風速剖面是各類工程結構抗風設計的關鍵參數。為了準確估算近海各類工程建筑結構承受的風荷載作用,通過在對數風剖面中引入大氣穩(wěn)定度函數和拖曳系數來刻畫大氣層結和海氣交換作用對近海風速剖面的影響并建立相應的模型,最后利用強臺風"黑格比"（0814號）的實測數據對模型進行了驗證。研究結果表明:大氣層結和海氣交換作用對臺風"黑格比"風速剖面有一定的影響,考慮大氣層結和海氣交換作用的風速剖面較對數剖面更能準確描述臺風過程的風速剖面特征。 

【文章來源】：熱帶氣象學報. 2020,36(03)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

圖1 臺風“黑格比”過程10 min平均風速(a)、平均風向時程(b)

基于上述實測臺風“黑格比”數據，以10 min為參考時間時距，采用式(3)計算得莫寧-奧布霍夫長度變化歷程如圖2所示，大氣層結狀況隨著臺風發(fā)展歷程的變化沒有顯著規(guī)律。根據表1所建議的大氣層結穩(wěn)定度劃分標準[25]，則臺風“黑格比”過程中中性層結的樣本數54個，穩(wěn)定層結樣本數為69，不穩(wěn)定層結樣本數為28。非中性層結樣本占比達64.24%，因此，在臺風“黑格比”過程中應考慮非中性大氣層結的影響。3.3 臺風“黑格比”過程海氣交換作用特性

圖4所示為拖曳系數與平均風速的變化關系，在臺風“黑格比”過程中的拖曳系數隨平均風速呈現先增大后減小的趨勢，拖曳系數達到最大值時平均風速約為23.5 m/s。形成上述變化趨勢的主要原因可歸結為風與浪的耦合作用，小風速時，浪高隨風速增大而增大，海面粗糙度逐漸增大，因此拖曳系數逐漸增大；當風速較大時，波浪將會發(fā)生倒塌破碎，破碎的波浪在海面逐漸形成一較密實的噴沫層，海面粗糙度逐漸減小至穩(wěn)定，拖曳系數亦逐漸減小�；谂_風“黑格比”的數據，將阻力系數隨風速的變化分為上升段和下降段兩部分，兩部分分別進行線性擬合來分析海面阻力系數隨平均風速的變化關系，得到式(13)的變化關系，擬合所得曲線同樣示于圖4。圖4 海面拖曳系數隨平均風速的變化關系

【參考文獻】：
期刊論文
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