Abstract

Structurile artificiale, cum ar fi terasamentele construite în timpul construcției de autostrăzi, influențează fluxul de aer din jur. Diferite tipuri de daune pot apărea din cauza schimbărilor în viteza și temperatura vântului în jurul terasamentelor de autostradă. Cu toate acestea, niciun studiu nu a măsurat cu exactitate modificările micrometeorologice (viteza și temperatura vântului) datorate terasamentelor. Acest studiu a efectuat un test în tunel aerodinamic și măsurători pe teren pentru a identifica modificările vitezei și temperaturii vântului înainte și după construirea terasamentelor din jurul drumurilor. S-a constatat că modificările vitezei vântului în jurul unui dig după construirea acestuia sunt influențate de viteza vântului din jur, de unghiul vântului, de diferența de nivel și de distanța față de dig. În cazul în care diferența de nivel față de terasament era mare și distanța era de până la 3H, s-a constatat că gradul de scădere a vitezei vântului era mare. În ceea ce privește modificările vitezelor de referință ale vântului în jurul digului, creșterile vitezei vântului nu au fost proporționale cu rata de scădere a vitezei vântului. Construcția terasamentului a influențat temperaturile din jur. Gradul de modificare a temperaturii a fost mare în locațiile cu diferențe mari de nivel față de dig în zorii zilei și în timpul orelor de seară, când modificările vitezei vântului au fost mici.

1. Introducere

Când o autostradă este construită într-o zonă muntoasă, pot fi introduse terasamente de autostradă și tuneluri. Autostrăzile construite în zonele muntoase folosind astfel de metode pot deteriora produsele agricole prin perturbarea luminii naturale a soarelui și a ventilației naturale a unei zone. Atunci când o structură artificială, cum ar fi un terasament, este construită într-o zonă de cultivare a „fructelor”, perturbarea fluxului natural de aer poate duce la modificarea temperaturii din zonă, ceea ce poate duce la daune precum ofilirea pomilor fructiferi, reducerea randamentului culturilor și întârzieri în înflorire, toate acestea reducând calitatea culturilor. Deși coridoarele de vânt pot fi instalate în jurul digurilor pentru a preveni daunele cauzate de vremea rece prin întreruperea fluxului de aer, acestea nu au fost deosebit de eficiente. Cea mai mare parte a daunelor provocate de vremea rece pomilor fructiferi în zonele cu terasamente de autostradă se produce primăvara, când vântul este slab. Acest lucru se datorează faptului că majoritatea daunelor provocate de vremea rece sunt cauzate de un flux de aer slab. În special atunci când se construiesc pante pe terenuri deschise în formă de vale, circulația liberă a aerului este blocată de digurile autostrăzilor, iar temperatura din zonă devine mai scăzută decât cea din alte zone învecinate, ceea ce sporește daunele provocate de vremea rece. Modificările fluxului de aer în zonele în pantă sunt mai complicate și mai diversificate din cauza efectelor topografice.

Există multe fenomene specifice diferitelor topografii, cum ar fi rafalele și creșterile și descreșterile vitezei vântului cauzate de efectele de acoperire. Viteza vântului este crescută pe o pantă și poate fi crescută și de anumite alte efecte topografice ale terenului. Multe studii au examinat creșterea vitezei vântului în zonele muntoase, de vale și în pantă. Atât Jackson și Hunt, cât și Mason și Sykes au studiat efectele creșterii vitezei vântului în zonele muntoase joase, fără fenomene de separare. Bowen a studiat viteza vântului în zone muntoase bidimensionale simple. Tayor și Lee au propus un algoritm de prognoză a creșterii vitezei vântului în vârful unei zone muntoase. Majoritatea studiilor s-au axat pe distribuția vitezelor vântului în diferite condiții de curent cald în zonele muntoase (Newley , Neff și King , Finardi și colab. , Booij și colab. și Vosper și colab. ). Miller și Davenport și Li et al. au efectuat analize comparative privind creșterile vitezei vântului în zonele muntoase complexe, luând în considerare rugozitatea suprafeței sugerată în principalele criterii de încărcare și caracteristicile geografice înconjurătoare. În plus, aceștia au pus accentul pe rugozitatea suprafeței și pe condițiile de curent de aer din jur atunci când au prezis creșterile vitezei vântului. Weng et al. au propus orientări privind curenții de aer în zonele geografice complexe prin luarea în considerare a caracteristicilor geografice și a rugozității suprafeței. Svoboda și Čermák au măsurat vitezele vântului și distribuția acestora în crestele Munților Erzgebirge folosind observații Sodar Doppler. Chock și Cochran au efectuat un test în tunel aerodinamic pentru a investiga rata fenomenului de creștere a vântului pe o insulă cu o topografie variată și au propus un model experimental privind creșterea vârfului și a vitezei vântului care ar putea fi aplicat la proiectarea structurilor de teren.

