A szélsebesség és a hőmérsékletváltozás jellemzői egy lejtő alakú útpadka közelében
Abstract
Az autópályák építése során épített mesterséges építmények, mint például a padkák, befolyásolják a környező légáramlást. Az autópálya-partok körüli szélsebesség és hőmérséklet változásai miatt különböző típusú károk keletkezhetnek. Azonban egyetlen tanulmány sem mérte pontosan a gátak okozta mikrometeorológiai változásokat (szélsebesség és hőmérséklet). Ez a tanulmány szélcsatorna-vizsgálatot és helyszíni méréseket végzett a szélsebesség és a hőmérséklet változásainak azonosítására az utak körüli padkák építése előtt és után. Megállapították, hogy a szélsebesség változását a töltés építése után befolyásolja a környező szélsebesség, a szél szöge, a szintkülönbség és a töltéstől való távolság. Ha a töltéstől való szintkülönbség nagy volt, és a távolság elérte a 3H-t, a szélsebesség csökkenésének mértéke nagynak bizonyult. A referenciaszélsebességek változásaiban a töltés körül a szélsebesség növekedése nem volt arányos a szélsebesség csökkenésének mértékével. A töltés felépítése befolyásolta a környező hőmérsékleteket. A hőmérsékletváltozás mértéke nagy volt azokon a helyeken, ahol a padkától való nagy szintkülönbség volt hajnalban és az esti órákban, amikor a szélsebesség-változás kicsi volt.
1. Bevezetés
Mikor egy autópályát hegyvidéki területen építenek, autópálya töltéseket és alagutakat vezethetnek be. A hegyvidéki területeken ilyen módszerekkel épített autópályák károsíthatják a mezőgazdasági termékeket azáltal, hogy megzavarják a terület természetes napfényét és szellőzését. Amikor egy mesterséges építményt, például egy töltést építenek egy “gyümölcsös” termőterületen, a természetes légáramlás megzavarása a terület hőmérsékletének megváltozását okozhatja, ami olyan károkat okozhat, mint a gyümölcsfák elszáradása, a terméshozam csökkenése és a virágzás késése, amelyek mind csökkentik a termés minőségét. Bár szélfolyosókat lehet telepíteni a gátak köré, hogy megakadályozzák a hideg időjárás okozta károkat a légáramlás elzárásával, ezek nem bizonyultak különösebben hatékonynak. A gyümölcsfákat érő hideg időjárási károk nagy része az autópálya töltésekkel rendelkező területeken tavasszal következik be, amikor a szél gyenge. Ennek az az oka, hogy a hideg időjárás okozta károk nagy részét a gyenge légáramlás okozza. Különösen akkor, amikor a lejtőket völgy alakú nyílt területen építik, a levegő szabad áramlását az autópálya-partok akadályozzák, és a terület hőmérséklete alacsonyabb lesz, mint a szomszédos területeken, ami fokozza a hideg időjárás okozta károkat. A lejtős területeken a légáramlás változásai a topográfiai hatások miatt bonyolultabbak és változatosabbak.
A különböző topográfiáknak számos egyedi jelensége van, mint például a széllökések és a szélsebesség növekedése és csökkenése a fedési hatások miatt. A szélsebesség megnövekszik a lejtőn, és a terep bizonyos más topográfiai hatásai is növelhetik. Számos tanulmány vizsgálta a szélsebesség növekedését hegyvidéki, völgyes és lejtős területeken. Jackson és Hunt, valamint Mason és Sykes egyaránt tanulmányozta a szélsebesség növekedésének hatásait alacsonyabb hegyvidéki területeken, elválasztó jelenségek nélkül. Bowen egyszerű kétdimenziós hegyvidéki területeken vizsgálta a szélsebességet. Tayor és Lee algoritmust javasolt a szélsebesség növekedésének előrejelzésére egy hegyvidéki terület csúcsán. A legtöbb tanulmány a szélsebességek eloszlására összpontosított különböző meleg áramlási viszonyok mellett a hegyvidéki területeken (Newley , Neff és King , Finardi et al. , Booij et al. és Vosper et al. ). Miller és Davenport, valamint Li et al. összehasonlító elemzéseket végeztek a szélsebesség növekedéséről komplex hegyvidéki területeken, figyelembe véve a főbb terhelési kritériumokban javasolt felületi érdességet és a környező földrajzi jellemzőket. Emellett a szélsebesség-növekedés előrejelzésekor a felszín érdességét és a környező légáramlási viszonyokat emelték ki. Weng et al. a földrajzi jellemzők és a felületi érdesség figyelembevételével javasolt iránymutatásokat a légáramlatokra vonatkozóan komplex földrajzi viszonyok között. Svoboda és Čermák Doppler Sodar megfigyelésekkel mérték a szélsebességeket és azok eloszlását az Erzgebirge hegység gerincén. Chock és Cochran szélcsatorna-kísérletet végeztek a szélnövekedés jelenségének sebességének vizsgálatára egy változatos domborzatú szigeten, és a csúcs- és szélsebességnövekedésre vonatkozó kísérleti modellt javasoltak, amelyet a terepi szerkezetek tervezésénél lehet alkalmazni.
