草地近地表风速脉动及其与平均风速、摩阻风速的关系

作者：刘欣宇; 张春来^*; 张慧; 代豫杰; 岑松勃; 沈亚萍

来源：水土保持通报, 2020, 40(05): 60-78.

DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2020.05.010

• 草地
• 平均风速
• 风速脉动
• 湍流度
• 摩阻风速

[目的]研究草地近地表脉动风速与平均风速、摩阻风速之间的关系,揭示草地风速脉动规律。[方法]利用三维超声风速仪对天然草地近地表风速进行连续观测。[结果]草地近地表风速存在明显的脉动特性,脉动强度与平均风速之间呈显著线性正相关。湍流度在较小风速下分布非常分散,随平均风速的增大而趋于集中,在2～14 m/s风速范围内概率分布峰值对应的湍流度为0.23。摩阻风速与瞬时风速之间缺乏相关性;1 s时距下摩阻风速与平均风速呈显著线性正相关,但风速脉动导致摩阻风速计算结果波动仍非常明显;1 min时距下摩阻风速波动范围降低至10%以下,摩阻风速与平均风速线性相关性极为显著。[结论]风速脉动对摩阻风速的计算有很大影响,采用1 s或1 min时距的平均风速,可有效降低这一影响。

• 单位
  地表过程与资源生态国家重点实验室; 北京师范大学