[发明专利]一种基于热带海岛气候特征的城市冠层模型建立方法

权利要求书

1.一种基于热带海岛气候特征的城市冠层模型建立方法，其特征在于，所述建立方法包括：

将相邻区域联系在一起，区域内的有限长度的多个街道及相互影响；

街道内的能量平衡方程如下：

Q^*_s+Q_F，s＝Q_H，s+Q_E，s+ΔQ_S，s+ΔQ_A，s 式1

其中，Q^*为净辐射热通量，W/m²；Q_F为人为产热，W/m²；Q_H为显热通量，W/m²；Q_E为潜热通量，W/m²；ΔQ_S为净储热通量，W/m²；ΔQ_A为净对流热通量，W/m²；s为街道；

所述净辐射热通量Q^*＝长波辐射+短波辐射。

2.根据权利要求1所述的一种基于热带海岛气候特征的城市冠层模型建立方法，其特征在于，所述长波辐射包括：

路面的长波净辐射

墙面的长波净辐射

其中，L_↓为太阳辐射量，∈_r、∈_w为路面和墙壁的发射率，对路面来说，若Ψ_r为路面对天空的视角系数，则(1-Ψ_r)为路面对两边墙壁的视角系数；墙壁对天空视角系数为Ψ_w，对路面的视角系数为Ψ_w，则对对面墙的视角系数为(1-2Ψ_w)，对屋顶来说，天空视角为1.0；

采用平面角度计算天空视角系数，路面w/2位置的天空视角系数为

墙壁与路面相交位置的天空视角系数为其中h表示街谷的高度，w表示街谷的宽度。

3.根据权利要求1所述的一种基于热带海岛气候特征的城市冠层模型建立方法，其特征在于，所述短波辐射包括：

根据街道与太阳方向的垂直角度计算路面、西墙、东墙和屋顶的平均太阳直接辐射通量是：

其中，为水平表面可获得的直接太阳辐射，θ为太阳角度与峡谷轴向的夹角，λ为太阳高度方向夹角，χ为直射辐射与街谷顶部总辐射的比例，h为街谷的高度，w为街谷的宽度；

根据所述街谷的朝向变化，将所述街谷的宽度w修正为w/sinθ；在得到墙体热通量后，需要再乘上sinθ来修正，θ₀为路面完全没有得到阳光直射的街道峡谷的朝向

根据街谷方向的所有可能朝向变化，对所有街谷得到的直射辐射通量进行平均；采用两个积分，一个是在θ＝0和θ＝θ₀之间，还有一个是在和θ＝θ₀和之间；

墙体，路面和屋顶的直射太阳平均通量为：

S^↓为水平表面可获得的散射太阳辐射，街谷内表面接受到的散射太阳辐射量由天空视角系数直接得到，由于受到街谷的形状和高反照率的建筑表面材料的影响，短波辐射收支计算是求解一个具有无限多个反射面的几何系统，这些反射过程假设为等熵过程；

当每个表面的直射和散射反照率都是一样的，当第一次反射发生时，路面和墙所存储的能量为：

其中α_r、α_w分别表示路面和墙壁的反射率；

反射部分的能量R_r和R_w是：

在发生n次反射之后，

A_r(n+1)＝A_r(n)+(1-α_r)(1-Ψ_r)R_w(n)

A_w(n+1)＝A_w(n)+(1-α_r)Ψ_wR_r(n)+(1-α_w)(1-2Ψ_w)R_w(n)

R_r(n+1)＝α_r(1-Ψ_r)R_w(n)

R_w(n+1)＝α_wΨ_wR_r(n)+α_w(1-2Ψ_w)R_w(n)

那么，递推公式就得到，

以及

对于这种无限次反射的情况，求解该几何系统可得，

设M作为路面和墙反射的总和，

其中，

每个表面类型吸收的总太阳辐射为：