Karakteristieken van windsnelheid en temperatuurverandering nabij een escarpmentvormige wegberm
Abstract
Kunstmatige constructies zoals wegbermen, gebouwd bij de aanleg van snelwegen, beïnvloeden de omringende luchtstroming. Verschillende soorten schade kunnen ontstaan door veranderingen in de windsnelheid en de temperatuur rond snelwegtaluds. Geen enkele studie heeft echter nauwkeurig de micrometeorologische veranderingen (windsnelheid en temperatuur) gemeten die het gevolg zijn van ophogingen. Deze studie voerde een windtunneltest en veldmetingen uit om veranderingen in windsnelheid en temperatuur te identificeren voor en na de aanleg van taluds rond wegen. Veranderingen in de windsnelheid rond een talud na de aanleg ervan bleken te worden beïnvloed door de omringende windsnelheid, de windhoek, het niveauverschil en de afstand tot het talud. Wanneer het niveauverschil met de dijk groot was en de afstand tot 3H, bleek de mate van windsnelheidsafname groot te zijn. Bij veranderingen in de referentiewindsnelheden rond de dijk waren de toenames van de windsnelheden niet evenredig met de snelheid waarmee de windsnelheden afnamen. De constructie van de dijk beïnvloedde de omgevingstemperaturen. De mate van temperatuurverandering was groot op plaatsen met grote niveauverschillen ten opzichte van de dijk bij het aanbreken van de dag en tijdens de avonduren, wanneer de windsnelheidsveranderingen gering waren.
1. Wanneer een snelweg in een bergachtig gebied wordt aangelegd, kunnen ophogingen van de snelweg en tunnels worden aangebracht. Snelwegen die met dergelijke methoden in bergachtige gebieden worden aangelegd, kunnen schade toebrengen aan landbouwproducten doordat ze het natuurlijke zonlicht en de ventilatie van een gebied verstoren. Wanneer een kunstmatige structuur zoals een talud wordt aangelegd in een fruitteeltgebied, kan de verstoring van de natuurlijke luchtstroom leiden tot een verandering van de temperatuur in het gebied, wat kan resulteren in schade zoals het verwelken van fruitbomen, verminderde gewasopbrengsten en vertraging van de bloei, wat allemaal de kwaliteit van de gewassen vermindert. Hoewel rond taluds windcorridors kunnen worden aangelegd om de schade van het koude weer te voorkomen door de luchtstroom af te snijden, zijn deze niet erg doeltreffend gebleken. De meeste koudwinterschade aan fruitbomen in gebieden met snelwegbermen ontstaat in het voorjaar, wanneer de wind zwak is. Dit komt doordat de meeste schade bij koud weer wordt veroorzaakt door een slechte luchtstroming. Met name bij de aanleg van hellingen op open terrein in de vorm van een vallei wordt de vrije luchtstroom geblokkeerd door snelwegtaluds en wordt de temperatuur in het gebied lager dan in andere aangrenzende gebieden, waardoor de schade door koud weer nog groter wordt. De veranderingen in de luchtstroming in hellende gebieden zijn ingewikkelder en gediversifieerder als gevolg van topografische effecten.
Er zijn veel verschijnselen die uniek zijn voor verschillende topografieën, zoals windvlagen en toename en afname van de windsnelheid als gevolg van bedekkingseffecten. De windsnelheid wordt verhoogd op een helling, en zij kan worden verhoogd door bepaalde andere topografische effecten van het land. Vele studies hebben de toename van windsnelheden in bergachtige, dalachtige en hellende gebieden onderzocht. Zowel Jackson en Hunt als Mason en Sykes bestudeerden de effecten van windsnelheidstoename in lager gelegen bergachtige gebieden zonder scheidingsverschijnselen. Bowen bestudeerde de windsnelheid in eenvoudige tweedimensionale bergachtige gebieden. Tayor en Lee stelden een algoritme voor om de windsnelheidstoename op de top van een bergachtig gebied te voorspellen. De meeste studies hebben zich gericht op de verdeling van windsnelheden onder verschillende warme stromingsomstandigheden in bergachtige gebieden (Newley , Neff and King , Finardi et al. , Booij et al. , en Vosper et al. ). Miller en Davenport en Li et al. voerden vergelijkende analyses uit van de windsnelheidstoename in complexe bergachtige gebieden door rekening te houden met de oppervlakteruwheid die werd voorgesteld in de belangrijkste belastingscriteria en de omringende geografische kenmerken. Bovendien legden zij de nadruk op oppervlakteruwheid en omringende luchtstromingsomstandigheden bij het voorspellen van windsnelheidsstijgingen. Weng et al. stelden richtlijnen voor inzake luchtstromingen in complexe geografie door rekening te houden met geografische kenmerken en oppervlakteruwheid. Svoboda en Čermák hebben de windsnelheden en hun verdeling in de bergkammen van het Erzgebergte gemeten met behulp van Doppler Sodar-waarnemingen. Chock en Cochran voerden een windtunnelproef uit om de snelheid van het fenomeen windtoename te onderzoeken op een eiland met een gevarieerde topografie en stelden een experimenteel model voor met betrekking tot de piek en de toename van de windsnelheid dat kan worden toegepast op het ontwerp van veldstructuren.