Az autópálya-partok azonban befolyásolják az alsó áramlásokat a lejtő alján. Nem végeztek elegendő tanulmányt egy mesterséges szerkezet, például egy autópálya-part közelében lévő légáramlásról. Mivel a lejtő alján a csupasz talajon termesztett gyümölcsök érzékenyek a hőmérsékletre és a szélsebességre, a szélsebességet és a hőmérsékletet értékelni kell, mielőtt utakat építenének a lejtőn. Ebben a tanulmányban a szélsebesség és a hőmérséklet változását vizsgálták a völgy alakú nyílt terepen épített autópálya-partok építése előtt és után. A szélsebesség változásaihoz szélcsatornatesztet végeztek modellek segítségével. A szélcsatorna-teszt során egy modellt használtak a szélsebesség változásának azonosítására az autópálya-partok építése előtt és után. Az autópálya-partok közelében a szélsebesség és a hőmérséklet közötti összefüggést akkor azonosították, amikor az autópálya-partok szomszédos területein terepi kísérletet végeztek.
2. Helyszín és vizsgálati módszer
A vizsgálati helyszínen a gyümölcsösök egy autópálya-építési szakaszon lévő 1,5 km-es partfalból álló terület körül voltak elosztva. Az 1. ábra mutatja a 36° 3,4′ ÉN és 140° 7,5′ (K) pontban elhelyezkedő autópálya-partokat és az azokat körülvevő területeket. A töltések építése előtt a levegő természetes módon áramolhatott le a hegy aljára. Úgy tűnik azonban, hogy a gátak építése befolyásolta a levegő áramlását. A szélsebesség és a hőmérséklet változásának értékelésére az autópálya töltéseit körülvevő területeken kétféle vizsgálatot végeztek. Először is, egy miniatűr földmodell elkészítésével szélcsatornatesztet végeztek, hogy azonosítsák a szélsebesség változását a felmérési pontokon az építkezés előtt és után. Másodszor, terepi kísérletet végeztünk, hogy azonosítsuk az összefüggést a hőmérséklet és a szélsebesség változásai között a gyümölcstermesztési területen a töltés megvalósítása után.
Topográfiai térkép a töltést körülvevő területről.
3. Szélcsatorna teszt
3.1. Szélcsatorna teszt
3.1. Szélcsatorna teszt. Kísérleti modell
Az autópálya-partok melletti légáramlás azonosítása érdekében szélsebesség-vizsgálatot végeztek egy 1/150 méretarányú szárazföldi modellen. A szélcsatorna szárazföldi modellje hungarocellből készült, és egy alumínium rudat helyeztek el rajta, hogy anemométereket lehessen felszerelni a szélsebesség mérésére. A turbulens határréteg szélcsatorna berendezése függőleges cirkulációjú zártkörű típus volt, és az alagút keresztmetszeti mérete 12 m széles, 2,5 m magas és 40 m hosszú volt. A 2. ábra a szélcsatornában elhelyezett kísérleti szárazföldi modellt mutatja. Az autópálya-partok szélsebesség-változásainak azonosítására többcsatornás anemométereket (System 6242 Model 1560) használtak. A kísérletet a szélsebesség változásainak azonosítására végezték a környező domborzat szintkülönbségének megfelelően az autópálya-partok építése előtt és után egy bizonyos kezdeti szélsebességgel. A gát alatti szélsebesség változásainak azonosításához összesen 19 pontot választottunk ki, mivel a gát déli és északi oldala között szintkülönbség volt. Az anemométert csak a déli irányban helyezték el. Mivel a déli terület nagyobb volt, mint az északi, ezért gyümölcsösként használták. Szélsebesség-vizsgálatokat végeztek öt helyen közvetlenül a töltés alatt és 14 helyen a töltéstől véletlenszerű távolságban. A vizsgált szélszögek a töltés északi és déli irányából fújó szelek szögére korlátozódtak. A szélsebesség-vizsgálatokat 10 szélszöggel végezték el, beleértve a négy szélszögből álló négyes sorozatot, az ÉNy-DK szélszög és az ÉNY-DK szélszög közötti 22,5°-os különbséggel. A 3. ábra mutatja be a szélcsatorna-vizsgálat szélszögeit. A referenciaszélsebességeket mérő anemométert az út fölé telepítették a töltéssel együtt. A 19 mérési hely és a referencia-anemométer magasságát 10 mm-ben határozták meg (a teljes méretarányú magasság 1,5 m volt).
