形态学方法在上海城市下垫面空气动力学参数估算中的适用性分析

基于上海市奉贤、青浦和宝山三座梯度观测铁塔半径1000 m区域的下垫面粗糙元几何形态参数,使用四种形态学方法(Rt,Ra,Ma,Ka)进行空气动力学参数估算,分析各方法计算结果及其对计算参数的敏感性,并以基于铁塔梯度观测数据的动力学计算方法(Lw)结果为参考,进行对比分析.结果表明:(1)在本文研究区域内,形态学方法与动力学方法计算结果在数值和分布趋势上都有差异.其中,形态学方法的零平面位移显著小于动力学方法,Ka方法结果最大,与动力学方法也最为接近;动力学与形态学方法的粗糙度差异相对较小,Ma和Ka与动力学方法结果较为接近.(2)通过对四种形态学方法对计算参数的敏感性的对比,Ka方法对建筑高度及其变化率、建筑排列方式等最敏感.首先,Ka方法计算结果与zHmax、σH和zH的相关性均较高,其中zd对建筑高度的非均匀分布更敏感,z0则与zH的相关关系更显著.其次,在本文研究区域中,Ka方法随λF和λP变化最显著,即对建筑排列方式最敏感.(3)通过与动力学方法的对比,认为Ka方法的方案一最适用于以本文研究区域为代表的、上海典型城市下垫面的动力学参数估算.此外,在观测资料、形态学数据较少的情况下,Rt方法可作替代方案进行计算和分析.