風速預估

根據過去研究的結果可以分成指數與對數兩個風速剖面公式。各自所需 的參數中摩擦速度 與地表阻力有關，也就表示氣流等流體流經靜止物體表 面其產生的曳引力的大小，粗糙長度和零風面位移則與地表粗糙度有關，也 能解釋為都市表面其高低起伏等紋理產生的阻礙大小。建築密度及高度越大 地表愈粗糙，粗糙長度和零風面位移愈大(表 2-8)。Oke et al (2018)提出 粗糙長度以及風速剖面的指數能夠透過公式進行轉換，來獲得指數風速剖面 的折減係數，取得該參數後便能夠將量測獲得特定高度的風速進行不同高度 之間的風速轉換。後續分析通風降溫效益的部分會使用此方式來進行不同區 域的風速預測。

本研究使用中央氣象局架設的標準測站以及以實測的風速資料進行檢驗

67

校正，以及都市區域內的建成環境圖資包含高度及座標位置，並假設邊界層 高度以上的風速基本上不受地表起伏影響趨近於一定值，在計算各個網格的 粗糙長度後，將該數值與台北市標準氣象站的風速進行轉換，以此來獲得整 個台北地區的風速的分布。

本研究利用現有的都市圖資來計算 200 公尺大小之網格化的粗糙長度，

並按照下列步驟製作全台北市網格化的風速，首先透過公式 10 計算各個網格 的粗糙長度，並透過公式 11 轉換成表示風速剖面的地況折減係數α，取得標 準氣象站的風速資料及氣象站架設高度後，並假設台北地區邊界層高度以上 的風速均為定值並且較不受地表起伏影響，根據公式 12 將氣象局測站量測到 的風速轉換至台北市平均邊界層高度 500 公尺的風速(圖 2-38)。

---(式 10)

接著使用計算出來台北邊界層的風速與先前計算網格化的地況折減係數，

再次使用公式 12 的計算方式進行不同高度之間的風速折減，此時邊界層高度 Z1 定為平均得 500 公尺及台北邊界層風速為已知，而各個網格行人層高度 2 米則可透過此種網格化風速的計算流程之式 5 來獲得全台北的風速分布資 訊。

68 (roughness length)，可以經由既有

的之都市圖資進行計算。

粗糙度(roughness)，可 參考現有之都市地況進行經驗

69

數 值 驗 證

透過現有圖資根據不同組成因子計算目標區域的粗糙長度，並透 過 的公式(Oke, 2017)進行轉換，再帶入指數剖面中計算出實測高度 的風速預測值，並將預測與實測兩數值進行對照驗證，以確定透過氣

象站進行風速預測方法的可行性。

圖 2-38 邊界層風速折減示意說明

(資料來源：侯凱山，2019)

70