Cu toate acestea, terasamentele autostrăzilor influențează curenții inferiori de la baza unui versant. Nu au fost efectuate suficiente studii privind fluxul de aer în apropierea unei structuri artificiale, cum ar fi un terasament de autostradă. Deoarece fructele cultivate în solul gol de la baza unei pante sunt sensibile la temperatură și la viteza vântului, viteza și temperatura vântului ar trebui să fie evaluate înainte de a construi drumuri pe pantă. În acest studiu, au fost investigate schimbările de viteză a vântului și de temperatură înainte și după construcția de terasamente de autostradă pe un teren deschis în formă de vale. Pentru modificările vitezei vântului, a fost efectuat un test în tunel aerodinamic folosind modele. În cadrul testului în tunel aerodinamic, a fost utilizat un model pentru a identifica modificarea vitezei vântului înainte și după construirea terasamentelor de autostradă. Corelația dintre viteza vântului și temperatura în apropierea terasamentelor autostrăzii a fost identificată atunci când a fost efectuat experimentul pe teren în zonele învecinate terasamentului autostrăzii.

2. Locația și metoda de studiu

În locul de testare, fermele de fructe au fost distribuite în jurul unei zone compuse dintr-un terasament de 1,5 km într-o secțiune de construcție a autostrăzii. Terasamentul autostrăzii, situat la 36° 3,4′N și 140° 7,5′ (E), și zonele înconjurătoare ale acestuia sunt prezentate în figura 1. Înainte de construcția terasamentelor, aerul putea curge în mod natural până la baza muntelui. Cu toate acestea, se pare că construcția digurilor a afectat fluxul de aer. Pentru a evalua viteza vântului și modificarea temperaturii în zonele din jurul digurilor autostrăzii, au fost executate două tipuri de teste. În primul rând, prin realizarea unui model de teren în miniatură, a fost efectuat un test de tunel aerodinamic pentru a identifica modificările vitezei vântului în punctele de studiu înainte și după construcție. În al doilea rând, a fost efectuat un experiment pe teren pentru a identifica corelația dintre schimbările de temperatură și viteza vântului în zona pomicolă după implementarea terasamentului.

Figura 1

Hartă topografică a zonei din jurul terasamentului.

3. Testul în tunel de vânt

3.1. Model experimental

Pentru a identifica fluxul de aer în apropierea terasamentelor autostrăzii, s-a efectuat un test de viteză a vântului pe un model de teren la scară 1/150. Modelul de teren pentru tunelul aerodinamic a fost realizat din polistiren, iar o bară de aluminiu a fost instalată astfel încât să poată fi instalate anemometre pentru a măsura viteza vântului. Dispozitivul de tunel aerodinamic cu strat limită turbulent a fost de tip circuit închis cu circulație verticală, iar dimensiunea secțiunii tunelului a fost de 12 m în lățime, 2,5 m în înălțime și 40 m în lungime. Figura 2 prezintă modelul experimental de teren instalat în interiorul tunelului aerodinamic. Pentru a identifica modificările vitezei vântului în terasamentele autostrăzii, au fost utilizate anemometre multicanal (System 6242 Model 1560). Experimentul a fost realizat pentru a identifica modificările vitezei vântului în funcție de diferența de nivel din topografia înconjurătoare înainte și după construirea terasamentelor de autostradă cu o anumită viteză inițială a vântului. Pentru a identifica schimbările în viteza vântului sub terasament, au fost selectate în total 19 puncte, deoarece a existat o diferență de nivel între partea de sud și partea de nord a terasamentului. Anemometrul a fost instalat doar în direcția sudică. Deoarece zona sudică era mai mare decât cea nordică, aceasta a fost folosită ca livadă. Testele de viteză a vântului au fost efectuate în cinci locații chiar sub dig și în 14 locații la distanțe aleatorii față de dig. Unghiurile de vânt testate au fost limitate la cele ale vânturilor suflate din direcția nordică și sudică a digului. Testele de viteză a vântului au fost efectuate pe 10 unghiuri de vânt, incluzând fiecare set de patru unghiuri de vânt cu o diferență de 22,5° între unghiul de vânt NW-NE și unghiul de vânt SW-SE. Figura 3 prezintă unghiurile de vânt în testul în tunel aerodinamic. Anemometrul care a măsurat vitezele de referință ale vântului a fost instalat deasupra drumului cu terasament. Înălțimile celor 19 puncte de măsurare și ale anemometrului de referință au fost fixate la 10 mm (înălțimea la scară naturală a fost de 1,5 m).

