Logaritminen tuulilaki

Tätä artikkelia tai sen osaa on pyydetty kokonaan uudelleen kirjoitettavaksi. Voit auttaa Wikipediaa parantamalla artikkelia. Lisää tietoa saattaa olla keskustelusivulla.

Kitkanopeus on määritelmänsä mukaan ${\displaystyle u_{*}={\sqrt {\frac {\tau _{0}}{\rho }}}={\sqrt {-{\overline {u^{\prime }w^{\prime }}}}}}$, jossa ${\displaystyle \tau _{0}}$ on liikemäärän vuo. Kitkanopeuden yksikkö on ${\displaystyle {\frac {m}{s}}}$, mutta se ei ole todellinen nopeus, vaan skaalasuure pintakerroksessa.

Neutraalissa stationäärisessä pintakerroksessa potentiaalilämpötila ${\displaystyle \theta }$ on vakio korkeuden suhteen. Tällaisessa pintakerroksessa ei esiinny nostevoimia ja myös kinemaattinen lämmönvuo ${\displaystyle {\overline {w^{\prime }\theta ^{\prime }}}}$= 0. Tuuliprofiili neutraalissa ilmakerroksessa noudattaa logaritmista tuulilakia, eli tuulen nopeus ${\displaystyle u}$ korkeuden ${\displaystyle z}$ funktiona on ${\displaystyle u(z)={\frac {u_{*}}{k}}ln({\frac {z}{z_{0}}})}$, jossa ${\displaystyle z_{0}}$ on rosoisuusparametri ja ${\displaystyle k}$ Von Kármánin vakio (0,4). Rosoisuusparametrin yksikkö on ${\displaystyle m}$ ja Karmanin vakio on dimensioton luku. Rosoisuusparametri kertoo pinnan aerodynaamisen rosoisuuden. Tyypillisiä arvoja ovat jäälle ${\displaystyle 10^{-5}\,}$, nurmikolle ${\displaystyle 10^{-2}\,}$, metsälle 1 ja Helsingin keskustalle 1,5. Siirroskorkeus ${\displaystyle z_{d}}$ tarvitaan, jos rosoisuuselementit ovat hyvin suuria. Se voidaan arvioida kaavalla ${\displaystyle z_{d}={\frac {2}{3}}z_{H}}$, jossa ${\displaystyle z_{H}}$ on rosoisuuselementin korkeus, esimerkiksi puun pituus. Vasta siirroskorkeuden yläpuolella alkaa vaikuttaa logaritminen tuulilaki.