(a) Előtte
(b) Utána
(a) Előtte
(b) Utána
A szélcsatornába beépített földmodell.
Szélszögek és mérési pontok.
3.2. Szélcsatorna. Szélsebesség mérési eredmények
A szélsebességek méréséhez három referencia szélsebességet használtunk: 3 m/s, 5 m/s és 7 m/s. A referenciaszélsebességeket a töltésen lévő úton lévő anemométer által mért szélsebességek alapján határozták meg. Ebben a vizsgálatban a szélsebesség változását vizsgáltuk mérési helyenként a környező területen a referencia szélsebességek változásának megfelelően a töltés építése előtt és után.
A 3. ábra mutatja a szintkülönbséget a mérési helyek alapján a szélsebességek mérésére a töltés körül és a töltés útjának magassága alapján. A töltés alatti szomszédos terület átlagos szintkülönbsége -8,5 m. A töltés központi pontja alapján a bal oldali terület szintkülönbsége volt a legnagyobb, -11 m, a jobb oldali terület szintkülönbsége pedig -5,9 m.
A 4. ábra a szélsebességmérések vázlatát mutatja referencia szélsebesség és mérési hely szerint. Az 5. ábra a szélsebességek mérési hely szerinti eloszlását mutatja a szélszögváltozások szerint a töltéstől jobbra eső területen. A mérési hely szerinti szélsebesség-változások a referencia-szélsebességekhez képest a szélszögváltozásoknak megfelelően eltérőnek bizonyultak. A délkeleti pozíció szélsebessége azonban, mint a szárazföldön lévő völgyszél, legfeljebb 60%-kal kisebb volt, mint a többi szélirányból mért szélsebességek. A töltés építése után a szélsebesség nagymértékű csökkenése mutatkozott a referencia szélsebességhez képest minden mért szélirányban, kivéve néhány északi irányt. Azokban a szélirányokban (É és NNW), ahol a szélsebesség kis mértékben változott a töltés építése előtt és után, a többi helyszínhez képest alacsonyabb töltésmagasságú helyszíneken találtuk. Ez a tanulmány a szélsebesség-változásokat vizsgálta a referenciaszélsebességek növekedése szerint a gát építése előtt és után. Az egyes északi irányokból (É, ÉNy és ÉNy) érkező szélszögek a gát építése előtt és után azt mutatták, hogy a szélsebességek csökkenésének mértéke az építés után kicsi, 20% alatti volt, függetlenül a mérési helytől vagy a szélsebességtől. A mérési hely és a töltés közötti kisebb távolság és a referenciaszélsebesség növekedése a szélsebesség csökkenésének megfelelő nagyobb mértékét eredményezte. Ez a tanulmány a referenciaszélsebességhez viszonyított szélsebesség-változásokat vizsgálta a töltés magassága és a mérési hely közötti szintkülönbség függvényében. A 3. mérési helyszín esetében ez -13,6 m volt a töltés útja alatt. Az építés után a szélsebesség-változás minden szélsebességben 1 vagy az alatti volt. Megerősítést nyert, hogy a szélsebességek csökkenésének mértékét a töltéstől való szintkülönbség befolyásolta.