Hoewel snelwegbermen de lagere stromingen onderaan een helling beïnvloeden. Er is niet voldoende onderzoek gedaan naar de luchtstroming in de buurt van een kunstmatige structuur zoals een snelwegdijk. Aangezien vruchten die in de kale grond onderaan een helling groeien gevoelig zijn voor temperatuur en windsnelheid, moeten windsnelheid en temperatuur geëvalueerd worden alvorens wegen op de helling aan te leggen. In deze studie werden de veranderingen in windsnelheid en temperatuur voor en na de aanleg van snelwegtaluds op dalvormige open terreinen onderzocht. Voor veranderingen in windsnelheid werd een windtunneltest uitgevoerd met modellen. In de windtunneltest werd een model gebruikt om de verandering van de windsnelheid voor en na de aanleg van snelwegbermen vast te stellen. De correlatie tussen de windsnelheid en de temperatuur in de buurt van snelwegbermen werd geïdentificeerd toen het veldexperiment in de aangrenzende gebieden van de snelwegberm werd uitgevoerd.
2. Locatie en studiemethode
In de testlocatie werden fruitkwekerijen verspreid rond een gebied dat bestond uit een 1,5 km lange ophoging in een snelwegaanleg. De ophogingen van de snelweg, gelegen op 36° 3,4′ noorderbreedte en 140° 7,5′ oosterlengte, en de omliggende gebieden zijn aangegeven in figuur 1. Vóór de aanleg van de taluds kon de lucht op natuurlijke wijze naar de bodem van de berg stromen. Het lijkt er echter op dat de aanleg van de dijken de luchtstroming heeft beïnvloed. Om de windsnelheid en de temperatuursverandering in de gebieden rond de snelwegtaluds te evalueren, werden twee soorten tests uitgevoerd. Ten eerste werd door het maken van een miniatuur landmodel een windtunneltest uitgevoerd om de windsnelheidsveranderingen in de meetpunten voor en na de aanleg vast te stellen. Ten tweede werd een veldexperiment uitgevoerd om de correlatie vast te stellen tussen veranderingen in temperatuur en windsnelheid in het fruitteeltgebied na de aanleg van de dijk.
Topografische kaart van het gebied rond de dijk.
