2地貌
地貌的影响主要体现在地表粗糙度的影响,对于地表粗糙度较小的情况,风切变指数往往较小;对于粗糙度较大的情况,风切变指数往往较大。这也是为什么地表植被较茂密的地区,风切变指数往往较大,这是因为当气流流经植被较茂密的地区的时候,下层的风速衰减较严重,出现类似的“风廓线抬升”的情况,如下图为风流经不同的粗糙度大小的森林的时候表现出来的风廓线形状。当地表粗糙度较大的时候,风廓线抬升较明显,因此拟合出来的风廓线的风切变指数较大。
3大气稳定性
在不同的大气稳定性下,同样表现出不同的风廓线,进而造成不同的风切变指数。如下图所示,为不同的大气稳定度下的风廓线,在不稳定的大气条件下,风切变指数较小;在稳定的大气条件下,风切变指数较大(这也是为什么同样都是平原地区,北方测风塔的风切变指数往往大于南方)。
出现这样的现象,是因为当大气不稳定的时候,气流的上下交互较为频繁,因此下层的气流受到原先处于上层流速较大气流的带动,风速增大;上层气流受到原先处于下层流速较小气流的影响,风速减慢,总体表现为风切变减小,如下图所示:
大气稳定性的理解,可以简单根据上图进行阐述。上图展示的是一天中不同高度风速在不同时刻的变化趋势,在上午9:00左右,地表阳光影响加热,因此上下层气流交互加剧,大气变得不稳定,风切变减小;在傍晚18:00左右太阳下山,地表热辐射导致温度降低,上下层气流交互减弱,大气变得稳定,风切变增大。
所以,回到开头那个问题,华北平原地区风切变的水平想必哥们儿您也大概明白了吧?不过具体还要结合上面提到的几个影响因素来看,不能一概而论。
以上内容是小编在这几年风资源分析工作中对于风切变的一些理解,有什么疏漏之处,望大家包涵。格林云近期也会发布全国的切变地图,届时希望各位技术大牛能多提供一些建议,给行业后辈多一些指导。