(a) Înainte

(b) După

(a) Înainte
(b) După

Figura 2

Modelul de teren instalat în interiorul tunelului aerodinamic.

Figura 3

Unghiurile vântului și punctele de măsurare.

3.2. Rezultatele măsurării vitezei vântului

Trei viteze de referință ale vântului au fost folosite pentru măsurarea vitezelor vântului: 3 m/s, 5 m/s și 7 m/s. Vitezele de referință ale vântului s-au bazat pe vitezele vântului măsurate de anemometrul de pe drumul de terasament. Acest test a examinat modificările vitezei vântului în funcție de locul de măsurare în funcție de modificările vitezelor de referință ale vântului în zona înconjurătoare înainte și după construirea digului.

Figura 3 arată diferența de nivel pe baza locurilor de măsurare pentru măsurarea vitezelor vântului în jurul digului și a înălțimii drumului de rambleu. Zona adiacentă de sub dig a avut o diferență de nivel medie de -8,5 m. Pe baza punctului central al digului, zona din stânga a avut cea mai mare diferență de nivel, de -11 m, iar zona din dreapta a avut o diferență de nivel de -5,9 m.

Figura 4 prezintă conturul măsurătorilor vitezei vântului în funcție de viteza de referință a vântului și de locul de măsurare. Figura 5 prezintă distribuția vitezelor vântului pe site de măsurare în funcție de modificările unghiului vântului în zona din dreapta terasamentului. S-a constatat că modificările vitezei vântului în funcție de locul de măsurare variază în comparație cu vitezele vântului de referință în funcție de modificările unghiului vântului. Cu toate acestea, viteza vântului din poziția de sud-est ca vânt de vale pe teren a fost cu cel mult 60% mai mică decât vitezele vântului măsurate din alte direcții ale vântului. După construirea drumului de terasament, s-au înregistrat scăderi mari ale vitezei vântului în comparație cu vitezele vântului de referință în toate direcțiile vântului măsurate, cu excepția unor direcții nordice. Direcțiile vântului (N și NNW) cu schimbări mici ale vitezei vântului înainte și după construirea drumului de dig au fost găsite în siturile cu înălțimi de dig mai mici decât în celelalte situri. Acest studiu a examinat modificările vitezei vântului în funcție de creșterile vitezelor de referință ale vântului înainte și după construirea digului. Unghiurile vântului din unele direcții nordice (N, NNW și NW) înainte și după construcția digului au arătat că ratele de scădere a vitezelor vântului după construcție au fost mici, mai mici de 20%, indiferent de locul de măsurare sau de viteza vântului. O distanță mai mică între locul de măsurare și terasament și o creștere a vitezei de referință a vântului au dus la un grad corespunzător mai mare de scădere a vitezei vântului. Acest studiu a examinat modificările vitezei vântului în comparație cu vitezele de referință ale vântului în funcție de diferența de nivel dintre înălțimea terasamentului și locul de măsurare. În cazul sitului de măsurare 3, aceasta a fost de -13,6 m sub drumul terasamentului. După construirea acestuia, modificările vitezei vântului au fost de 1 sau mai mici în toate vitezele vântului. S-a confirmat că rata de scădere a vitezelor vântului era influențată de diferența de nivel față de drumul de terasament.

Figura 4

Schema de măsurare a vitezei vântului.