3. Windtunneltest
3.1. Experimenteel model
Om de stroming van de lucht nabij de taluds van de snelweg vast te stellen, werd een windsnelheidstest uitgevoerd op een landmodel op schaal 1/150. Het landmodel voor de windtunnel werd gemaakt van piepschuim, en er werd een aluminium staaf in aangebracht zodat anemometers konden worden geïnstalleerd om de windsnelheid te meten. De windtunnel voor de turbulente grenslaag was van het type met verticale circulatie en gesloten circuit, en de doorsnede van de tunnel was 12 m breed, 2,5 m hoog en 40 m lang. Figuur 2 toont het experimentele landmodel dat in de windtunnel is geïnstalleerd. Om veranderingen in de windsnelheid in snelwegbermen vast te stellen, werden meerkanaals anemometers (System 6242 Model 1560) gebruikt. Het experiment werd uitgevoerd om veranderingen in windsnelheid vast te stellen overeenkomstig het niveauverschil in de omringende topografie voor en na de aanleg van snelwegbermen met een bepaalde initiële windsnelheid. Om veranderingen in de windsnelheid onder het talud vast te stellen, werden in totaal 19 punten geselecteerd, aangezien er een niveauverschil was tussen de zuidkant en de noordkant van het talud. De anemometer werd alleen in de zuidelijke richting geïnstalleerd. Aangezien het zuidelijke gebied groter was dan het noordelijke, werd het als boomgaard gebruikt. Windsnelheidstesten werden uitgevoerd op vijf plaatsen vlak onder de dijk en op 14 plaatsen op willekeurige afstanden van de dijk. De geteste windhoeken waren beperkt tot die van de wind die uit de noordelijke en zuidelijke richtingen van de dijk waaide. De windsnelheidstesten werden uitgevoerd op 10 windhoeken, inclusief elke set van vier windhoeken met een onderbreking van 22,5° tussen de NW-NO windhoek en de ZW-ZO windhoek. Figuur 3 toont de windhoeken in de windtunneltest. De anemometer die de referentiewindsnelheden mat, werd boven de weg met het talud geïnstalleerd. De hoogte van 19 meetpunten en van de referentie-anemometer werd vastgesteld op 10 mm (de hoogte op ware grootte bedroeg 1,5 m).
(a) Vóór
(b) Na
(a) Vóór
(b) Na
Landmodel geïnstalleerd in windtunnel.
Windhoeken en meetpunten.
3.2. Resultaten van de windsnelheidsmetingen
Voor het meten van de windsnelheden werden drie referentiewindsnelheden gebruikt: 3 m/s, 5 m/s, en 7 m/s. De referentiewindsnelheden waren gebaseerd op de windsnelheden die werden gemeten door de anemometer op de dijkweg. In deze test werden de veranderingen in windsnelheid per meetlocatie onderzocht aan de hand van veranderingen in de referentiewindsnelheden in het omringende gebied voor en na de aanleg van de dijk.
Figuur 3 toont het niveauverschil op basis van de meetlocaties voor het meten van windsnelheden rond de dijk en de hoogte van de dijkweg. Het aangrenzende gebied onder de dijk had een gemiddeld niveauverschil van -8,5 m. Gebaseerd op het centrale punt van de dijk, had het linker gebied het grootste niveauverschil van -11 m, en het rechter gebied had een niveauverschil van -5,9 m.
Figuur 4 toont de omtrek van de windsnelheidsmetingen naar referentiewindsnelheid en meetlocatie. Figuur 5 toont de verdeling van de windsnelheden per meetplaats volgens de windhoekveranderingen in het gebied rechts van de dijk. De windsnelheidsveranderingen per meetlocatie bleken te variëren ten opzichte van de referentiewindsnelheden naar gelang van de windhoekveranderingen. De windsnelheid van de zuidoostelijke positie als valleiwind op het land was echter maximaal 60% lager dan de windsnelheden gemeten vanuit andere windrichtingen. Na de aanleg van de bedijkte weg werden grote dalingen in windsnelheid getoond ten opzichte van de referentiewindsnelheden in alle gemeten windrichtingen behalve enkele noordelijke richtingen. De windrichtingen (N en NNW) met kleine veranderingen in windsnelheid voor en na de aanleg van de dijk werden gevonden op de locaties met lagere dijkhoogten dan de andere locaties. Deze studie onderzocht de windsnelheidsveranderingen naar gelang de toename van de referentiewindsnelheden voor en na de aanleg van de dijk. De windhoeken uit enkele noordelijke richtingen (N, NNW, en NW) voor en na de aanleg van de dijk toonden aan dat de dalingspercentages van de windsnelheden na de aanleg klein waren, minder dan 20%, ongeacht de meetlocatie of de windsnelheid. Een kleinere afstand tussen de meetlocatie en de dijk en een toename van de referentiewindsnelheid resulteerden in een overeenkomstige grotere afname van de windsnelheid. In deze studie zijn de veranderingen in windsnelheid ten opzichte van de referentiewindsnelheden onderzocht aan de hand van het niveauverschil tussen de hoogte van de dijk en de meetlocatie. In het geval van meetlocatie 3 was dat -13,6 m onder de dijkweg. Na de aanleg ervan waren de windsnelheidsveranderingen 1 of lager in alle windsnelheden. Er werd bevestigd dat de snelheid waarmee de windsnelheden afnamen, werd beïnvloed door het niveauverschil ten opzichte van de dijk.
