描述农田粗糙度的一种参数。在浓密作物群体或高秆作物层中,作为高度原点的不是Z=0的地面,而应该是地面以上Z=d的某一高度。可以把d高度的平面看作一个新的”地面”,即高度原点向上位移到d,因此,这个高度被称为零平面位移。d是一个概念性的量,利用它可使粗糙表面之上的风速廓线成为对数风速廓线,即风速u与ln(Z-d)之间是一条直线关系。
描述农田粗糙度的一种参数。在浓密作物群体或高秆作物层中,作为高度原点的不是Z=0的地面,而应该是地面以上Z=d的某一高度。可以把d高度的平面看作一个新的”地面”,即高度原点向上位移到d,因此,这个高度被称为零平面位移。d是一个概念性的量,利用它可使粗糙表面之上的风速廓线成为对数风速廓线,即风速u与ln(Z-d)之间是一条直线关系。这个参数根据大气中性或接近中性稳定时的实测风速廓线资料,可以用图解法或统计学方法进行计算。
当气流通过高而密的农田时(见图),气流受作物层的影响被迫抬升,此时风速廓线就相应地发生了位移,好象把原来在裸地上的廓线垂直地位移到某一新的高度Za(活动层高度)上。在Za以下,由于受作物层的影响,风速分布将有别于上方的廓线,并且一般以乱流脉动速度为其主要特征。该高度Za=Z0+d,式中Z0为粗糙高度。因此,零平面位移d=Za-Z0。
实际上,作物层以上的涡旋平均大小,同d以上的距离成比例,而不是与离地距离成比例。在农田中,d是作物群体吸收动量的有效高度,表示作物群体各组成部分吸收动量的平均高度,即整个空气动力学曳力在作物层上作用的高度。
零平面位移d的大小,与许多因素有关,首先与作物高度有关。1969年G.斯坦希尔曾经验地得到高秆作物高度h和零平面位移高度d的关系为:
lgd=0.979h-0.154
作为一个粗略的近似,可以从下式得出d:
d=0.63h
即。
(江广恒)
气流通过高而密的作物地时的示意图
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