(a) Punctul 3

(b) Punctul 4

(c) Punctul 10

(d) Punctul 13

(a) Punctul 3
(b) Punctul 4
(c) Punctul 10
(d) Punctul 13

Figura 5

Distribuția vitezelor vântului în funcție de locul de măsurare în funcție de modificările unghiului vântului în zona din dreapta terasamentului.

Figura 6 prezintă distribuția vitezelor vântului pe sit de măsurare în funcție de modificările unghiului vântului în zona din stânga digului. Zona din stânga conținea multe zone care erau cu peste 50% mai mari din punct de vedere al diferenței de nivel mediu. Zona din stânga era, de asemenea, influențată de locurile de măsurare și de unghiurile vântului în ceea ce privește gradul de modificare a vitezei vântului în comparație cu vitezele vântului de referință înainte și după construirea digului. Situl de măsurare 5, situat chiar sub dig, a avut o diferență de nivel de -11,5 m față de drumul digului și a prezentat un grad mare de scădere a vitezei vântului cu peste 70% după construirea digului la o viteză de referință a vântului de 3 m/s. Cu toate acestea, locurile de măsurare 9, 14 și 15 au prezentat mici modificări ale vitezei vântului în comparație cu vitezele de referință ale vântului în ceea ce privește unghiurile vântului din direcția sudică înainte și după construirea digului. Acest lucru se datorează probabil faptului că aceste situri aveau diferențe de nivel mai mari decât siturile din dreapta echivalente. S-a confirmat faptul că modificările vitezei vântului în jurul digului au fost influențate în mare măsură de distanța și de diferența de nivel față de dig.

(a) Punctul 5

(b) Punctul 9

(c) Punctul 14

(d) Punctul 15

(a) Punctul 5
(b) Punctul 9
(c) Punctul 14
(d) Punctul 15

Figura 6

Distribuția vitezelor vântului în funcție de locul de măsurare în funcție de modificările unghiului vântului în zona din stânga terasamentului.

Figura 7 prezintă modificările vitezei vântului în funcție de distanța față de dig în funcție de modificările unghiului vântului. Înainte de construirea digului, modificările vitezei vântului în funcție de distanță s-au dovedit a fi consecvente, fără influențe mari ale unghiurilor vântului. Cu toate acestea, după construirea digului, s-a confirmat că modificările vitezei vântului în comparație cu vitezele de referință ale vântului în funcție de distanța față de dig sunt influențate de unghiurile vântului. În ceea ce privește modificările vitezei vântului în funcție de distanța de măsurare a unghiurilor de vânt SSW și SW, situl aflat la o distanță de 3 ( = înălțimea terasamentului) față de terasament a prezentat o scădere a rapoartelor de viteză a vântului de până la peste 60% în comparație cu situl aflat la 1,5 distanță de terasament, indiferent de modificările vitezei vântului. Cu toate acestea, în unghiul de vânt NNW suflat dinspre nordul digului, nu au existat modificări ale vitezei vântului în funcție de distanță. Modificările vitezei vântului în funcție de distanța față de dig au fost influențate de unghiurile vântului. Figura 8 prezintă distribuția vitezei vântului în zona din jurul digului atunci când vântul a suflat dinspre SSW cu 3 m/s.

(a) SW

(b) SSW

(c) NNE

(a) SW
(b) SSW
(c) NNE

Figura 7

Vitezele vântului pe minut în funcție de distanța terasamentului în funcție de modificările unghiului vântului.

(a) Înainte

(b) După

(a) Înainte
(b) După

Figura 8

Graficul de distribuție a vitezei generale a vântului în cadrul locației înainte și după construirea digului (unghiul vântului = SSW).

Figura 8 de sub distribuția vitezei vântului arată topografia câmpului prin culoare. Zonele cu altitudini mai mici sunt reprezentate cu negru, iar cele cu altitudini mai mari sunt reprezentate cu roșu. Înainte de inserarea pantei modelului, viteza vântului a fost distribuită în funcție de topografie. Prin urmare, zona din stânga, care avea o topografie mai ridicată, a avut întotdeauna o viteză a vântului de cel puțin 2 m/s. La nivelul inferior, a existat întotdeauna cel puțin 1,35 m/s de viteză a vântului. Cu toate acestea, atunci când au fost construite terasamente de autostradă, zona din dreapta, cu o topografie mai joasă, a avut o reducere de peste 55% a vitezei vântului, ceea ce a redus viteza vântului la mai puțin de 1 m/s. Nu a existat o reducere semnificativă a vitezei vântului în zona din stânga, cu o diferență de nivel mai mică.

