致下垫面粗糙度增大； 建筑物阻碍效应消耗空气水平运动的动能，因而使城区平均风速减小。 番禺年平均风速及变化趋势 番禺月平均风速年际变化 番禺风速玫瑰（1971－2000年） 番禺风向玫瑰 （1971－2000年） 2、风场辐合 An early observation has been low-level convergence of air flow into urban areas. This is a logical consequence of the heat island, which creates an unstable vertical lapse rate of temperature and thus induces a rising air current. Nocturnal wind convergence on calm nights into Frankfurt am Main, Germany (adapted from Sturnmer, 1939). 二、风场垂直结构 1、风廓线 2、关于粗糙度和零平面位移 3、垂直运动 4、风场辐合（散）（不同高度） Oke (1997) Urban Scales Urban Scales: Another View Ooka (2007) 1、风廓线：对数 在中性层结条件下，近地面层（100～150m）风随高度的变化表现为对数风廓线： ：高度z处平均风速 ：摩擦速度 ：冯卡曼常数（Von Karman Constant）,～0.35 ：粗糙度长度，风廓线外延到u=0的高度