Overzicht van de meting van de windsnelheid.
(a) Punt 3
(b) Punt 4
(c) Punt 10
(d) Punt 13
(a) Punt 3
(b) Punt 4
(c) Punt 10
(d) Punt 13
Verdeling van windsnelheden per meetpunt naar gelang van de verandering van de windhoek in het gebied rechts van het talud.
Figuur 6 toont de veranderingen in windsnelheid per meetplaats naar gelang van de veranderingen in windhoek in het gebied links van de dijk. Het linker gebied bevatte veel gebieden die meer dan 50% hoger waren in termen van het gemiddelde niveauverschil. Het linker gebied werd ook beïnvloed door de meetlocaties en de windhoeken in de mate van windsnelheidsveranderingen ten opzichte van de referentiewindsnelheden voor en na de aanleg van de dijk. Meetlocatie 5, gelegen net onder de dijk, had een niveauverschil van -11,5 m met de dijkweg en vertoonde een grote mate van windsnelheidsafname met meer dan 70% na de aanleg van de dijk bij een referentiewindsnelheid van 3 m/s. De meetlocaties 9, 14 en 15 vertoonden echter weinig veranderingen in windsnelheid ten opzichte van de referentiewindsnelheden met betrekking tot de windhoeken van de zuidelijke richting voor en na de aanleg van het talud. Dit komt waarschijnlijk doordat deze locaties grotere niveauverschillen hadden dan de equivalente rechter locaties. Bevestigd werd dat de windsnelheidsveranderingen rond het talud grotendeels werden beïnvloed door de afstand en het niveauverschil tot het talud.
(a) Punt 5
(b) Punt 9
(c) Punt 14
(d) Punt 15
(a) Punt 5
(b) Punt 9
(c) Punt 14
(d) Punt 15
Verdeling van windsnelheden per meetpunt naar gelang van de windhoekveranderingen in het gebied links van het talud.
Figuur 7 toont de veranderingen in windsnelheid naar afstand van de dijk volgens de veranderingen in windhoek. Vóór de aanleg van de dijk bleken de windsnelheidsveranderingen naar afstand consistent te zijn zonder grote invloeden van windhoeken. Na de aanleg van de dijk bleek echter dat windsnelheidsveranderingen ten opzichte van de referentiewindsnelheden, afhankelijk van de afstand tot de dijk, werden beïnvloed door windhoeken. Bij veranderingen in windsnelheid naar gelang van de meetafstand van de windhoeken ZW en ZW vertoonde de locatie op 3 ( = de hoogte van het talud) afstand van het talud een afname van de windsnelheidsverhoudingen tot meer dan 60% vergeleken met de locatie op 1,5 afstand van het talud, ongeacht de veranderingen in windsnelheid. Echter, in de windhoek NNW geblazen vanuit het noorden van de dijk, waren er geen windsnelheidsveranderingen naar afstand. Windsnelheidsveranderingen naar afstand van de dijk werden beïnvloed door windhoeken. Figuur 8 toont de verdeling van de windsnelheid in de omgeving van de dijk toen de wind uit ZW waaide met 3 m/s.
(a) ZW
(b) SSW
(c) NNE
(a) SW
(b) SSW
(c) NNE
Windsnelheden per minuut naar afstand van het talud volgens veranderingen in windhoek.
(a) Vóór
(b) Na
(a) Vóór
(b) Na
Grote grafiek van de verdeling van de windsnelheid binnen de locatie vóór en na de aanleg van de ophoging (windhoek = ZW).
Figuur 8 onder de windsnelheidsverdeling toont de veldtopografie per kleur. Gebieden met lagere hoogten worden in zwart weergegeven, en gebieden met grotere hoogten in rood. Voordat de modelhelling werd ingebracht, was de windsnelheid verdeeld volgens de topografie. Daarom had het linker gebied, dat een hogere topografie had, altijd ten minste 2 m/s windsnelheid. Op het lagere niveau was er altijd ten minste 1,35 m/s windsnelheid. Toen echter snelwegtaluds werden aangelegd, werd de windsnelheid in het rechter gebied met zijn lagere topografie met meer dan 55% verminderd, waardoor de windsnelheid daalde tot minder dan 1 m/s. Er was geen significante vermindering van de windsnelheid in het linker gebied met een kleiner niveauverschil.