4. Experiment de teren

Pentru a identifica corelația dintre viteza vântului la suprafață și variația de temperatură în zona digurilor autostrăzii, a fost realizat un experiment de teren. Figura 9 prezintă distanța dintre observatorul meteorologic și locul experimentului de teren (8,6 km în linie dreaptă față de punctele măsurate). Experimentul pe teren a fost efectuat pe baza unei temperaturi medii de 5,6°, a unei temperaturi maxime de 21,4°, a unei temperaturi minime de -4,1° și a unei viteze medii a vântului de 3,4 m/s în luna martie (așa cum a fost observat în cel mai apropiat observator meteorologic). În cadrul experimentului de teren, viteza vântului și distribuția temperaturii au fost identificate concentrându-se pe punctul cel mai de jos (-11,5 m) și punctul cel mai înalt (1,2 m) al terasamentului. Figura 10 prezintă localizarea locului de desfășurare a experimentului pe teren. Pentru a identifica modificările vitezei și temperaturii vântului în funcție de înălțimea terasamentului, au fost instalate anemometre în punctul cel mai înalt și cel mai jos.

Figura 9

Distanța dintre observatorul meteorologic și punctele măsurate pe teren.

Figura 10

Puncte măsurate pe teren.

Cinci puncte dintre cele două anemometre au fost selectate ca puncte de măsurare a temperaturii. Variația temperaturii a fost înregistrată timp de 18 zile, iar datele medii de temperatură măsurate la fiecare 5 minute au fost salvate automat. Intervalul de măsurare al senzorului de temperatură (HOBO Pro v2 Tem/RH Data Logger) a fost de -40-70°C, iar intervalul de măsurare al senzorului de viteză a vântului a fost de 0,5-50 m/s. Figura 11 compară temperaturile (medie, maximă și minimă) și vitezele vântului între datele înregistrate în observatorul meteorologic și cele măsurate în cadrul experimentului pe teren pe parcursul perioadei experimentale de 18 zile. Stația meteorologică se afla la o distanță de 8,6 km în linie dreaptă față de locul de măsurare pe teren, dar temperaturile medii ale acestora au fost consecvente. Cu toate acestea, numărul de zile în care a fost observată o temperatură minimă de sub 0°C a fost de 9 zile conform observatorului meteorologic, dar de 15 zile în experimentul de teren, ceea ce înseamnă că punctele măsurate pe teren au avut cu șase zile mai multe în care s-a înregistrat o temperatură minimă de sub 0°C. Când temperatura medie în observatorul meteorologic a fost de -4,1°C, aceasta a fost de -9,1°C la locul experimentului pe teren. În ceea ce privește distribuția vitezei medii a vântului, o viteză a vântului de 1,1 m/s-2 m/s a fost afișată timp de opt zile pe teren, în timp ce la observatorul meteorologic a fost afișată timp de numai două zile. O viteză a vântului mai mare de 3 m/s a fost prezentă timp de trei zile în cadrul experimentului pe teren și nouă zile la observatorul meteorologic. Viteza vântului a fost mai mică în punctele măsurate pe teren decât la observatorul meteorologic. La compararea datelor meteorologice între observatorul meteorologic și locul de desfășurare a experimentului pe teren în timpul perioadei experimentale (18 zile), s-a constatat că la locul de desfășurare a experimentului pe teren au fost observate mai des temperaturi mai ridicate și viteze ale vântului mai scăzute, deși cele mai ridicate temperaturi înregistrate au fost aproape identice. Figura 12 prezintă viteza medie a vântului și temperatura în punctele (1,2 m și -11,5 m de la terasament) reprezentate grafic în funcție de timp. S-a constatat că temperatura a scăzut sub 0°C pe măsură ce viteza vântului a scăzut rapid înainte de ora 6.00 și după ora 18.00.

