粗糙度

粗糙度

粗糙度是气象学中的一个重要概念，它描述的是地球表面的粗糙程度。这个概念在空气动力学中有重要的应用。

物理意义

粗糙度可以用来衡量地表的粗糙程度，包括陆地、植物覆盖区域以及水体表面。它具有长度单位，通常以米为单位。在物理学中，粗糙度被定义为靠近地面的平均风速为零时的高度。然而，在实际情况下，这个高度并不存在。近地层的风速分布遵循一定的规律，这些规律被称为对数分布风速廓线。粗糙度主要由地表的几何形状、尺寸和排列方式等因素决定，与气流本身并无直接关联。对于水面和弹性植被来说，粗糙度还会受到风速的影响。蒙蒂思（J. L. Monteith）通过实验得出了一种经验关系，即粗糙度与粗糙单元平均高度之比约为0.13。然而，这种比例实际上是由多个因素共同作用的结果，如莱托（H. Lettau）提出的公式所示，其中涉及到粗糙单元迎风面上的平均截距和它们之间的平均距离。这些公式虽然有一定的实用价值，但也存在着局限性和经验性质。在中性大气条件下，可以通过测量风速廓线来估算粗糙度。

参考资料 >

基于GIS 的中国陆地表面粗糙度长度的空间分布 - 中国科学院.豆丁网.2024-11-08

考虑粗糙地表的近地层风场仿真模拟研究及误差分析.北京仁和汇智信息技术有限公司.2024-11-08

基于卫星数据与GIS技术的北京地区粗糙度长度估算研究.高原气象.2024-11-08