饶志娟 朱彬 汪如良 刘熙明

(1.江西省气象学会秘书处，江西 南昌 330096； 2.南京信息工程大学环境科学与工程学院，江苏 南京 210044；3.南京信息工程大学大气物理学院，江苏 南京 210044； 4.江西省气象服务中心，江西 南昌 330096；5.江西省气象科学研究所，江西 南昌 330096)

引言

大气边界层是人类生产、生活的主要空间，人类活动通过改变自然地表特征影响边界层内大气湍流运动，并对天气气候产生影响[1]。地表类型复杂且非均匀的下垫面不仅使得边界层湍流运动多变，而且对数值模式的模拟能力提出了挑战。各类大气模式的模拟效果不仅取决于气象探测数据的精度还取决于对下垫面性质的了解和湍流特征量的表征。

空气动力学粗糙度是大气边界层的一个重要概念，反映了地表状态的物理特性。空气动力粗糙度最早由Bagnold[2]提出，他通过大量的风洞实验研究气流与沙粒的相互作用，并得到了著名的空气动力粗糙度1/3定律。早期的研究基本集中在农田、海面、森林或城郊等起伏不太大的下表面[3-4]，Baldauf等[5]在中性层结和地形平坦的条件下，对任意给定的粗糙度分布z0(x，y)，提出了一种参数化的有效粗糙度长度计算方法，他考虑了空间结构分布，尤其是长度尺度的影响和气流流入的方向。近年来开展的复杂地形大气湍流结构的研究更具有现实意义。Zhong等[6]在陆面模式中发展了一种计算非均匀地表的有效粗糙度和零平面位移的新方案。黄鹤等[7]研究了渤海西岸空气动力学粗糙度特征，对比分析了风廓线法和风速标准差法的计算结果。……