(a) Temperatura medie

(b) Temperatura maximă

(c) Temperatura minimă

(d) Viteza

(a) Medie temperatura
(b) Temperatura maximă
(c) Temperatura minimă
(d) Viteza

Figura 11

Schimbarea vitezei vântului în funcție de schimbarea unghiului vântului prin punctele măsurate înainte și după construcția digului.

Figura 12

Distribuția temperaturii și a vitezei vântului în punctele măsurate în funcție de fusul orar în perioada de măsurare.

Punctul cel mai de jos din sit (punctul de măsurare a temperaturii 1) a prezentat o temperatură cu 2°C mai mică decât celălalt punct de la aceeași înălțime de pe terasament (punctul de măsurare a temperaturii 6). Temperatura și viteza vântului au crescut de la ora 8 dimineața și au atins un vârf la ora 14. Ulterior, atât temperatura, cât și viteza vântului au scăzut. Cu toate acestea, temperaturile și vitezele vântului în punctele situate la o înălțime mai mică decât cea a terasamentului au fost cu până la 40% mai mici decât cele din punctele situate la o înălțime mai mare decât cea a terasamentului. Din aceste rezultate, s-a confirmat faptul că atât temperatura, cât și viteza vântului au fost afectate de umplere la locul experimentului pe teren. În general, distribuțiile de temperatură în funcție de înălțime nu produc abateri mari de temperatură în funcție de înălțime în zilele înnorate din cauza cantităților mici de radiație. Cu toate acestea, ele prezintă abateri mari de temperatură în funcție de înălțime în zilele senine și fără vânt. În timp ce temperaturile siturilor de nivel scăzut instalate cu terasament au fost măsurate la niveluri mai scăzute decât cele ale siturilor de nivel înalt în zori, la temperaturi sub zero grade și seara, acestea au fost măsurate la niveluri mai ridicate la prânz, când temperatura a crescut. Cu alte cuvinte, s-a observat un fenomen de inversare a temperaturii.

Acest fenomen de inversare a temperaturii este ilustrat în figura 13, care prezintă un grafic al mediilor de timp în timpul perioadei de măsurare. În datele măsurate, temperatura în zonele joase a fost cu 2,0°C mai mică decât în zonele înalte pe timp de noapte, dar a fost, de asemenea, cu 3,5°C mai mare în timpul zilei. Figura 13 prezintă date pentru 24 de ore măsurate în punctele de sondaj în zilele ploioase și în zilele premergătoare zilelor ploioase. În timpul zilei, înainte de zilele ploioase, a existat un fenomen clar de inversare a temperaturii în zonele mai joase. Temperatura a fost sub zero grade în zori și seara și peste zero grade după-amiaza. Cu toate acestea, în timpul zilelor ploioase, toate siturile de studiu au prezentat diferențe mici de temperatură între zi și noapte, de mai puțin de 1°C.

(a) Distribuția temperaturii și a vitezei vântului în zilele senine cu inversare de temperatură în funcție de punct

(b) Distribuția temperaturii și a vitezei vântului în zilele ploioase fără inversare de temperatură în funcție de punct

(a) Temperatura și distribuția vitezei vântului în zilele senine cu inversare a temperaturii prin punct
(b) Distribuția temperaturii și a vitezei vântului în zilele ploioase fără inversare a temperaturii prin punct

Figura 13

Distribuția temperaturii și a vitezei vântului în zilele senine și în zilele ploioase.