4. Veldexperiment
Om de correlatie tussen de windsnelheid aan het oppervlak en de temperatuurverandering in het gebied van de snelwegbermen vast te stellen, werd een veldexperiment uitgevoerd. Figuur 9 toont de afstand tussen de meteorologische waarnemingspost en de locatie van het veldexperiment (8,6 km in een rechte lijn vanaf de gemeten punten). Het veldexperiment werd uitgevoerd op basis van een gemiddelde temperatuur van 5,6°, een maximumtemperatuur van 21,4°, een minimumtemperatuur van -4,1°, en een gemiddelde windsnelheid van 3,4 m/s in maart (zoals waargenomen in het dichtstbijzijnde meteorologisch observatorium). In het veldexperiment werden de verdeling van de windsnelheid en de temperatuur bepaald op het laagste punt (-11,5 m) en het hoogste punt (1,2 m) van de dijk. Figuur 10 toont de locatie van het veldproefgebied. Om de veranderingen in windsnelheid en temperatuur naar gelang van de hoogte van de dijk vast te stellen, werden op het hoogste en het laagste punt anemometers geïnstalleerd.
Afstand tussen de meteorologische waarnemingspost en de punten waar metingen in het veld werden verricht.
Veldmeetpunten.
Vijf punten tussen de twee anemometers werden geselecteerd als temperatuurmeetpunten. De temperatuurverandering werd gedurende 18 dagen geregistreerd, en de gemiddelde temperatuurgegevens die om de 5 minuten werden gemeten, werden automatisch opgeslagen. Het meetbereik van de temperatuursensor (HOBO Pro v2 Tem/RH Data Logger) was -40-70°C, en het meetbereik van de windsnelheidsensor was 0,5-50 m/s. Figuur 11 vergelijkt de temperaturen (gemiddelde, maximum en minimum) en windsnelheden tussen de gegevens geregistreerd in het weerstation en die gemeten in het veldexperiment gedurende de experimentele periode van 18 dagen. Het weerstation lag op 8,6 km afstand van de veldmeetlocatie in rechte lijn, maar hun gemiddelde temperaturen waren consistent. Het aantal dagen waarop een minimumtemperatuur van minder dan 0°C werd waargenomen, bedroeg echter 9 volgens het weerstation, maar 15 in het veldexperiment, wat betekent dat de veldmeetpunten zes dagen meer hadden waarop een minimumtemperatuur van minder dan 0°C werd waargenomen. Terwijl de gemiddelde temperatuur in de meteorologische waarnemingspost -4,1°C bedroeg, was deze in het veldexperiment -9,1°C. Wat de gemiddelde windsnelheidsverdeling betreft, werd in het veld gedurende acht dagen een windsnelheid van 1,1 m/s-2 m/s gemeten, terwijl dit in het meteorologisch observatorium slechts gedurende twee dagen het geval was. Een windsnelheid van meer dan 3 m/s werd gedurende drie dagen in het veldexperiment en gedurende negen dagen in het meteorologisch observatorium gemeten. De windsnelheid was lager op de veldmeetpunten dan op het meteorologisch observatorium. Bij vergelijking van de meteorologische gegevens tussen de meteorologische waarnemingspost en de locatie van het veldexperiment tijdens de experimentele periode (18 dagen) bleek dat op de locatie van het veldexperiment vaker hogere temperaturen en lagere windsnelheden werden waargenomen, hoewel de hoogste geregistreerde temperaturen bijna identiek waren. Figuur 12 toont de gemiddelde windsnelheid en temperatuur op punten (1,2 m en -11,5 m van de dijk) uitgezet tegen de tijd. Er werd vastgesteld dat de temperatuur onder 0°C daalde naarmate de windsnelheid snel afnam vóór 6 uur ’s morgens en na 18 uur ’s avonds.
(a) Gemiddelde temperatuur
(b) Maximumtemperatuur
(c) Minimumtemperatuur
(d) Snelheid
(a) Gemiddelde temperatuur
(b) Maximumtemperatuur
(c) Minimumtemperatuur
(d) Snelheid
Windsnelheidverandering volgens verandering van windhoek door gemeten punten voor en na de aanleg van de ophoging.
