研究结果表明，随地表10米平均风速（U(10)）增大，近海海上与沿海陆地的近地面风廓线逐步接近幂指数率分布。在低风速条件下（U(10) < 10 m/s），沿海陆地的Z0显著大于近海海面；在高风速条件下（U(10) > 18 m/s），由于波浪形状阻力不断增大，近海海面的Z0和U*开始大于沿海陆地的值（图 2）。在近海海上，当不区分近岸风和离岸风风向时，Cd达到峰值的临界风速为24 m/s；区分近岸风和离岸风风向后，发现近海海上近岸风Cd随平均风速呈“双峰”分布，Cd出现峰值的U(10)分别为13 m/s和21 m/s，该“双峰”分布特征出现的原因与水深和风向有关（图 3）。最后，建立了沿海陆地近岸风Cd与地表10米平均风速（U(10)）的线性函数关系：
图2 陆上离岸风、陆上近岸风、海上离岸风和海上近岸风四种情况下，（a）粗糙度长度Z0、（b）摩擦速度U*、（c）阻力系数Cd随地表10 m平均风速U(10)的变化。图(d)是在海上近岸风情况下Cd随U(10)变化的放大图。横坐标上方的数字表示每个风速区间的样本数量，箱型图端线之间的区域表示95%置信区间。
图3 （a）海上近岸风情况下，海上所有测点和M点的观测样本数；M点的（b）阻力系数Cd和（c）风向随地表10 m平均风速U(10)的变化；（d）M点周围水深分布。其中，（b）图中2个红色箱体表示M点Cd的两个峰值；（c）图中橙色柱高代表风向平均值，端线之间的区域表示95%置信区间；（d）图中“Peak 1”和“Peak 2”分别表示M点Cd峰值所对应的风向区间：105-120°和135-150°，红色箭头代表海浪方向。
论文信息:
Tang S, Wang K, Yu H, Li T, Tang J. A Comparative Study on Wind Profiles and Surface Aerodynamic Parameters of Typhoons Over Coastland and Coastal Sea. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2024, 129(13): e2023JD040449.
原文链接：
https://doi.org/10.1029/2023JD040449