5. Relația dintre viteza vântului și variația temperaturii

A fost examinată diagrama de distribuție a vitezelor vântului și a temperaturilor în urma construirii digului. Figura 14 prezintă graficul de distribuție a vitezelor și temperaturilor orare ale vântului în funcție de locul de experimentare. Pe baza caracteristicilor geografice, au fost utilizate date de 18 zile de la un sit de nivel înalt (+1,2 m pe baza sitului digului) și un sit de nivel scăzut (-13,6 m pe baza sitului digului). Pentru a înțelege caracteristicile vitezelor vântului și ale schimbărilor de temperatură, a fost efectuată o analiză orară (18 pm-6 am și 6 am-18 pm). Modificările vitezei vântului în zori și în timpul orelor de seară au fost foarte scăzute, sub 0,3-0,5 m/s. Situl de nivel scăzut (temperatura 1) de sub terasament a prezentat schimbări de temperatură cuprinse între 0 și -4°C, în timp ce situl de nivel înalt a prezentat schimbări de temperatură cuprinse între 0,4 și -0,4°C. Situl de la nivelul inferior a evidențiat o gamă mai largă de schimbări de temperatură decât cel de la nivelul superior. În timpul orelor în care viteza măsurată a vântului a fost foarte mică, de 0,5 m/s, situl de la nivelul inferior a înregistrat temperaturi sub zero în toate intervalele de temperatură. Temperatura minimă a sitului de la nivelul inferior de -4°C a arătat o diferență de temperatură de peste zece ori mai mare decât cea a sitului de la nivelul superior în aceeași gamă de viteze ale vântului. În timpul orelor de dimineață și după-amiază, când viteza vântului a fost măsurată la 2,4 m/s sau mai mică, diferența dintre temperaturile maxime și minime în situl de nivel scăzut a fost de 10°C. Cu toate acestea, diferența în situl de nivel înalt a fost de 5°C. În ceea ce privește caracteristicile temperaturilor orare, s-a confirmat faptul că digul a redus viteza vântului și a coborât temperatura sub zero grade. De asemenea, s-a stabilit că regiunile stagnante fără modificări ale vitezei vântului din cauza digului au influențat temperatura.

(a) Vel1-Temp1 (18 pm-6 am)

(b) Vel1-Temp1 (6 am-18 pm)

(c) Vel2-Temp6-am (18 pm-6 am)

(d) Vel2-Temp6 (6 am-18 pm)

(a) Vel1-Temp1 (18 pm-6 am)
(b) Vel1-Temp1 (6 am-18 pm)
(c) Vel2-Temp6-am (18 pm-6 am)
(d) Vel2-Temp6 (6 am-18 pm)

Figura 14

Distribuția între viteza vântului și temperatură în funcție de fusul orar.

6. Concluzie

Rezultatele acestui studiu privind viteza vântului și schimbările de temperatură cauzate de terasamentul din jurul unei autostrăzi construite pe o topografie înclinată sunt următoarele.

Schimbările vitezei vântului în jurul terasamentului au fost influențate de vitezele vântului din jur, de unghiurile vântului, de diferențele de nivel ale zonelor din jur în funcție de înălțimea terasamentului și de distanța zonelor față de terasament. Modificările de viteză a vântului au fost evaluate în diverși termeni în funcție de locul de măsurare. Cu toate acestea, o viteză a vântului de referință mai mică a prezentat o rată corespunzătoare mai mare de scădere a vitezei vântului. În plus, în ceea ce privește modificările unghiului vântului, vitezele vânturilor suflate din zonele înclinate și în formă de vale au scăzut cu până la peste 60% după construirea digului. În plus, s-a constatat că rata de scădere a vitezelor vântului datorată diferenței de nivel a zonelor înconjurătoare în funcție de înălțimea digului a fost cea mai mare în zona cu cea mai mare diferență de nivel față de partea centrală a digului. Modificările vitezei vântului în funcție de distanța față de dig au prezentat o creștere a intervalului de scădere a vitezei vântului până la distanța de 3. Au fost efectuate măsurători pe teren pentru a determina modificările vitezei vântului și ale temperaturii după construcția digului. Rezultatele măsurătorilor pe teren au confirmat, de asemenea, modificările vitezei vântului în funcție de înălțimea și diferența de nivel a digului. În partea centrală a digului, a fost măsurată cea mai mică viteză a vântului, în timp ce gradul de schimbare a vitezei vântului s-a dovedit a fi mic. Rezultatele testului în tunel aerodinamic au fost în concordanță cu tendința generală. Locul cu schimbări mici ale vitezei vântului (sub dig) a înregistrat temperaturi mai scăzute decât locul mai înalt. Modificările de temperatură seara și în zori, când au fost măsurate viteze mici ale vântului, au fost mai mari în comparație cu celelalte ore. După construirea digului, temperaturile au scăzut, de asemenea, împreună cu vitezele vântului.

Conflict de interese

Autorii declară că nu există niciun conflict de interese în ceea ce privește publicarea acestei lucrări.

Recunoștințe

Această lucrare a fost susținută de Fundația Națională de Cercetare din Coreea (NRF) Grant finanțat de guvernul coreean (MEST) (nr. 2011-0028567).