辛渝，周颖真，宋丽莉，姜海梅

(1．中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆乌鲁木齐830002;2．南京信息工程大学大气物理学院，江苏南京210044;3．中国气象局公共气象服务中心，北京100081)

0 引言

动力学粗糙度(以下简称z0)是地表风速为零的几何高度，是用来度量地面对气流粗糙程度的物理量，也是反应下垫面和近地表流场相互作用的物理量。z0的计算方法有多种，如采用牛顿迭代法计算零平面位移得出(Herold M.et al.，2008)、根据陈家宜等(1993)发展的无因次化风速法得到、利用质量守恒定律计算(刘和平等，1997)、依据相似理论将几个高度的风温廓线拟合迭代(Takagi et al.，2003)、根据中性条件下不同区域风速的约束采用梯度法计算(邱玉珺等，2010)等。随着相关涡动观测技术的发展，开始利用单层超声风温脉动数据确定z0，如Rotach(1994)提出通过测量温度脉动方差确定零平面位移和z0的温度方差法(Temperature Variance Method，TVM)。此外，Thom(1971)提出了压力中心法计算零值位移d和z0的设想。Martano(2000)提出根据Monin－Obukhov相似理论，将计算零平面位移和空气动力学粗糙度问题简化为一个可由最小二乘法求单变量的过程，单独求出零平面位移和z0。而World Meteorological Organization(2008)一直推荐根据不同季节、中性层结下、10 m高度的风向风速标准差来估算上风方几公里范围内的z0。

在数值天气预报模式耦合的陆面过程模式中，z0则是基于中性层结、各向均匀同性下根据不同季节下垫面分类数据集和前人研究的下垫面状况与z0对应表的关系获得的，如Davenport(1960)、Wiernga(1993)等都总结过这样的对应表，并得到广泛应用。MM5(Mesoscale Model 5)、WRF(Weather Research and Forecasting)、GRAPES(Global/Regional Assimilation and PrEdiction System)采用 USGS(United States Geological Survey)24类分类时，对应着z0、地表反射率、土壤湿度、9 μm波长地表发射率、热惯量等一整套与陆面过程调用有关的静态参数体系。……