空气在流动的过程中不仅受到气压梯度力和地转偏向力的作用，而且在离地面1.5公里的近地面大气层里，它还受到地面障碍物的影响，气象学上将1.5公里以下的气层称为摩擦层。
    在摩擦层里，空气经过粗糙不平的地表面，受到摩擦力的作用，空气流动的速度，也就是风速会越来越小。由于地表粗糙程度不一，作用于空气的摩擦力的大小也就不同，风速减小的程度也就不同，地面粗糙度越大，作用于空气的摩擦力也就越大，相应的风速减小的也就越多。
    在风力发电机以及建筑学等领域对地面粗糙度进行了分类，总共分为A、B、C、D四类，各类对应的地表状况如下：
    A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；
    B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城市郊区；
    C类指有密集建筑群的中等城市市区；
    D类指有密集建筑群但房屋较高的大城市市区。

  
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                       图1 A类                                      图2 B类
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                       图3 C类                                      图4 D类

    为了能对地面粗糙度进行量化分析，通常使用粗糙度长度（表征完全湍流中表面粗糙程度所用的特征长度参数，单位为：m）Z0对地面粗糙度进行度量，其值分布于0-2m之间。表1中列出了地面粗糙度等级值对应的粗糙度长度值，以及能源指数和地表特征。

表1：地面粗糙度等级及粗糙度长度（来源于德国风能协会）

    在确定某地区的地面粗糙度类别时，若无实测资料，建筑学上可按下述原则近似，该原则同样适用于风力发电机领域。
1. 以拟建房屋为中心、2km为半径的迎风半圆影响范围内的房屋高度和密集度来区分粗糙度类别，风向原则上应以该地区最大风的风向为准，但也可取其主导风向；
2. 以半圆影响范围内建筑物的平均高度来划分地面粗糙类别。当平均高度不大于9m时为B类；当平均高度大于9m但不大于18m时为C类；当平均高度大于18m时为D类；
3. 影响范围内不同高度的面域可按下述原则确定，即每座建筑物向外延伸距离等于其高度的面域内均为该高度，当不同高度的面域相交时，交叠部分的高度取大者；
4. 平均高度取各面域面积为权数计算。

地面粗糙度对风速的影响范围如下图所示。

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                                 图5 地面粗糙度对风速的影响范围

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参考文献:
1.www.wind-energie.de；
2.www.caefs.zju.edu.cn；
3.GB 50009—2001。