为了对城市边界层的特殊风场特性进行研究,利用位于北京中心城区325 m气象观测塔,在9个不同高度布置超声风速仪,得到了2013-2017年间风速、温度连续观测的实测数据.统计分析表明:北京城区以良态风为主,盛行北风、西北风及南风,但强风主要来自西北向;除昼夜温度变化外,城市边界层的热量交换很大程度受到下垫面逆辐射影响.城市边界层大气的流动机制与平坦开阔地貌不同,且具有明显的分层结构;强风中,粗糙子层内中性层结占比达到97％;惯性子层以不稳定层结为主,混合层则以稳定层结为主,中性层结所占比例分别为40％、25％.对筛选出的强风样本分析表明,受到城市边界层分层结构的影响,100m以下及以上平均风速剖面的变化规律略有不同,整体上,指数律模型较为适用,但现行规范对地貌参数的规定偏于保守;纵向湍流强度在粗糙子层(47m)和惯性子层(140 m)均波动较大,在混合层(280 m)波动较小,不同子层测得的脉动风速谱均与von Karman谱相吻合;混合层中,涡旋横向和竖向尺度占比明显大于惯性子层及粗糙子层.

城市边界层;风场特性;实测;分层结构;平均风;脉动风

北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室,北京100044;北京建筑大学土木与交通工程学院,北京100044;重庆大学土木工程学院,重庆400044

[1]张鑫鑫;李波;张石;杨庆山;田玉基-.基于北京中心城区实测的城市边界层风场特性)[J].建筑结构学报,2022(03):109-117

粗糙子层

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