Verspreiding van temperatuur en windsnelheid op gemeten punten per tijdzone gedurende de meetperiode.
Het laagste punt van het terrein (temperatuurmeetpunt 1) vertoonde een 2°C lagere temperatuur dan het andere punt op dezelfde hoogte op het talud (temperatuurmeetpunt 6). De temperatuur en de windsnelheid stegen vanaf 8 uur ’s morgens en bereikten een piek om 14 uur ’s middags. Daarna daalden zowel de temperatuur als de windsnelheid. De temperaturen en windsnelheden op punten lager dan de hoogte van het talud waren echter tot 40% lager dan die op punten hoger dan het talud. Uit deze resultaten werd bevestigd dat zowel de temperatuur als de windsnelheid werden beïnvloed door de ophoging op het terrein van het veldexperiment. In het algemeen geven temperatuurverdelingen naar hoogte geen grote temperatuurafwijkingen te zien op bewolkte dagen als gevolg van geringe hoeveelheden straling. Ze vertonen echter wel grote temperatuurafwijkingen naar hoogte op heldere en windstille dagen. Terwijl de temperaturen van locaties op laag niveau met de dijk op lagere niveaus werden gemeten dan die van locaties op hoog niveau bij zonsopgang bij temperaturen onder nul en ’s avonds, werden ze op hogere niveaus gemeten ’s middags toen de temperatuur steeg. Met andere woorden, er werd een temperatuuromkeringsverschijnsel waargenomen.
Dit temperatuuromkeringsverschijnsel wordt getoond in figuur 13, die een grafiek laat zien van de tijdgemiddelden gedurende de meetperiode. In de gemeten gegevens was de temperatuur in de lagere gebieden ’s nachts 2,0°C lager dan in de hogere gebieden, maar overdag was hij ook 3,5°C hoger. Figuur 13 toont de gegevens over 24 uur die op de meetpunten zijn gemeten op regendagen en de dagen vóór de regendagen. Overdag vóór de regendagen was er een duidelijke temperatuuromkering in de lager gelegen gebieden. De temperatuur was ’s morgens en ’s avonds onder nul en ’s middags boven nul. Tijdens regendagen vertoonden alle onderzoekslocaties echter minieme temperatuurverschillen tussen dag en nacht van minder dan 1°C.
(a) Temperatuur- en windsnelheidsverdeling op heldere dagen met temperatuuromkering per punt
(b) Temperatuur- en windsnelheidsverdeling op regenachtige dagen zonder temperatuuromkering per punt
(a) Temperatuur- en windsnelheidsverdeling op heldere dagen met temperatuuromkering per punt
(b) Temperatuur- en windsnelheidsverdeling op regenachtige dagen zonder temperatuuromkering per punt en windsnelheidsverdeling op heldere dagen met temperatuuromkering door punt
(b) Temperatuur- en windsnelheidsverdeling op regendagen zonder temperatuuromkering door punt
Temperatuur- en windsnelheidsverdeling op heldere dagen en regendagen.