A szélsebesség mérésének vázlata.
(a) 3. pont
(b) 4. pont
(c) 10. pont
(d) 13. pont
(a) pont. 3
(b) 4. pont
(c) 10. pont
(d) 13. pont
A szélsebességek eloszlása mérési helyenként a szélszög változásának megfelelően a töltéstől jobbra eső területen.
A 6. ábra a szélsebesség változását mutatja mérési helyenként a szélszögváltozás szerint a gáttól balra eső területen. A bal oldali terület sok olyan területet tartalmazott, ahol az átlagos szintkülönbség több mint 50%-kal magasabb volt. A bal oldali területet a mérési helyek és a szélszögek is befolyásolták a szélsebesség-változások mértékében a referenciaszélsebességekhez képest a gát építése előtt és után. A közvetlenül a töltés alatt elhelyezkedő 5. mérőhelyen -11,5 m-es szintkülönbség volt a töltés útjától, és a szélsebesség nagymértékű, több mint 70%-os csökkenését mutatta a töltés megépítése után 3 m/s-os referencia szélsebesség mellett. A 9., 14. és 15. mérőhelyeken azonban a déli irányú szélszögek tekintetében a szélsebesség csak kis mértékben változott a referenciaszélsebességhez képest a gát építése előtt és után. Ennek oka valószínűleg az, hogy ezeken a mérőhelyeken nagyobb szintkülönbségek voltak, mint az egyenértékű jobb oldali mérőhelyeken. Megerősítést nyert, hogy a szélsebesség-változásokat a gát körül nagymértékben befolyásolta a gáttól való távolság és a szintkülönbség.
(a) 5. pont
(b) 9. pont
(c) 14. pont
(d) 15. pont
(a) 5. pont
(b) 9. pont
(c) 14. pont
(d) 15. pont
A szélsebességek eloszlása mérési helyenként a szélszög változásának megfelelően a töltéstől balra eső területen.
A 7. ábra a szélsebesség változását mutatja a gáttól való távolság szerint a szélszög változásának megfelelően. A gát építése előtt a szélsebesség távolság szerinti változásai a szélszögek nagy befolyása nélkül konzisztensnek mutatkoztak. A gát építése után azonban a szélsebesség változásai a referencia szélsebességhez képest a gáttól való távolság függvényében megerősítést nyert, hogy a szélszögek befolyásolják a szélsebességet. Az SSW és SW szélszögek mérési távolsága szerinti szélsebesség-változásokban a parttól 3 ( = a töltés magassága) távolságra lévő helyszínen a szélsebesség-arányok akár több mint 60%-os csökkenést mutattak a parttól 1,5 km-re lévő helyszínhez képest, függetlenül a szélsebesség-változásoktól. A gát északi oldaláról fújó NNW szélszögben azonban a szélsebesség nem változott a távolság függvényében. A szélsebesség változását a gáttól való távolság függvényében a szélszögek befolyásolták. A 8. ábra mutatja a szélsebesség eloszlását a töltés körüli területen, amikor a szél SSW felől fújt 3 m/s sebességgel.
(a) SW
(b) SSW
(c) ÉK
(a) SW
(b) SSW
(c) ÉNY
Szélsebességek percenként a töltés távolsága szerint a szélszög változása szerint.
(a) Előtte
(b) Utána
(a) Előtte
(b) Utána.
A szélsebesség eloszlási diagramja a helyszínen belül a gát építése előtt és után (szélszög = SSW).
A 8. ábra alatt a szélsebesség eloszlását mutatja a terepi topográfia színnel. Az alacsonyabb magasságú területek fekete színnel, a nagyobb magasságúak pedig piros színnel vannak jelölve. A modelllejtő beillesztése előtt a szélsebesség a topográfia szerint oszlott el. Ezért a bal oldali, magasabb topográfiájú terület mindig legalább 2 m/s szélsebességgel rendelkezett. Az alacsonyabb szinten mindig legalább 1,35 m/s szélsebesség volt. Amikor azonban az autópálya töltéseit megépítették, az alacsonyabb domborzatú jobb oldali terület szélsebessége több mint 55%-kal csökkent, ami a szélsebességet 1 m/s alá csökkentette. A kisebb szintkülönbséggel rendelkező bal oldali területen nem volt jelentős szélsebesség-csökkenés.
