ログ風プロファイル
対数風速プロファイルは、惑星境界層（PBL）の最下部における水平平均風速の鉛直分布を記述するために一般的に用いられる半経験的関係である。[ 1 ] 対数風速プロファイルは、一般的に大気の最下部100 m（すなわち、大気境界層の表面層）に限定される。大気圏の残りの部分は、PBLの残りの部分（約1 kmまで）と対流圏または自由大気で構成される。自由大気では、代わりに地衡風の関係を用いるべきである。
処方
地上からの高さ（メートル） における平均風速（）を推定する式は次のとおりです。
![{\displaystyle u_{z}={\frac {u_{*}}{\kappa }}\left[\ln \left({\frac {zd}{z_{0}}}\right)+\psi (z,z_{0},L)\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b3d864989667b4fd512372d3522ad77831e1124f)
ここで、は摩擦速度（ms −1）、はフォン・カルマン定数（約0.41）、は零面変位（メートル）、は表面粗さ（メートル）、は安定性項であり、はモニン・オブホフ相似理論によるオブホフ長である。中立安定条件下では、とが消え、式は次のように簡略化される。
- 。
![{\displaystyle u_{z}={\frac {u_{*}}{\kappa }}\left[\ln \left({\frac {zd}{z_{0}}}\right)\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2647aa6dbdb0c50a1a49fbb952814c1c56d9865c)
ゼロ面変位（）は、樹木や建物などの流れの障害物によって平均風速がゼロになる地上からの高さ（メートル単位）です。この変位は、障害物の平均高さの2 / 3から3 / 4と近似できます。 [ 2 ] 例えば、高さ30 mの森林の樹冠上の風を推定する場合、ゼロ面変位はd = 20 mと推定できます。
粗度長さ ( ) は、表面の粗さが風の流れに及ぼす影響を考慮するための補正尺度です。つまり、粗度長さの値は地形によって異なります。正確な値は主観的であり、参考文献では値の範囲が示されているため、確定的な値を示すことは困難です。ほとんどの場合、参考文献では特定の地形の説明に対して の値が表形式で示されています。たとえば、非常に平坦な地形 (雪、砂漠) の場合、粗度長さは 0.001 ～ 0.005 m の範囲になります。[ 2 ] 同様に、開けた地形 (草原) の場合、典型的な範囲は 0.01 ～ 0.05 m です。[ 2 ] 耕作地と灌木/森林の場合、範囲はそれぞれ 0.1 ～ 0.25 m と 0.5 ～ 1.0 m です。構造物にかかる風荷重を推定する場合、地形は郊外または密集した都市部として説明することができ、その範囲は通常それぞれ0.1～0.5 mと1～5 mです。[ 2 ]
ある高度（ ）における平均風速を別の高度（ ）における平均風速に基づいて推定するためには、式を変形する必要がある。[ 2 ]
- 、
高さにおける平均風速はどこですか。
制限
対数風速プロファイルは、惑星境界層の下部10～20mにおいては、風速プロファイルのべき乗法則よりも平均風速の推定値として一般的に信頼性が高いと考えられています。20mから100mの間では、どちらの方法も中性大気条件下では平均風速を妥当に予測できます。100mから大気境界層の上部付近までは、べき乗法則の方が平均風速のより正確な予測値が得られます（中性大気条件下では）。[ 3 ]
上で議論した中立的な大気安定性の仮定は、乱流混合が大気の不安定性を克服する高度10mでの1時間平均風速が10m/sを超える場合に妥当である。[ 3 ]
アプリケーション
対数風プロファイルは多くの大気汚染拡散モデルで生成され、利用されている。[ 4 ]
参照
参考文献
