Agronomie 22 (2002) 619-625
DOI: 10.1051/agro:2002048

Estimation of aerodynamic parameters under non-neutral stability conditions from Alpilles measurement data

Wenguang G. Zhao^a, Albert Olioso^a, Jean-Pierre Lagouarde^b, Jean-Marc Bonnefond^b, Mark Irvine^b, Yann Kerr^c, John Mcaneney^d and Olivier Marloie<sup>a

a</sup>  INRA, Climat, Sol et Environement, Domain Saint-Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon, Cedex 9, France
^b  INRA, Unité de Bioclimatologie, Villenave d'Ornon, France
^c  CESBIO, Toulouse, France
^d  Strategic Decisions Group, Auckland, New Zealand

(Received 30 October 2001; accepted 18 June 2002)

Abstract
Aerodynamic parameters (displacement height d and roughness length for momentum z₀), as well as friction velocity u_* and temperature scaling parameter T_*, were estimated from the Alpilles energy balance measurement data. Air temperature and wind speed measurements at two heights and sensible heat flux data were needed in the estimation. Application of this method to two data sets measured in different ways for the temperature gradients found that the estimation of d and z₀ was applicable only when the temperature gradients were measured differentially. Sensitivity tests showed that the estimated d and z₀ were sensitive to the temperature gradients. However, both of the data sets produced good estimation of u_* and T_*. The main advantage of this method is that it is applicable not only under near-neutral conditions but also under strong unstable conditions.

Résumé
Estimation des paramètres aérodynamiques en conditions non-neutres à partir des mesures Alpilles. Les paramètres aérodynamiques, hauteur de déplacement d et longueur de rugosité mécanique z₀, ainsi que la vitesse de frottement u_* et la température de `frottement' T_*, ont été estimés à partir des mesures micrométéorologiques effectuées au cours de l'expérimentation Alpilles. La température de l'air et la vitesse du vent mesurés à deux niveaux au dessus du couvert, ainsi que la mesure du flux de chaleur sensible sont nécessaires pour ces estimations. L'application de la méthode à deux jeux de données qui diffèrent dans la mesure du gradient de température de l'air montre que l'estimation de d et z₀ n'est possible que pour l'un des jeux de données (mesure différentielle du gradient de température). Des tests de sensibilité montrent en effet que l'estimation de d et z₀ est très sensible à la mesure de ces gradients. Cependant, les deux jeux de données fournissent de bonnes estimations de u_* et T_*. Le grand avantage de la méthode proposée est d'être utilisable en conditions non-neutres, et en particulier en conditions très instables.

Key words: aerodynamic parameters / aerodynamic roughness length / displacement height / surface energy fluxes

Mots clés : paramètres aérodynamiques / longueur de rugosité / hauteur de déplacement / flux d'énergie de surface

Correspondence and reprints: Albert Olioso
    e-mail: olioso@avignon.inra.fr

Communicated by Frédéric Baret (Avignon, France)

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