4. Terepi kísérlet
A felszíni szélsebesség és a hőmérsékletváltozás közötti összefüggés azonosítására az autópálya-partok területén terepi kísérletet végeztek. A 9. ábra mutatja a meteorológiai obszervatórium és a terepi kísérlet helyszíne közötti távolságot (8,6 km egyenes vonalban a mért pontoktól). A terepkísérletet 5,6°-os átlaghőmérséklet, 21,4°-os maximális hőmérséklet, -4,1°-os minimális hőmérséklet és 3,4 m/s átlagos szélsebesség alapján végeztük márciusban (a legközelebbi meteorológiai megfigyelőállomáson megfigyeltek szerint). A terepkísérletben a szélsebesség és a hőmérséklet eloszlását a töltés legalacsonyabb (-11,5 m) és legmagasabb (1,2 m) pontjára összpontosítva határoztuk meg. A 10. ábra mutatja a terepi kísérlet helyszínének elhelyezkedését. A szélsebesség és a hőmérséklet változásának a töltés magassága szerinti azonosítása érdekében a legmagasabb és legalacsonyabb pontokon anemométereket helyeztünk el.
A meteorológiai megfigyelőállomás és a terepi mérési pontok közötti távolság.
Mezei mérőpontok.
A két anemométer közötti öt pontot választottuk ki hőmérsékletmérő pontnak. A hőmérséklet-változást 18 napon keresztül rögzítettük, és az 5 percenként mért átlagos hőmérsékleti adatokat automatikusan elmentettük. A hőmérséklet-érzékelő (HOBO Pro v2 Tem/RH Data Logger) mérési tartománya -40-70°C, a szélsebesség-érzékelő mérési tartománya pedig 0,5-50 m/s volt. A 11. ábra összehasonlítja a hőmérsékleteket (átlag, maximum és minimum) és a szélsebességeket a meteorológiai obszervatóriumban rögzített adatok és a 18 napos kísérleti időszak alatt a terepi kísérletben mért adatok között. A meteorológiai állomás egyenes vonalú távolságban 8,6 Km-re volt a terepi mérési helytől, de az átlaghőmérsékleteik megegyeztek. Azon napok száma azonban, amikor 0 °C alatti minimumhőmérsékletet figyeltek meg, a meteorológiai megfigyelőállomás szerint 9 nap volt, a terepi kísérletben viszont 15 nap, ami azt jelenti, hogy a terepi mérési pontokon hat nappal több olyan nap volt, amikor 0 °C alatti minimumhőmérsékletet mértek. Amikor a meteorológiai megfigyelőközpontban az átlaghőmérséklet -4,1°C volt, a terepi kísérlet helyszínén -9,1°C volt. Az átlagos szélsebesség eloszlását tekintve a terepen nyolc napon 1,1 m/s-2 m/s szélsebességet mutattak, míg a meteorológiai megfigyelőállomáson csak két napon. A 3 m/s-nál nagyobb szélsebesség a terepkísérletben három napig, a meteorológiai megfigyelőállomáson pedig kilenc napig volt tapasztalható. A szélsebesség alacsonyabb volt a terepi mérési pontokon, mint a meteorológiai obszervatóriumban. A meteorológiai obszervatórium és a terepi kísérleti helyszín meteorológiai adatainak összehasonlításakor a kísérleti időszak alatt (18 nap) azt találták, hogy a terepi kísérleti helyszínen gyakrabban észleltek magasabb hőmérsékletet és alacsonyabb szélsebességet, bár a legmagasabb regisztrált hőmérsékletek szinte azonosak voltak. A 12. ábra a szélsebesség és a hőmérséklet átlagos értékét mutatja a padkától 1,2 m-re és -11,5 m-re lévő pontokon az idő függvényében ábrázolva. Megállapítható, hogy a hőmérséklet 0 °C alá csökkent, ahogy a szélsebesség gyorsan csökkent reggel 6 óra előtt és este 18 óra után.
(a) Átlagos hőmérséklet
(b) Maximális hőmérséklet
(c) Minimális hőmérséklet
(d) Sebesség
(a) Átlagos hőmérséklet. hőmérséklet
(b) Maximális hőmérséklet
(c) Minimális hőmérséklet
(d) Sebesség
A szélsebesség változása a szélszög változásának megfelelően a gátépítés előtt és után mért pontokon.
