ENVI-met乔木建模简化方式探究——以细叶榕Ficus microcarpa为例

为探究ENVI-met乔木建模的简化方式,确定实测中不便获取的建模参数能否采用软件默认值替代,本文以广州市居住区常用树种细叶榕Ficus microcarpa为例,通过正交试验探究影响微气候模拟结果的主要建模参数,并初步建立了细叶榕的建模参数库。正交试验结果表明,在细叶榕模型中,叶片反射率是树下空气温湿度模拟结果的显著影响因素,叶面积指数是树下太阳辐射和地表温度模拟结果的显著影响因素,应采用实测值以保证模拟结果的准确性;根深和根幅对以上四种微气候指标的模拟结果影响均不显著,在测量条件不具备时可采用软件默认值或建议值。针对以上四种建模参数,本文建立了细叶榕建模参数库,为设计师提供简便可行的数据参考。     

ENVI-met乔木模型对亚热带湿热地区细叶榕的模拟验证

目的近年来,随着计算机性能的不断提升数值模拟技术已成为定量预测和评价微气候的重要研究手段。植物作为影响微气候的重要因子之一,数值模拟能否准确反映其在当地气候条件下的热表现值得研究。本文的研究旨在验证城市微气候模拟软件ENVI-met(4.2 Science版)在广州地区湿热气候下模拟细叶榕生理特性和微气候表现的适用性。方法通过实测广州地区常用乔木细叶榕的树冠形态、叶片属性和根系形态,对其进行ENVI-met建模并进行模拟分析,将模拟结果与2017年春夏两季实测的数据进行对比。结果生理特性方面,叶温模拟值与实测值变化趋势一致,但夏季午后数值明显偏高;蒸腾速率模拟值在上午和傍晚时刻与实测值较接近,中午峰值明显低于实测值。微气候表现方面,各微气候参数(太阳辐射、地表温度、空气温湿度)模拟值的日变化趋势与实测值一致。模拟值与实测值相比,树冠对太阳辐射的遮挡率接近,树冠对地表温度的降温幅度与实测值较一致,但树下与空旷处及各方向树冠中的气温偏高、湿度偏低,温差与湿度差数值偏小。同时,本文利用均方根误差和一致性指数作为指标进行误差分析,表明模拟结果与实测结果有较好的一致性,模拟可对乔木影响下的室外热环境进行较好的预测,并认为误差可能由软件版本、软件计算设定、建模网格分辨率等原因引起,但尚在可接受范围内。结论通过比较实测与模拟数据,验证了ENVI-met(4.2 Science版)能够较好地模拟湿热气候下乔木的生理指标及热表现,并能够准确预测各参数的日变化趋势。研究成果为应用ENVI-met模拟室外热环境提供了基础校验,并对植物建模提出了优化建议。