5. Verband tussen windsnelheid en temperatuurverandering
De verspreidingsgrafiek van windsnelheden en temperaturen na de aanleg van de dijk werd onderzocht. Figuur 14 toont de spreidingsgrafiek van de windsnelheden en temperaturen per uur per experimenteerplaats. Gebaseerd op geografische karakteristieken, werd gebruik gemaakt van 18 dagen gegevens van een hooggelegen locatie (+1,2 m gebaseerd op de bedijkingslocatie) en een laaggelegen locatie (-13,6 m gebaseerd op de bedijkingslocatie). Om de kenmerken van de windsnelheden en temperatuurveranderingen te begrijpen, werd een analyse per uur (18.00-18.00 uur en 6.00-18.00 uur) uitgevoerd. De windsnelheidsveranderingen bij dageraad en tijdens de avonduren waren zeer laag en bedroegen minder dan 0,3-0,5 m/s. De laaggelegen locatie (temperatuur 1) onder de dijk vertoonde temperatuurveranderingen van 0 tot -4°C, terwijl de hooggelegen locatie temperatuurveranderingen vertoonde van 0,4 tot -0,4°C. De laaggelegen locatie vertoonde een groter bereik van temperatuurveranderingen dan de hooggelegen locatie. Tijdens de uren dat de gemeten windsnelheid zeer laag was (0,5 m/s), registreerde de laag-niveau site temperaturen onder nul in alle temperatuurbereiken. De minimumtemperatuur van -4°C van de laaggelegen locatie vertoonde een temperatuurverschil dat meer dan tien keer zo groot was als dat van de hooggelegen locatie binnen hetzelfde bereik van windsnelheden. Tijdens de ochtend- en namiddaguren, wanneer de windsnelheid werd gemeten op 2,4 m/s of lager, bedroeg het verschil tussen de maximum- en minimumtemperatuur in het lage-grondgebied 10°C. Het verschil in het hooggelegen gebied bedroeg echter 5°C. Wat de kenmerken van de uurtemperaturen betreft, werd bevestigd dat de dijk de windsnelheid verminderde en de temperatuur verlaagde tot onder het nulpunt. Er werd ook vastgesteld dat stagnerende gebieden zonder verandering van de windsnelheid als gevolg van de dijk de temperatuur beïnvloedden.
(a) Vel1-Temp1 (18 uur ’s avonds-6 uur ’s morgens)
(b) Vel1-Temp1 (6 uur-18 uur ’s avonds)
(c) Vel2-Temp6-am (18 uur-6 uur)
(d) Vel2-Temp6 (6 uur-18 uur)
(a) Vel1-Temp1 (18 uur-6 uur)
(b) Vel1-Temp1 (6 uur-18 uur)
(c) Vel2-Temp6-am (18 uur-6 uur)
(d) Vel2-Temp6 (6 uur-18 uur)
Distributie tussen windsnelheid en temperatuur per tijdzone.
6. Conclusie
De resultaten van deze studie met betrekking tot veranderingen in windsnelheid en temperatuur veroorzaakt door de ophoging rond een snelweg die op een hellende topografie is aangelegd, zijn als volgt.
Windsnelheidsveranderingen rond de ophoging werden beïnvloed door omringende windsnelheden, windhoeken, de niveauverschillen van omringende gebieden naar gelang van de hoogte van de ophoging, en de afstand van gebieden tot de ophoging. Veranderingen in de windsnelheid werden op verschillende manieren beoordeeld, afhankelijk van de meetlocatie. Een lagere referentiewindsnelheid vertoonde echter een overeenkomstige grotere afname van de windsnelheden. Bovendien daalden de windsnelheden van wind uit hellende en dalvormige gebieden tot meer dan 60% na de aanleg van de dijk, gemeten in termen van windhoekveranderingen. Bovendien bleek de afname van de windsnelheden als gevolg van het niveauverschil van de omringende gebieden met de hoogte van de dijk het grootst te zijn in het gebied met het grootste niveauverschil ten opzichte van het centrale deel van de dijk. Veranderingen in de windsnelheid met de afstand tot de dijk vertoonden een toename in het dalende bereik van de windsnelheden tot de afstand van 3. Er werden veldmetingen uitgevoerd om de veranderingen in windsnelheid en temperatuur na de aanleg van de dijk te bepalen. De resultaten van de veldmetingen bevestigden ook dat de windsnelheid verandert naar gelang van de hoogte van de dijk en het niveauverschil. In het centrale deel van de dijk werd de laagste windsnelheid gemeten, terwijl de mate van verandering in windsnelheid gering bleek te zijn. De resultaten van de windtunneltest kwamen overeen met de algemene tendens. Op de plaats met kleine windsnelheidsveranderingen (onder de dijk) werden lagere temperaturen gemeten dan op de hoger gelegen plaats. De temperatuurveranderingen ’s avonds en bij zonsopgang, wanneer lage windsnelheden werden gemeten, waren groter dan op andere uren. Na de aanleg van de dijk daalden de temperaturen ook samen met de windsnelheden.
Conflict of Interests
De auteurs verklaren geen belangenconflict met betrekking tot de publicatie van dit artikel.
Acknowledgments
Dit werk werd gesteund door de National Research Foundation of Korea (NRF) Grant gefinancierd door de Koreaanse overheid (MEST) (nr. 2011-0028567).