Hőmérséklet és szélsebesség eloszlása a mért pontokon időzónánként a mérési időszak alatt.
A helyszín legalacsonyabb pontja (1. hőmérsékletmérő pont) 2°C-kal alacsonyabb hőmérsékletet mutatott, mint a padkán lévő azonos magasságú másik pont (6. hőmérsékletmérő pont). A hőmérséklet és a szélsebesség reggel 8 órától emelkedett, és 14 órakor érte el a csúcspontját. Ezt követően mind a hőmérséklet, mind a szélsebesség csökkent. A gát magasságánál alacsonyabb pontokon azonban a hőmérséklet és a szélsebesség akár 40%-kal alacsonyabb volt, mint a gátnál magasabb pontokon. Ezekből az eredményekből megerősítést nyert, hogy mind a hőmérsékletet, mind a szélsebességet befolyásolta a feltöltés a terepi kísérleti helyszínen. Általánosságban elmondható, hogy a magasság szerinti hőmérséklet-eloszlások a kis mennyiségű sugárzás miatt felhős napokon nem mutatnak nagy magasság szerinti hőmérséklet-eltéréseket. A tiszta és szélcsendes napokon azonban nagy hőmérséklet-eltéréseket mutatnak a magasság szerint. Míg hajnalban, nulla fok alatti hőmérséklet esetén és este a gátakkal együtt telepített alacsony magasságú helyek hőmérsékletét alacsonyabb magasságban mértük, mint a magas magasságú helyekét, addig délben, amikor a hőmérséklet emelkedett, magasabb magasságban mértük őket. Más szóval, egy hőmérséklet-fordító jelenséget figyeltek meg.
Ezt a hőmérséklet-fordító jelenséget mutatja a 13. ábra, amely a mérési időszak időátlagainak grafikonját mutatja. A mért adatok szerint az alacsonyabb területeken a hőmérséklet éjszaka 2,0 °C-kal alacsonyabb volt, mint a magasabb területeken, de nappal is 3,5 °C-kal magasabb volt. A 13. ábra az esős napokon és az esős napokat megelőző napokon a felmérési pontokon mért 24 órás adatokat mutatja. Az esős napokat megelőző napszakban az alacsonyabb területeken egyértelmű hőmérséklet-visszafordulás volt tapasztalható. A hőmérséklet hajnalban és este nulla fok alatt, délután pedig nulla fok felett volt. Az esős napokon azonban minden vizsgált helyszínen a nappali és éjszakai hőmérséklet-különbség minimális, 1 °C-nál kisebb volt.
(a) Hőmérséklet és szélsebesség eloszlása derült napokon hőmérséklet-fordulással pontonként
(b) Hőmérséklet és szélsebesség eloszlása esős napokon hőmérséklet-fordulás nélkül pontonként
(a) Hőmérséklet. és szélsebesség-eloszlás tiszta napokon hőmérséklet-fordulással pontonként
(b) Hőmérséklet és szélsebesség-eloszlás esős napokon hőmérséklet-fordulás nélkül pontonként
Hőmérséklet és szélsebesség-eloszlás tiszta napokon és esős napokon.
