Лекция № 11

В околоземном слое на изменение скорости влияет множество факторов: шероховатость местности, погодные условия, высота и т.д.

Скорости ветра как правило приводят к сравниваемым условиям :

• условия открытой ровной местности с учетом К_р;

• высота флюгера 10 м от поверхности Земли.

Вертикальный профиль скорости ветра

. =   , где – скорость ветра, замеренная вблизи Земли на высоте h_о (10 м); – искомая скорость на высоте h₁; m, о.е. – показатель степени. Обычно показатель степени "m" на прикидочных стадиях расчета принимается постоянным равным 0.2, но он может меняться в довольно широких пределах (0.1–0.8) и зависит главным образом от скорости ветра.

Таблица– Зависимость "m" от скорости ветра для слоя атмосферы до 121 м.

Слой атмосферы, м	Скорость ветра, м/с
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
2-10	0,215	0,206	0,196	0,180	0,175	0,163	0,151	0,140	0,124
10-121	0,54	0,34	0,264	0,204	0,170	0,147	0,130	0,120	0,117

Т ак для ровной открытой местности m меняется по сезонам:

зима - 0,17;

весна – 0,22

лето – 0,24

осень – 0,17

С увеличением высоты от поверхности Земли - h₁ растет горизонтальная составляющая скорости ветра, а вертикальная уменьшается, что является причиной резких порывов ветра.

Приведение скорости ветра к условиям открытой ровной местности при помощи коэффициента пересчета К_р:

,

где - фактический класс открытости местности принимаемый за условия открытой ровной местности в данной точке А в баллах масштаба открытости; - класс открытости опорной метеостанции учитывают при измерениях скорости ветра различных направлений (по румбам).

К условиям учета открытости в виде коэффициента обращались многие ученые: М.Е. Подтягин, Г.А. Гриневич, В.Ю. Милевский – это середина 50-60 годы прошлого столетия. Общее во всех исследованиях установить, как меняется скорость ветра от класса открытости. Причем сопоставление трех классификаций дает близкие результаты, т.е. можно использовать все классификации, но наиболее полной и более доступной является классификация по Милевскому, которая в отличии от первых 2-х учитывает наличие (близость) водных поверхностей, а также форму рельефа (выпуклая, плоская, вогнутая), наличие затеняющих элементов (зданий, построек, деревьев. Важной особенностью является то, что информация об открытости станций дается по 8- ми румбам (направлениям):

,

где , о.е. – класс открытости по i-ому румбу (в баллах масштаба открытости); , о.е. – повторяемость направления ветра i румба, от румба к румбу класс открытости местности может меняться в очень широких пределах.

Таблица– Классификация местоположения т.А и степени защищенности флюгера (в баллах масштаба открытости по В.Ю.Милевскому)

Степень открытости флюгера	Форма рельефа
	Выпуклая	Плоская	Вогнутая
Вблизи от водной поверхности
Открытое побережье: океана или открытого (внешнего) моря	12	11	10
закрытого (внутреннего) моря	11	10	9
залива, большого озера	10	9	8
большой реки	9	8	7
Вдали от водной поверхности
Выше окружающих предметов: нет элементов защи­щенности	8	7	6
отдельные элементы защищенности	7	6	5
среди элементов защи­щенности	6	5	4
Ниже окружающих предметов: среди элементов защи­щенности	4	4	4

Примечание: элементами защищенности могут считаться холмы, строения, деревья, если расстояния от них до ветроизмерительного прибо­ра меньше 20-кратной их высоты.

Взаимосвязь классов открытости местности: по Милевскому, по Гриневичу, по Подтягину

Классы по Миелевскому	4	5	6	7	8	9	10	11
Классы по Граневичу	Е	Д	Г	В	Б	А	-	-
Классы по Подтягину	5	6	7	8	9	10	11	12

Пример расчета:

=8 (местоположение для новой ВЭУ на открытой местности недалеко от реки); МС находится на расстоянии 5 км в городе среди элементов защищенности, и если рассчитать, то =5. Тогда К_р=8/5=1,6, т.е. все скорости ветра в районе новой ВЭУ будут выше на 60% по сравнению с районом МС.

В разных районах особо оговаривают какой класс открытости считают за условия открытой ровной поверхности в том или ином районе.

Например: метеорологические станции расположены вдали от водных поверхностей. По Милевскому эта форма рельефа плоская и отсутствие ниже флюгера элементов защищенности.

При приведении среднегодовых скоростей к сравниваемым условиям из 2-х параметров (открытость и высота) наибольшее значение имеет открытость. Поправка по высоте максимальная не превышает 10% (до 16 км). Поправка по открытости: все низины, лес, водные поверхности -1,4-1,7, возвышенности -0,8-0,9