5. A szélsebesség és a hőmérsékletváltozás kapcsolata
A szélsebesség és a hőmérséklet eloszlási diagramját vizsgáltuk a gátépítést követően. A 14. ábra az óránkénti szélsebességek és hőmérsékletek eloszlási diagramját mutatja a kísérleti helyszínenként. A földrajzi jellemzők alapján 18 napnyi adatot használtunk fel egy magasan fekvő (+1,2 m a töltés helye alapján) és egy alacsonyan fekvő (-13,6 m a töltés helye alapján) helyszínről. A szélsebességek és a hőmérséklet-változások jellemzőinek megértése érdekében óránkénti elemzést végeztek (18:00-18:00 és 6:00-18:00). A szélsebesség-változások hajnalban és az esti órákban nagyon alacsonyak voltak, 0,3-0,5 m/s alatt. A gát alatti, alacsonyan fekvő helyszínen (1. hőmérséklet) 0 és -4 °C közötti hőmérsékletváltozást, míg a magasan fekvő helyszínen 0,4 és -0,4 °C közötti hőmérsékletváltozást mértünk. Az alacsonyan fekvő helyen a hőmérséklet-változások nagyobb tartományban változtak, mint a magasan fekvő helyen. Azokban az órákban, amikor a mért szélsebesség nagyon alacsony, 0,5 m/s volt, az alacsonyan fekvő helyszínen minden hőmérséklettartományban nulla fok alatti hőmérsékletet mértek. Az alacsonyan fekvő telephely -4 °C-os minimális hőmérséklete több mint tízszer akkora hőmérséklet-különbséget mutatott, mint a magasan fekvő telephelyé, ugyanabban a szélsebesség-tartományban. A reggeli és délutáni órákban, amikor 2,4 m/s vagy annál kisebb szélsebességet mértek, az alacsonyszintű telephelyen a maximális és a minimális hőmérséklet közötti különbség 10°C volt. A magasan fekvő telephelyen azonban a különbség 5 °C volt. Az óránkénti hőmérsékleti jellemzők tekintetében megerősítést nyert, hogy a töltés csökkentette a szélsebességet és a hőmérsékletet a nulla alatti tartományba csökkentette. Azt is megállapították, hogy a szélsebesség-változás nélküli stagnáló területek a gát miatt befolyásolták a hőmérsékletet.
(a) Vel1-Temp1 (18:00-18:00)
(b) Vel1-Temp1 (6:00-18:00)
(c) Vel2-Temp6-am (18:00-18:00)
(d) Vel2-Temp6 (6:00-18:00)
(a) Vel1-Temp1 (18 óra-6 óra)
(b) Vel1-Temp1 (6 óra-18 óra)
(c) Vel2-Temp6-am (18 óra-6 óra)
(d) Vel2-Temp6 (6 óra-18 óra)
A szélsebesség és a hőmérséklet eloszlása időzónánként.
6. Következtetés
A vizsgálat eredményei a lejtős domborzaton épített autópálya körüli töltés által okozott szélsebesség- és hőmérsékletváltozásokkal kapcsolatban a következők.
A szélsebességváltozásokat a töltés körül a környező szélsebesség, a szél szöge, a környező területek szintkülönbsége a töltés magassága szerint és a területek távolsága a töltéstől befolyásolta. A szélsebesség-változásokat a mérési helynek megfelelően különböző feltételekkel értékelték. Az alacsonyabb referencia-szélsebesség azonban a szélsebesség csökkenésének megfelelő nagyobb ütemét mutatta. Ezenkívül a szélszög változását tekintve a lejtős és völgy alakú területekről fújó szelek sebessége a töltés megépítése után akár több mint 60%-kal is csökkent. Ezenkívül a szélsebességek csökkenésének mértéke a környező területek szintkülönbsége miatt a töltés magassága szerint a legnagyobbnak bizonyult azon a területen, ahol a legnagyobb a szintkülönbség a töltés központi részétől. A szélsebesség változása a gáttól való távolság függvényében a szélsebesség csökkenési tartományának növekedését mutatta a 3. távolságig. Terepi méréseket végeztek a szélsebesség és a hőmérséklet változásának meghatározására a gát építése után. A helyszíni mérések eredményei is megerősítették a szélsebesség változását a töltés magasságának és szintkülönbségének függvényében. A gát középső részén mérték a legalacsonyabb szélsebességet, míg a szélsebesség változásának mértéke csekélynek bizonyult. A szélcsatorna-vizsgálat eredményei összhangban voltak az általános tendenciával. A kis szélsebesség-változással rendelkező helyen (a töltés alatt) alacsonyabb hőmérsékletet mértek, mint a magasabban fekvő helyen. Az esti és hajnali hőmérsékletváltozások, amikor alacsony szélsebességeket mértek, nagyobbak voltak a többi órához képest. A gát építése után a szélsebességgel együtt a hőmérséklet is csökkent.
Érdekütközés
A szerzők nem jelentenek be érdekellentétet a cikk publikálásával kapcsolatban.
Köszönet
Ezt a munkát a Koreai Nemzeti Kutatási Alapítvány (NRF) a koreai kormány (MEST) által támogatta (sz. 2011-0028567).
A munka a Koreai Nemzeti Kutatási Alapítvány (NRF) támogatásával készült.